玻璃钢是一种新型的复合材料,强度高而且具有韧性,由于这一特点,现被广泛用于矿山支护。玻璃钢锚杆支护材料包括杆体、托板、螺母、锚固剂、组合构件、金属网、锚索等。
玻璃钢锚杆支护材料经历了低强度,高强度,到高预应力、强力支护的发展过程。金属杆体从圆钢、建筑螺纹钢。发展到煤矿玻璃钢锚杆专用钢材—左旋无纵筋螺纹钢;锚固方式从机械锚固、水泥药卷锚固,发展到树脂加长与全长锚固;玻璃钢锚杆支护形式从单体锚杆、锚网支护,发展到锚杆、钢带、网、锚索等多种形式的组合支护。普通玻璃钢锚杆是我国煤矿曾经广泛使用的锚杆型式。
目前,一些地质条件简单的矿区仍在使用。为了改变煤矿玻璃钢锚杆低强度、低刚度的落后局面,开发研制出高强度螺纹钢锚杆支护系列材料。通过杆体结构与形状优化,更有利于提高玻璃钢锚杆的锚固效果;通过开发玻璃钢锚杆专用钢材,达到高强度和超-高强度级别。同时,研制出系列树脂锚固剂,W型、M型钢带,形成了高强度树脂锚固组合玻璃钢锚杆支护系统。这些支护材料已大面积推广应用,成为玻璃钢锚杆支护的主要形式。
玻璃钢锚杆预应力锚索是针对煤巷开发的有显著特点的锚索。这种锚索采用单根钢绞线,采用树脂药卷锚固。锚索安装孔径仅为f28-30 mm,采用单体玻璃钢锚杆钻机施工,速度快,及时、主动承载。
玻璃钢锚杆应用初期,由于没有煤矿专用锚索钢绞线,只能选用建筑行业已有的钢绞线规格(表2中1×7结构的钢绞线)。在使用过程中,发现这种玻璃钢锚杆直径偏小,与钻孔直径不匹配;索体破断载荷较小,在高地应力、受采动和地质构造影响的巷道中经常出现拉断现象;索体延伸率低,不能适应围岩的大变形;施加的预应力水平也比较低,导致锚索预应力作用范围小,控制围岩离层、滑动的作用差。当锚索比较长时尤为如此。
针对上述问题,又开发了大直径、高吨位的玻璃钢锚杆。一方面加大了锚索索体直径,zui大达22mm,提高了索体的破断力;另一方面,采用新型的19根钢丝代替了原来的7根钢丝,提高了玻璃钢锚杆的延伸率。
玻璃钢锚杆