玻璃钢锚杆是近年迅速发展起来的新型锚杆，它是以玻璃纤维为增强材料，以不饱和聚酯树脂为基体经高温固化复合而成的新型复合材料锚杆。玻璃钢锚杆抗拉强度高，能够满足巷道支护要求，同时在回采过程中可直接切割且无火花产生，能够有效简化端头尾作业工序，具有广泛的应用前景。

 

　　全螺纹玻璃钢锚杆首先在王庄煤矿43M5综放工作面进行试验。43M5工作面埋深260～306m，煤体普氏系数？=1.3-1.5，工作面地质条件简单，无构造，煤层倾角2～5o。43M5运巷外侧为实煤体，未受回采动压影响，巷道设计断面为5.0m×3.2m，采用全锚网支护。试验区段在运巷距切眼300m，分两段进行，每段100ml，间隔50m。

 

 

　　试验采用的全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体型号为MGSL22/2000F。主要参数，全螺纹玻璃钢锚杆主要参数：杆体公称直径22/mm、托盘尺寸≥100/mm、杆体抗拉强度≥300/mm、杆体抗剪强度≥75/MPa、扭矩≥75/（N.m）、锚固力≥80/kN、托盘承载力≥80/kN、尾部连接部分及螺纹螺母承载力≥80/kN。

 

 

　　试验段巷道顶板及外帮支护形式与参数保持不变，即：顶板采用D22—2400mm的高强度螺纹钢锚杆6根，间距900mm、排距1200mm。每根锚杆采用树脂药卷（CK+Z）2360、Z2360各一支，并铺设金属网和双筋双梁钢筋梯子梁。锚索加强支护参数为每隔3.6m布置二根D17.8mm—7.3m的锚索，每根锚索采用的树脂药卷（CK+Z）2360一支，Z2360二支。外帮采用D22—2000mm的高强螺纹钢锚杆4根，间距900mm、排距1200mm。每根锚杆采用树脂药卷Z2360、Z2335各一支，锚固长度1000mm。并铺设金属网和双筋双梁钢筋梯子梁。

 

　　巷道里帮（即工作面侧）采用D22—2000mm全螺纹玻璃钢锚杆代替原高强度螺纹钢锚杆，每排打设4根全螺纹玻璃钢锚杆，间距900mm，排距1200mm。每根锚杆采用树脂药卷Z2360一支，锚固长度为700mm。使用双向拉伸网代替金属网。

 

　　在试验段提前布置矿压测站，对围岩表面位移、顶板离层状况、锚杆受力等巷道矿压显现进行观测。即：

 

　　1）布置安装一组表面位移观测点，观测点问距2m。

 

　　2）安装一组液压枕和测力锚杆。

 

　　3）安设一组顶板离层仪。

 

　　4）回采期间，工作面距试验段30m时，每天对各测站进行观测，记录数据。

 

　　4矿压测量与分析

 

　　4.1全螺纹玻璃钢锚杆表面位移观测

 

　　由于运巷安装有大型主运输设备（转载机、胶带等），为方便巷道收敛变形的测量，采用巷道挂线法。即在巷道里侧的顶网上固定挂线，放下铅垂线绳即可保证准确测量。

 

　　根据里帮收敛变形统计测点结果分析，巷道顶板及外帮基本未发生变形，仅巷道里帮发生一定程度的变形，里帮收敛变形统计与里帮收敛变形曲线相互对比可以观测到，变形量平均为9.1mm，不影响巷道支护和安全使用。

 

　　其中距工作面约5m时巷道变形开始加快，且巷道下部变形量大于上部变形量。

 

　　4.2液压枕压力统计与变化曲线统计观测

 

　　巷道两帮共安装液压枕4块，其中3块正常显示。

 

　　根据不同空间位置变形量统计观测分析，巷道里帮受力大于外帮，但均远远小于全螺纹玻璃钢锚杆破断拉力。

 

　　4.3顶锚杆受力观测

 

　　通过KYJD一2型数字静态电阻应变仪对巷道顶板布置的测力锚杆进行了统计测量，测力锚杆应变读数统计，回采期间由于在距离工作面传感器顶锚杆受力未发生明显变化，巷道整体支护效果保持良好，满足了回采支护强度要求。

 

　　4.4全螺纹玻璃钢锚杆使用状况

 

　　在回采过程中，巷道支护完好，巷帮及三角区煤墙顶板稳定，塑性区未发生明显扩大和破坏。全螺纹玻璃钢锚杆杆体完好，未出现一例破断失效现象，仅部分托盘受压出现变形和极少数托盘边缘发生局部张裂破断现象，但支护效果并未完全丧失。

 

　　未发生破坏或轻微程度破坏的占玻璃钢使用总量的约80%；发生一定程度破坏不影响整体支护的约占15%，发生严重破坏的约占5%。且发生较严重破坏的主要出现在超前工作面2m范围内的巷帮底部。

 

　　5试验效果

 

　　1.根据矿压综合观测和现场应用情况。43M5运巷里帮使用全螺纹玻璃钢锚杆支护，在回采过程中矿压显现正常，满足了巷道支护强度要求。

 

　　2.巷道里帮使用全螺纹玻璃钢锚杆支护，相对螺纹钢锚杆在工作面回采中具有以下优点：①避免了铁锚杆回采时产生火花，省去了进入三角区捡锚杆作业，因此有利于端头三角区安全生产；②简化了端头错刀工艺，缩短了错刀时间，提高了生产效率；③端头错刀时采煤机直接割断玻璃钢锚杆及塑料网，不需提前剪网和破坏三角区煤墙支护，因此有利于煤墙管理；④省去了三角区剪网和回收锚杆作业，降低了工人劳动强度。

 

 

　　实践表明，新型全螺纹钢玻璃钢锚杆满足了回采巷道的支护要求，同时具有可切割和不产生火花等优点，简化端头尾作业工序，保障安全生产，特别是在高瓦斯矿井的使用，具有明显的优越性。但锚尾螺纹抗剪强度不高以及托盘强度较低，影响着全螺纹玻璃钢锚杆整体支护强度和预紧力，因此还需进一步提高改进，扩大在深矿井和高应力回采巷道中的适应范围。