矿用全防腐支护锚索的制作方法

1.本实用新型涉及矿用支护锚索，尤其是矿用全防腐支护锚索。


背景技术：

2.当前在煤矿支护中，有许多巷道工矿条件恶劣，经常存在浸水、潮湿或腐蚀性气体,空气中的氧和煤中的硫都是对金属造成应力腐蚀的元素，锚索锚具锈蚀现象非常普遍。
3.钢绞线：在潮湿浸水的环境中锚索钢绞线表面极易和氧结合形成氧化铁feo、fe2o3、fe3o4、fes、feso2等分子(红锈)，将钢绞线侵蚀成麻坑，形成电位差，钢绞线在高应力下工作，迅速应力腐蚀进而裂纹扩展，导致钢绞线的极限载荷迅速下降，当高地压出现时，钢绞线就会出现断丝情况，甚至出现整束钢绞线断裂。
4.锚具：在正常情况下，锚具内夹片可以随地压的出现持续跟进，增加握裹力。而在潮湿环境中锚具和夹片因锈蚀极易形成锈蚀粘连，出现地压时，夹片不能跟进，导致脱锚滑丝的情况，由此给支护安全生产带来极大隐患，矿工生命安全时刻受到威胁。
5.因此，应针对上述不足，设计一种针对潮湿环境下的煤矿和巷道的顶板和侧壁的支护工程，解决锚索长期处于潮湿或腐蚀性气体环境下导致钢绞线锈蚀、脱锚、滑丝等安全隐患，并对于钢绞线和锚具部分均可起到有效防腐效果的锚索。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，有效保护并对于钢绞线和锚具部分均可起到有效防腐效果的锚索。
7.矿用全防腐支护锚索，包括钢绞线，锚具和托盘，所述锚具包括锚环和夹片，锚环内制有圆台型的通孔，所述通孔内嵌装有夹片，夹片中部和钢绞线紧密配合，其特征在于：所述的钢绞线外部涂覆有防锈涂层，该钢绞线中部径向位置裸露设置，裸露位置用于和锚环，夹片紧密配合，所述的钢绞线由锚环，夹片伸出的两端包覆有防腐膜；所述锚环轴向两端分别套装有一保护套，该保护套将锚环，夹片和钢绞线的连接部分包覆。
8.进一步的，所述钢绞线采用防腐蚀钢绞线。
9.进一步的，所述保护套采用两级圆柱形套管一体制出，两级圆柱形套管形成杯状结构，其中内径较大的圆柱和锚环外径适配，内径较小的圆柱和钢绞线的外径适配，两级圆柱同轴一体制出。
10.进一步的，所述的防腐膜采用pe材质制出。
11.进一步的，所述的两个保护套和锚具之间的间隙内灌注有防锈油脂。
12.本实用新型的优点和积极效果是：
13.本实用新型中，对于钢绞线和锚具分别进行了设计，首先对于钢绞线表面涂覆防锈涂层，在钢绞线本身材质的基础上提升其防腐效果。所述钢绞线和锚具装配时，其裸露位置和锚具进行配合，而由锚具两侧伸出的端部则包覆防腐膜，使得钢绞线本身基本没有与外部环境接触的裸露点，而锚具的轴向两端则分别套装保护套进行封闭隔离，进而可减少
甚至杜绝钢材在井下恶劣条件下与氧气、水分化合反应，防止产生应力腐蚀的现象，从而提高锚索的寿命，提高支护能力，提高巷道的安全系数。
14.本实用新型中，优选采用本身具有防腐蚀功能的钢绞线，可进一步提升锚索整体的防腐效果。
15.本实用新型中，对于锚具(锚环和夹片部分)安装保护套，保护套采用两级圆柱形套管结构，分别将锚具和钢绞线两端包覆，实现和钢绞线的连接过渡，起到防水效果。除此之外，pe材质本身还具有较好的防静电效果，在实际应用时也起到防静电的作用。
16.本实用新型中，对于钢绞线表面塑封防静电的pe防腐膜，防腐膜具有与钢绞线共同张拉受力、共同延伸、耐久耐疲劳、防水防腐蚀气体、防静电、轻薄的特点；考虑到和锚具配合的钢绞线中部的锚固性能需要不受影响，该部分在装配时需将防腐膜进行去除，因此需在包覆防腐层之前在钢绞线外部涂注防锈涂层，该防锈涂层可采用水溶性防锈油脂，其作用一方面可有效防止pe防腐层和钢绞线直接粘黏无法去除，另一方面该部分的pe防腐层去除之后，残留的防锈涂层依然可起到相应的防锈效果。
