[00391574]新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的研究与应用

1.主要技术内容：1)通过理论分析和数值模拟的相结合的方法，模拟了在锚杆尾部螺纹与螺母不同间隙大小时连接的应力场、位移场和接触应力场等分布情况。试验表面间隙大小对受载后应力、位移等值的影响呈一定的规律性，即间隙越小受载后应力、位移等值越小。说明锚杆螺纹与螺母螺纹之间隙越小，锚杆螺纹螺帽联接的力学性能越好。结合螺纹联接安装本身的结构特点、复合材料本身的特性及产品成型的工艺等一系列因素使得锚杆螺纹与螺帽螺纹之间的间隙不可避免，综合以上因素，确定锚杆螺纹与螺母螺纹之间间隙为0.5mm。2)通过理论分析、数值模拟和实验室试验相结合的手段，新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆在全螺纹式玻璃钢锚杆基础上二次模压加粗尾部螺纹，试验结果表明，承压能力更高，抗剪切能力更强，使用效果更好；锚杆附件产品锚盘与螺母设计为楔形结构，安装时锚杆的预应力得到了全面提高。3)通过对不饱和聚酯树脂的改性研究，确定在树脂中添加氯化石蜡1份、三氧化二锑3份，添加导电乙炔炭黑1.5份，玻璃钢锚杆能够满足MT181规定的阻燃抗静电安全性能要求。2.授权专利情况新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆及附件2010年8月25日获批中华人民共和国国家知识产权局实用新型专利证书，专利号为ZL200920257670.6。3.技术指标：a.抗拉强度≥300MPa。b.抗剪切强度≥100MPa。c.尾部螺纹承载力≥65kN。d.抗扭性能≥40N.M。e.抗静电性能R表面≤3×108Ω。f.锚固力≥65kN。g.阻燃性能单件的有焰燃烧时间平均值不超过5s。4.应用推广情况：新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆具有的阻燃性能、抗静电、耐腐蚀，易切割，不产生火花等优点，非常适合煤矿行业，尤其随着采煤机械化的普及，玻璃钢锚杆易切割的优点显得尤为可贵，在切割过程中，不损坏刀具、不产生火花，增加了安全系数，避免了钢锚杆需要放炮拔出才能作业的情况，提高了机械采煤的工效。新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆比重是铁锚杆的四分之一，安装快速方便降低了工人的劳动强度。进行支护则直接可以进刀割煤，简化工序，仅此一项若在一个长120m的采面，煤厚3m，每割一刀煤，可节约时间4天、材料费用1000元，以平煤股份十一矿井下采面生产情况综合计算为例，每产万吨煤可节约资金7万元。平煤十一矿2009年采煤400万吨，仅此一项可节约资金2800万元，其市场潜力非常大，运用和推广前景广阔。新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆力学性能指标完全符合国家矿用产品安全标志办公室的相关检验，2009年6月份投产以来，通过工业性试验和市场开发，累计销售110余万套，实现销售收入3420万元，利润345万元，产品先后在平煤、义煤、神华集团等运行使用，其重量轻，强度高，易切割，不产生火花，保证井下安全生产等特点，得到了应用单位的一致认可。