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錨杆尾部,是咋破斷的?

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錨杆尾部,是咋破斷的?

發布日期:2018-05-03 作者:錨杆廠家 點擊:

錨杆尾部,是咋破斷的?





錨杆支護是煤礦開采中的一項關鍵技術,錨杆支護材料在錨杆支護技術中起着至關重要的作用。性能優越的支護材料是充分發揮錨杆支護效果與保證巷道安全的必要前提。錨杆支護材料經曆了從普通圓鋼到高強螺紋鋼再到強力錨杆的一系列過程。


錨杆杆體是錨杆支護材料中最重要的部分,杆體尾部螺紋是薄弱環節,實際使用中錨杆多在此處斷裂,緻使杆體強度和塑性發揮不出來,造成鋼材浪費,降低錨杆支護效果。錨杆從杆尾螺紋段破斷也分兩種形式,一種主要表現為拉斷,斷口有明顯的頸縮現象,斷口不工整,另一種主要表現為彎曲斷裂,斷口徑縮不明顯,斷口較工整。

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目前國内錨杆杆尾大多采用螺紋結構,以使用螺母壓緊托闆而施加預應力。錨杆螺紋段是整個杆體中最薄弱環節,受力最複雜也最易發生破壞,實際使用中錨杆多在此處斷裂,造成支護失效。


錨杆廠家在尾部螺紋加工方面,國内大多采用剝皮滾絲工藝,強度損失比較明顯,螺紋段的斷面積一般小于杆體的斷面積。加工後錨杆尾部部分的螺紋内徑會比杆體公稱直徑小10%-13%。以直徑22mm的杆體配M24螺紋的錨杆為例,杆體部分的截斷因為380.1mm2,螺紋的應力截面積為352.5mm2,螺紋面積為杆體的92.74%;而以直徑18mm的杆體配M20的螺紋,螺紋商積僅為杆體的77.9%。


幾種常見的螺紋加工方法

因此由于螺紋部分與杆體不等徑,變徑導緻螺紋部分局部産生2-3倍的應力集中,導緻螺紋部分成為整個杆體中最薄弱的環節。


近幾年,預應力在錨杆支護系統中的作用得到共識。錨杆安裝施加預應力越大,越有利于最大限度抑制圍岩離層與破壞。目前,錨杆預應力的施加基本都是靠對螺母施加預緊扭矩完成,安裝扭矩過大會使錨杆承受較大的扭矩,加之錨杆的受拉、受剪切、受彎曲及其相互組合作用都是錨杆可能出現的受力狀态,錨杆杆體實際破斷強度低于單向抗拉強度,杆尾螺紋段更是如此。因此實際使用中容易出現錨杆在尾部發生斷裂的情況。


目前國内大部分錨杆配件中采用高強拱形托闆,用調心球墊進行調心,然而托闆或調心球墊結構不合理,容易導緻錨杆螺紋部分破斷。

錨杆孔與岩面平整時,錨杆托盤球窩球面與調心球墊球面理想、狀态下的回轉中心,會對錯杆斷裂産生巨大的影響,但現場實際中這種理想的回轉不會發生,托盤與球墊之間将會出現自鎖而不能相對回轉。有研究表明應用在現場錨軒支護工程中的托盤與球墊的結構始終處于自鎖狀态,這違背了利用兩球面進行調心設計的初衷。


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