【摘要】主要对螺纹锚杆的组成、应用环境及精加工过程作了一定的阐述,最后在阐述在煤电公司四矿广泛应用后,取得良好的效果。
1预应力螺纹锚杆简介
预应力无纵肋螺纹锚杆金属杆体及其附件由无纵肋螺纹钢、托盘、球头阻尼螺帽、金属垫圈及塑料垫圈几部分组成,一般与锚固剂配合使用,主要用于煤矿巷道掘进面顶、帮的锚固支护,对巷道顶板、围岩产生预紧力从而增加安全性,该产品抗弯、抗剪力强,体积小,重量轻,效率高,结构合理,操作方便快捷,投入使用后与金属工字钢材料相比,大大减轻了工人的劳动强度,提高了煤矿井下施工效率和巷道支护质量,增强了井巷支护的安全系数,改善了劳动条件,降低了巷道支护材料费用。该产品也可用于矿山、冶金、建筑物防灾抗灾等领域的井巷锚喷支护、建筑物抗震加固、设备基础锚固、控制山体滑坡、水利大坝加固、隧道支护以及地铁工程等建筑工程宜采用钢锚杆支护的地方。锚杆很早就用于矿山的生产实践中,当时人们的做法只是在洞室边壁钻孔,然后在岩孔中灌注水泥撒沙浆并插入一根钢筋或钢丝绳,砂浆凝固后,钢筋则被锚固于围岩中,因而增强了围岩的整体性,从而提高了围岩的承载力,现在锚杆的结构形式和施工工艺上都有很大改进,并广泛用于各种不同的地下工程中。
2进行精确加工的必要性
目前锚杆支护已成为地下工程的主要支护形式,应用范围在不断增大。从硬岩发展到松软、破碎围岩;从小断面发展到大断面;从一般条件发展到大冒顶、大淋水、低鼓和地质构造等复杂条件。锚杆是存在于“锚杆—围岩”相互作用系统中的一种“内支护”,其作用时改善围岩的力学性质和受力状况,从而使被动的岩体转变为主动的承载结构。预应力高强无纵肋螺纹锚杆金属杆体及其附件现在主要应用于井下巷道支护,且支护施工为隐蔽性工程,深部锚点常布置于顶板以上6~8m深的稳定岩层中,浅部锚点布置于与锚杆前端部深度相当的岩层中。巷遭顶板锚固范围内的岩层将组合成一组合梁,当顶板锚固岩层不出现断裂时,其离层将是安全的。此时锚固层可看作两端由煤壁支承的固定梁,顶板锚杆没有发生断裂,锚杆仍能提供较高的锚固力而发挥作用。回采巷道顶板锚固区内的离层临界值由锚固深度和锚杆的延伸率确定,一旦施工完成后,对施工区域的锚点部分将无法进行更换,只有进行修复,这无疑将增加施工量和增加成本投入,所以对杆体及附件的要求极其严格,杆体材料要求为20Mnsi钢材,长度公差为±5mm,尾部螺纹屈服强度必须在335Mpa以上,锚杆抗拉强度必须不小于449Mpa,尾部螺纹承载力不小于105KN,杆体配套螺母扭矩必须不小于110KN,锚杆尾部锚固力必须大于110KN,这就要求杆体有必要进行精确加工,确保井下施工安全,杜绝不必要的各类投资及各类安全隐患的出现。
3精确加工过程
3.1材料选取
在加工前,严格原材料入厂检验过程,严格对原材料(螺纹钢、锚杆托盘、球头螺母)进行筛选,要求螺纹钢进厂必须有材质化验单,对螺纹钢直径、肋高、肋间距等进行严格抽检,锚杆托盘厚度不得低于10mm(公差±2mm),球头螺母严格检验程序,按批次进行试验,扭矩必须在110-130KN,对不在误差范围内的原材料坚决不予入厂,对入场进入生产现场的杆体及其附件(锚杆托盘、球头螺母),每月到集团公司专门化验单位进行一次材质化验,确保原材料质量能满足生产工艺要求。
3.2工艺要求
严格工艺加工要求,加强过程及重点工序(轧园、滚丝)控制,在加工过程中严格控制螺纹长度及公差要求、杆体直线度(2mm/m)、杆体长度,对轧园、滚丝工序严格抽检,对不符合要求的产品严格控制,杜绝进入下一道工序,并定期对轧圆、滚丝模进行检验,并要求谁施工谁负责,加大管理考核力度,对工艺过程出现的不合格品按工艺的先、后及过程给予相应的处罚,并按损失程度给予加倍处罚,在确保加工工艺的前提下,确保产品质量,杜绝不合格品的出现,从根本上保证了井下支护的严格要求。
3.3等强加工过程
螺纹钢在不损坏原有杆体结构的情况下,经过轧园、滚丝工艺加工,螺纹钢原有结构不受破坏,锚杆杆体强度不受影响。
4贮存、运输要求
由于预应力高强无纵肋螺纹锚杆金属杆体及其附件为钢产品结构,在存放及运输过程中要确保:(1)避免阳光直射或露天存放。(2)避免杆体丝头及螺母受潮,不得在日光下暴晒或雨淋。(3)避免锚固段沾油污。(4)杆体安装运输过程中要轻搬轻放,防止摔碰。(5)尾部螺纹段家防护套保护,以防碰坏或腐蚀。(6)包装十件为一捆,并摆放整齐。
5结论
预应力高强无纵肋螺纹锚杆金属杆体及其附件,经过在大屯煤电集团公司姚桥煤矿、徐庄煤矿、龙东煤矿、孔庄煤矿等单位井下的使用是成功的,满足了井下安全生产的需要,取得了显著的效果,达到了良好的支护作用。
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