对风锤可直接安装式树脂锚杆的研究

摘要：为解决现有树脂锚杆无法实现全长锚固、占用人员多、施工质量无法保证等弊端，本文介绍了一种简单的锚杆改进方法，对上述问题进行了有效的解决。

关键词：锚杆　改进　全长快速安装

一、研究风锤可直接安装式树脂锚杆的目的

锚杆支护技术在我国煤矿井巷工程中的应用已有近50年的历史了，随着研究的不断深入，目前树脂锚杆支护已成为我国煤矿岩巷支护的主要形式，但是在树脂锚杆安装这个环节上存在着较大的缺陷，主要表现在下列几个方面：

目前我们安装锚杆的传统做法是在使用风锤打好锚杆孔后采用MJ60型锚杆搅拌机安装，由于该设备本身不产生轴向推力，致使安装锚杆时需配足3～4人方可将一个MQSZ2860树脂药卷推至孔底锚固好，占用人员多；而且在规定的20S时间内，众人推搅拌机安装锚杆时产生的推力只能锚固一个MQSZ2860树脂药卷，两个及以上药卷时就推不到锚杆孔底，更谈不上全长锚固施工，使得锚固锚杆的药卷数量不足，达不到设计要求，给安全生产带来隐患；第二，由于MJ60型锚杆搅拌机的安装原理是将连接器拧紧在锚杆螺纹段实现整个锚杆杆体的旋转和被人工推入锚杆孔，人工操作时人为因素经常导致整个锚杆外露长度过长或过短，这样带来的后果轻则导致锚杆外露长度无法满足质量标准化要求的“外露出锚杆托盘20～50mm”的要求，重则导致锚杆支护失效、报废，致使外露长度的问题无法得到有效解决；第三，由于采用MJ60型锚杆搅拌机安装锚杆无法实现远距离施工，在安装顶部锚杆时需要搭设工作台，人员站在台上进行操作，给安全生产带来了隐患；最后一点就是MJ60型锚杆机为易损多耗设备，平均一个掘进头每两个月左右就要损坏报废1台，该机1300元/台，一年下来仅此一项就损失约8000元，经济性差。

针对现有锚杆的上述弊端，我们结合施工现场实际情况，将普通圆钢树脂锚杆加以改进，成为风锤可直接安装式锚杆，利用风锤气腿产生的较大的轴向推力在安装锚杆时将锚杆推入锚杆孔底，利用风锤本身产生的扭距实现对树脂药卷的搅拌，使得以上问题得到了很好的解决。

二、风锤可直接安装式树脂锚杆的具体制作改进方法（见附图）

1、将现有普通锚杆的麻花锚头改为右旋，与风锤钎杆旋转方向一致，尾端螺纹段仍为左旋。

2、将托盘、螺母事先安入锚杆，在螺纹段距后端15mm处点焊一焊点。

3、制作连接器可利用报废的尾端有钎尾的（修旧利废）钎杆，前端加焊一内六方形腔体（该腔体与锚杆尾端螺母相配套，可稍大，以方便快速连接）而成，钎杆长度在200～1200mm之间，以方便顶帮不同位置锚杆的安装。

三、风锤可直接安装式树脂锚杆的安装操作方法：

1、打好锚杆孔，用压气吹好眼。2、塞入树脂药卷锚固剂。3、插入锚杆将药卷推送入孔底（顶部锚杆可采用风锤气腿顶入）。4、锚杆尾端与风锤间用连接器连接。5、启动风锤按规定搅拌20S。6、5分钟后采用力拒扳手拧紧螺母至不少于80N.m。

四、风锤可直接安装式树脂锚杆的安装原理：安装时锚杆螺母向下旋转至焊点处卡死，从而使风锤开启后通过连接器、螺母带动整个锚杆旋转，同时利用风锤气缸产生的轴向推力将树脂锚固剂顶入孔底并搅拌均匀。

五、工业性试验：我们选择了在同一施工地段、同一组人员，新型锚杆、旧有锚杆两种各取50根进行试验，试验对新旧锚杆从下列几个方面进行比较：

1、每根锚杆安装时间；

2、安装质量；

3、锚杆锚固力拉拔试验；

4、工人劳动强度；

5、用工情况；

6、安装工序繁简程度；

7、能否实现全长、加长锚固等方面；

结果新锚杆受到了职工们的一致好评，总结起来，新锚杆具有以下优点：

1、提高了安装速度，现场试验表明，新锚杆平均每48s可安装1套，旧锚杆需要92s，安装效率约提高一倍。

2、锚杆尾端外露出托盘统一在15mm，这样在药卷充分凝固后二次紧固时，保证外露长度在20－50mm之间，符合质量标准化要求，避免了人为因素导致的外露过长或过短、从而导致锚杆失效报废问题的发生。

3、锚杆托盘螺母被固定在锚杆体上运输，避免了运输途中的丢失问题，从而保证了托盘了螺母的原装匹配。

4、实现了机械推入、搅拌，现场试验表明，新锚杆只需2人进行操作即可，且操作人员几乎无需用力，极大的减少了用工和工人的劳动强度。

5、药卷搅拌更均匀充分，使树脂药卷的锚固力得到了充分发挥，现场拉拔试验表明，抽查的10根新锚杆的锚固力全部合格，其中一根锚杆做破坏性拉拔试验，锚固力达到了114KN。

6、施工安装时，托盘螺母就已经直接安装在杆体上了，省去了上托盘螺母工序；并且实现了用风锤打好锚杆孔后直接用风锤安装，不用拆去风锤风管接头，再安装搅拌器接头，简化了施工程序。

7、每年一个施工掘进队就可省去搅拌机6台以上，节约价值约8000元，社会和经济效益显著。

8、由于连接器长度可调节再200－1200mm之间，注顶部锚杆时省去了搭工作台环节，有利于安全施工，节省了搭工作台时间和工作量。

9、新的连接器安装拆卸方便，老的连接器需用扳子拧紧在锚杆的螺纹段，安装旋转时拧得更紧，取下时更是费时费力。

10、最大的好处是实现了全长锚固、加长锚固，而这是旧有锚杆所无法达到的。

六、结论

综上所述，风锤可直接安装式锚杆设计先进，操作简单，锚固力可靠，安全性能好，经济实惠，推广应用前景看好。