台座式异形锚索托盘的研制与应用.pdf

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1、能源技术与管理2015年第40卷第3期124EnergyTechnologyandManagementV01．40No．3doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．03．048合座式异形锚索托盘的研制与应用邹永德(徐州矿务集团有限公司生产技术部，江苏徐州221006)[摘要]为充分发挥锚索的支护性能，保证支护效果，锚索应垂直巷道轮廓线，但在大倾角煤巷、遇断层等特殊地段，锚索不可避免地存在一定夹角，使用普通托盘时存在的切向分力，降低锚固力，易使钢绞线被剪切破坏。通过现场使用，研制的台座式异形锚索托盘消除

2、了托盘对钢绞线的剪切分力，使钢绞线受力均匀，提高了支护体的承载能力，取得了较好的支护效果。[关键词]巷道锚索支护；切向分力；异形锚索托盘；钢绞线受力均匀[中图分类号]TD353~．9[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2015)03124-()3=m·n·S·R(1)0引言式中：Ⅳf表示矿用锚索设计承载力，N；m表为充分发挥锚索的承载能力强、支护范围大示锚索张拉应力控制系数，取值不大于0．6；n表等优势，锚索布置应垂直于巷道轮廓线。但在大倾示钢绞线根数，根；表示单根钢绞线参考截面面角跟顶掘进的煤巷工作面，超高帮部锚

3、索，遇断层积，mm。；R表示钢绞线抗拉强度，MPa。等地质构造，安装、拆除回采工作面绞车房、巷道以常用的18．9mm锚索为例，其延伸率为交叉等特殊地段，锚索不可避免地与巷道轮廓线3．5％，R=1820MPa，m取0．47，n=l，计算得出该存在一定的夹角，使用普通托盘时存在较大的切型锚索的设计承载力为240kN。向分力，极易使钢绞线被剪切破坏，更会大幅度地通常15．24mm锚索托盘采用18槽钢加降低锚索的锚固力，支护效果难以保证。工，18．9mm锚索托盘采用20#槽钢加工，常用为保证锚索在特殊地段施工时的施工质量和的20#槽钢

4、主要参数如表2所示。支护效果，提高支护体强度，有效地控制巷道围岩表220槽钢主要参数变形破坏，关键是寻找合理的支护材料，消除锚索的不利因素。1普通锚索问题分析18．9mm锚索普通托盘长度400mm，中间1．1锚索及其托盘加焊170rflmx170mmX10mm的钢板，中心孔孔预应力锚索是通过钻孔将钢绞线穿过软弱煤径比钢绞线公称直径大2～4mm，托盘的锚托面岩层，锚固在深部相对坚硬的岩层中，自由端锚具积为80000mmz，普通锚索托盘规格如图1所示。张拉，对穿过岩层挤压加固，实现对不稳定岩体的锚固，其支护范围大、承载力强、可靠程

5、度高，因而。170．得到广泛使用。常用锚索力学参数如表1所示。●I⋯表1常用锚索力学参数0l卜IHI—L一一一1．2QQ一(a)正视图(b)侧视图图1普通锚索托盘规格锚索安全系数可按公式(2)计算：锚索设计承载力是指锚索服务期间容许锚索(2)承受的轴向拉力，可按公式(1)计算。2015年6月Jn．，2015邹永德台座式异形锚索托盘的研制与应用125式中：K表示锚索安全系数，取值≥1．5；表钢绞线产生剪切破坏。使用普通托盘张拉时，最终示锚索最大力，N；表示锚索设计承载力，N。会使钢绞线外露段垂直于托盘，孔内、外钢绞线成如18．9

6、mm锚索最大力为380kN，代入公一折线，张拉预紧的过程，也是对钢绞线弯曲、剪式(2)得，K=1．58。切过程，降低了钢绞线的强度。1．2锚索受力分析2矿用异形锚索托盘的研制锚索应与巷道顶板或轮廓线垂直，当锚索与巷道轮廓线存在一定的夹角，使用普通托盘时，锚2．1改进锚索支护效果的途径固力将受到较大影响。以上分析可知，锚索与巷道轮廓线存在一定如图2所示，锚囤力F被分解成径向分力夹角，如不采取有效措施将严重影响锚索的安全和切向分力F2。为沿托盘的轴向作用力是锚索性和支护效果，措施关键是为了避免切向分力：的有效锚固力，提供支护阻力，

7、维持巷道围岩的稳①通过设计等技术途径，避免斜交锚索。但由于煤定性。而为对托盘切向的作用力，也是托盘对矿巷道条件复杂，难以保证锚索与巷道轮廓线垂钢绞线的剪切力，在减弱有效锚固力的同时，对钢直。②加工三角形或梯形托盘。这种托盘的上下边绞线产生剪切破坏作用。夹角须与锚索角度一致，不易调整，加工难度大、成本高，适应性差。③台座式异形托盘。这种方式没有改变普通托盘基本结构，中间用钢板加工台座，台座尺寸小，容易调整加工。台座式异形锚索托盘在强度上和结构上均能与钢绞线及其它构件合理匹配，能改善锚索的受力状态，提高支护效果；而且成本较低，加工

8、工艺简单，无需特殊设备。因此，使用台座式异形锚索托盘是一种较好的解图2托盘受力分析示意图决途径。18．9mm(1×7)钢绞线锚固力等于设计承2．2台座式异形托盘受力分析载力的240kN时，如锚索与巷帮夹角为30。，则：如图3所示，异形锚索托盘的台座与钢绞线径向分力：F,=24