成庄矿高强度螺纹钢锚杆
破断原因分析
天地科技股份有限公司开采设计事业部
二零一零年十二月
目 录
1 前 言 ...................................................................... 2 实验室检测 .................................................................
2.1 实验室检测结果 ....................................................... 2.2检测结果分析 ......................................................... 3 不同受力状态下锚杆变形与破坏的实验室试验 ...................................
3.1 试验条件 ............................................................. 3.2 试验结果 ............................................................. 4 锚杆破断原因的理论分析 ....................................................
4.1 球面自锁 ............................................................. 4.2 球面回转中心位置对锚杆断裂的影响 ..................................... 4.3 托盘与球垫之间的球面接触面积过小 ..................................... 5 锚杆破断的主要原因总结 ..................................................... 6 解决的途径 .................................................................
成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析
1 前 言
支护材料在锚杆支护技术中起着至关重要的作用。性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护作用与保证巷道安全的必要前提。随着我国煤矿开采深度、强度与广度的不断增加，出现了大批复杂困难巷道，包括深部高地应力巷道、强烈动压影响巷道、破碎蠕变围岩巷道及特大断面巷道，对巷道支护技术与支护材料提出更高、更苛刻的要求。
成庄矿5306工作面采用大U套小U巷道布置方式，工作面在回采过程中，大U巷道出现了部分锚杆破断，锚索破断的现象。为了弄清锚杆锚索破断的原因，特从5306工作面大U巷道拾取了部分破断锚杆的样品，进行系统的分析。
2 实验室检测
2.1 实验室检测结果
为了清楚的分析成庄5306工作面破断锚杆的破坏原因，特对所有拾取的样品进行系统的分类，并对锚杆的一些基本特征进行描述。样品中较长的锚杆为5216副巷帮底锚杆，锚杆断头绝大部分为顶锚杆断头，经清点、检验结果如表1，力学性能和冲击功检测如表2和表3所示：
表1 锚 杆
编 号 采 样 地 点 断 口 位 断裂状置 （cm） 1 5212与5216副巷联络巷底 94 超载拉断 2 3 5216副巷底 5216副巷底 84 63 脆断 脆断 22 22 14 8 态 直径缩至 （mm） 20 / 挠曲处 (cm) 4 5216副巷11号横川正对实体煤柱侧最下一根锚杆 67 脆断 22 60 5 5216副巷切眼向里8m实体煤侧 103 脆断 22 / 6 5216副巷11#横川切眼正对实体煤侧 111 脆断 22 / 7 大'U'与54#横川之间靠工作面侧顶角锚杆 65 超载拉断 20 / 8 5212副巷45#横川口顶中间锚杆 110 脆断 22 / 9 4220副巷距…7横川8m开口490m右帮第一根 75 超载拉断 14 / 10 3220副巷 83 超载拉断 15 3维挠曲 11 不详 66 超载拉断 20 14 12 备 注 不详 晋城成庄5306工作面 31 断口 距螺母的距离 脆断 22 锚杆为φ22 / / 为挠曲不明显 其中印记为SJ5的锚杆大多为脆断，断口无径缩。