[发明专利]一种超高强矿用锚固组件及应用

说明书

本发明公开了一种超高强矿用锚固组件及应用，包括锚杆托盘、螺母和锚杆，所述锚杆托盘为圆台状，锚杆托盘底部开设有锚杆孔，锚杆孔为圆台状，锚杆插入锚杆孔中，并通过螺母固定，螺母与锚杆孔接触的端面与锚杆孔内壁相贴合。本发明通过锚固组件结构的整体设计，受力点转移到螺母上，极大的提高了锚杆托盘的整体强度，满足高强锚杆对托盘的要求，使原有的锚固强度整体提高3倍，锚固成本降低，锚固作业工作量减小1/3以上。

技术领域

本发明属于煤矿、岩土工程的安全支护技术领域，具体涉及一种超高强矿用锚固组件及应用。

背景技术

随着我国经济的发展，人们对生活质量、环境的要求不断提高，土地资源的短缺、能源需求的增加和自然环境的优化改造等问题日益突出。解决以上问题需要对地下空间合理开发、矿产资源的开采和环境整治，而这些都涉及到安全支护技术，以保证岩土体的稳定。锚杆托盘支护是煤矿掘进巷道支护中常用的方法之一，由于受顶板围岩类型及其受力状况、锚杆选型与规格及巷道断面等因素的影响，合理设计高强锚杆、托盘结构和材料是支护技术的关键所在，对井下的安全起着举足轻重的作用。

锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。锚杆托盘作为锚杆支护系统中一个重要部位，其作用效果直接影响到锚杆的支护效果。锚杆托盘是围岩和锚杆体之间相互作用的桥梁，它把螺母锁紧力矩所产生的推力传递给围岩，产生初锚力，同时又将围岩的压力传递给锚杆，产生工作阻力，共同加固围岩。

近年来随着矿井开采深度逐年增加，出现深部巷道面临地应力大、围岩裂隙发育等问题，现有的常用的矿用屈服强度300MPa锚杆已经无法满足要求，随着煤矿深部开采的推进，需要更高强度的锚杆以保证安全生产，支护材料面临强度升级，因此锚杆材料亟需显著提高。金属蝶型圆弧锚杆托盘常造成因托盘强度不足而发生弯曲变型，进而影响整体支护效果。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种超高强矿用锚固组件及应用，以解决现有锚杆支护中锚杆以及锚杆托盘强度不足而造成锚杆整体支护效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超高强矿用锚固组件，包括锚杆托盘、螺母和锚杆，所述锚杆托盘为圆台状，锚杆托盘底部开设有锚杆孔，锚杆孔为圆台状，锚杆插入锚杆孔中，并通过螺母固定，螺母与锚杆孔接触的端面与锚杆孔内壁相贴合。

所述锚杆的屈服强度为600Mpa至1400Mpa，断面延伸率大于15％；按照质量百分比，锚杆所用材料由以下组分组成：碳0.23％，硅0.5-1％，锰2-3％，钒0.03-0.09％，钛0.01-0.04％，铌0.01-0.05％，铝0.01-0.04％，其余为铁及微量杂质元素，该材料的微观组织为低碳钒铌钛微合金化贝氏体/马氏体复相组织。

所述螺母与锚杆孔接触的端面为圆台状斜面或圆弧形面。

所述锚杆托盘的内表面与竖直面的夹角为90°至180°，但不包含90°和180°。

所述锚杆孔的内表面与竖直面的夹角为30°至180°，但不包含180°。

所述锚杆托盘的外表面为网纹或钉纹结构。

本发明的超高强矿用锚固组件在矿井支护中的应用。

有益效果：本发明提供的超高强矿用锚固组件，结构简单，强度高，支护效果好，安装便捷，有效解决了现有锚杆支护中锚杆以及锚杆托盘强度不足而造成锚杆整体支护效果不佳的问题，降低锚固成本，减小锚固作业工作量。

与现有技术相比，具有以下优点：