[發(fā)明專利]一種超高強(qiáng)礦用錨固組件及應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010744064.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111997670A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳正;王振宇;劉雨雨;樊宇;沈承金;張平;徐杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種超高強(qiáng)礦用錨固組件及應(yīng)用，包括錨桿托盤、螺母和錨桿，所述錨桿托盤為圓臺狀，錨桿托盤底部開設(shè)有錨桿孔，錨桿孔為圓臺狀，錨桿插入錨桿孔中，并通過螺母固定，螺母與錨桿孔接觸的端面與錨桿孔內(nèi)壁相貼合。本發(fā)明通過錨固組件結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，受力點(diǎn)轉(zhuǎn)移到螺母上，極大的提高了錨桿托盤的整體強(qiáng)度，滿足高強(qiáng)錨桿對托盤的要求，使原有的錨固強(qiáng)度整體提高3倍，錨固成本降低，錨固作業(yè)工作量減小1/3以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦、巖土工程的安全支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高強(qiáng)礦用錨固組件及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量、環(huán)境的要求不斷提高，土地資源的短缺、能源需求的增加和自然環(huán)境的優(yōu)化改造等問題日益突出。解決以上問題需要對地下空間合理開發(fā)、礦產(chǎn)資源的開采和環(huán)境整治，而這些都涉及到安全支護(hù)技術(shù)，以保證巖土體的穩(wěn)定。錨桿托盤支護(hù)是煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)中常用的方法之一，由于受頂板圍巖類型及其受力狀況、錨桿選型與規(guī)格及巷道斷面等因素的影響，合理設(shè)計高強(qiáng)錨桿、托盤結(jié)構(gòu)和材料是支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵所在，對井下的安全起著舉足輕重的作用。

錨桿支護(hù)是通過圍巖內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而又穩(wěn)定的巖石帶，利用錨桿與圍巖共同作用，達(dá)到維護(hù)巷道穩(wěn)定的目的。錨桿托盤作為錨桿支護(hù)系統(tǒng)中一個重要部位，其作用效果直接影響到錨桿的支護(hù)效果。錨桿托盤是圍巖和錨桿體之間相互作用的橋梁，它把螺母鎖緊力矩所產(chǎn)生的推力傳遞給圍巖，產(chǎn)生初錨力，同時又將圍巖的壓力傳遞給錨桿，產(chǎn)生工作阻力，共同加固圍巖。

近年來隨著礦井開采深度逐年增加，出現(xiàn)深部巷道面臨地應(yīng)力大、圍巖裂隙發(fā)育等問題，現(xiàn)有的常用的礦用屈服強(qiáng)度300MPa錨桿已經(jīng)無法滿足要求，隨著煤礦深部開采的推進(jìn)，需要更高強(qiáng)度的錨桿以保證安全生產(chǎn)，支護(hù)材料面臨強(qiáng)度升級，因此錨桿材料亟需顯著提高。金屬蝶型圓弧錨桿托盤常造成因托盤強(qiáng)度不足而發(fā)生彎曲變型，進(jìn)而影響整體支護(hù)效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種超高強(qiáng)礦用錨固組件及應(yīng)用，以解決現(xiàn)有錨桿支護(hù)中錨桿以及錨桿托盤強(qiáng)度不足而造成錨桿整體支護(hù)效果不佳的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種超高強(qiáng)礦用錨固組件，包括錨桿托盤、螺母和錨桿，所述錨桿托盤為圓臺狀，錨桿托盤底部開設(shè)有錨桿孔，錨桿孔為圓臺狀，錨桿插入錨桿孔中，并通過螺母固定，螺母與錨桿孔接觸的端面與錨桿孔內(nèi)壁相貼合。

所述錨桿的屈服強(qiáng)度為600Mpa至1400Mpa，斷面延伸率大于15％；按照質(zhì)量百分比，錨桿所用材料由以下組分組成：碳0.23％，硅0.5-1％，錳2-3％，釩0.03-0.09％，鈦0.01-0.04％，鈮0.01-0.05％，鋁0.01-0.04％，其余為鐵及微量雜質(zhì)元素，該材料的微觀組織為低碳釩鈮鈦微合金化貝氏體/馬氏體復(fù)相組織。

所述螺母與錨桿孔接觸的端面為圓臺狀斜面或圓弧形面。

所述錨桿托盤的內(nèi)表面與豎直面的夾角為90°至180°，但不包含90°和180°。

所述錨桿孔的內(nèi)表面與豎直面的夾角為30°至180°，但不包含180°。

所述錨桿托盤的外表面為網(wǎng)紋或釘紋結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的超高強(qiáng)礦用錨固組件在礦井支護(hù)中的應(yīng)用。

有益效果：本發(fā)明提供的超高強(qiáng)礦用錨固組件，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，支護(hù)效果好，安裝便捷，有效解決了現(xiàn)有錨桿支護(hù)中錨桿以及錨桿托盤強(qiáng)度不足而造成錨桿整體支護(hù)效果不佳的問題，降低錨固成本，減小錨固作業(yè)工作量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：