17.本实用新型中，在设计完成后分别进行了盐雾试验和锚固力试验。其中经过120小时盐雾试验，钢绞线和锚具完好无锈蚀。在锚固力试验中，模拟工况试验情况，用树脂锚固剂锚固1m长，进行抗拔试验，结果表明与普通锚索锚固力一致，说明轻薄的防锈油脂对树脂锚固没有影响。由此可知，本矿用全防腐支护锚索在锚固效果维持的前提下具有更优的防腐和防静电效果，可有效解决锚索长期处于潮湿或腐蚀性气体环境下导致钢绞线锈蚀、脱锚、滑丝等安全隐患，并对于钢绞线和锚具部分均可起到有效防腐效果，延长锚索的使用寿命。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
19.下面通过实施例对本实用新型作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
20.矿用全防腐支护锚索，包括钢绞线1，锚具和托盘4，所述锚具包括锚环7和夹片8，锚环内制有圆台型的通孔，所述通孔内嵌装有夹片，夹片中部和钢绞线紧密配合，本实用新型的创新在于，所述的钢绞线外部涂覆有防锈涂层，该钢绞线中部径向位置裸露设置，裸露位置用于和锚环，夹片紧密配合，所述的钢绞线由锚环，夹片伸出的两端包覆有防腐膜6；所述锚环轴向两端分别套装有一保护套2，该保护套将锚环，夹片和钢绞线的连接部分包覆。
21.本实施例中，所述钢绞线采用防腐蚀钢绞线。
22.本实施例中，所述保护套采用两级圆柱形套管一体制出，两级圆柱形套管形成杯状结构，其中内径较大的圆柱和锚环外径适配，内径较小的圆柱和钢绞线的外径适配，两级圆柱同轴一体制出。
23.本实施例中，所述的防腐膜采用pe材质制出，根据实际工况可采用如下几类，如镀锌(或锌铝合金)钢绞线，铝包钢绞线，环氧涂层钢绞线，无粘结钢绞线，缓粘结钢绞线，涂塑钢绞线等。
24.本实施例中，所述的两个保护套和锚具之间的间隙内灌注有防锈油脂3。
25.本实施例中，当钢绞线和锚具配合装配时，需将钢绞线和锚具适配位置的防腐膜去除。在具体施工中，如仅把中部的防腐膜去除而两端保留的话，这样的操作方式比较不便，在装配过程中也容易造成锚具套入一侧的防腐膜破损。因此，优选的将装配位置至套入一侧的防腐膜全部去除，待装配完毕之后再重新套装一个保护帽9，该保护帽也采用pe材质制出，该保护帽和防腐层所用材质，包覆效果和功能一致。
26.本实用新型的工作过程是：
27.本实用新型工作时，如图1所示。
28.根据矿井支护锚索的实际使用情况，其装配步骤如下，在支护层5内钻锚索孔—安装钢绞线—搅拌树脂—安装垫板(托盘)—安装锚具—张拉。
29.其中，需按设计要求布孔(钻孔直径与锚索直径相匹配)。另外，在安装钢绞线的步骤中，需先将锚固剂送入孔中，用线端把药卷送入孔底，在钢绞线另一端使用搅拌器与钻机相连，边搅拌边推向孔底。
30.在安装托盘和锚具过程中，需达到等待时间(搅拌与等待时间按相关标准执行)后，安装托盘和锚具。先装托盘，再安装带有保护帽的锚环，之后安装夹片。
31.在张拉过程中，一定要选用与锚索锚具相适用的张拉千斤顶张拉至规定值。最后，再将与锚环即钢绞线尺寸对应的保护帽套装固定。
32.本实用新型中，对于钢绞线和锚具分别进行了设计，在装配时基本没有与外部环境接触的裸露点，进而可减少甚至杜绝钢材在井下恶劣条件下与氧气、水分化合反应，逐渐产生应力腐蚀的现象，从而提高锚索的寿命，提高支护能力，提高巷道的安全系数。
33.本实用新型中，对于锚具(锚环和夹片部分)安装保护套，保护套将锚具两端包覆，实现和钢绞线的过渡链接，起到防水防气防静电的作用。本实用新型中，对于钢绞线表面塑封防静电的防腐膜，护套具有与钢绞线共同张拉受力、共同延伸、耐久耐疲劳、防水防腐蚀气体、防静电、轻薄的特点；考虑到和锚具配合的钢绞线中部的锚固性能需要不受影响，需将其外部包覆的防腐膜容易清除使该部分钢绞线处于裸露状态，因此需在包覆防腐膜之前在钢绞线外部涂注防锈涂层，该防锈涂层可采用水溶性防锈油脂，其作用一方面可有效防止防腐膜和钢绞线直接粘黏无法去除，另一方面该部分的防腐膜去除之后，残留的防锈涂层依然可起到相应的防锈效果。
34.本实用新型中，在装配过程中需将和锚具配合的钢绞线外部的防腐膜去除，其最优效果是只去除该部分的防腐膜。但在实际装配时仅去除钢绞线中部的防腐膜操作难度较大，因此，在实际操作中是将钢绞线和锚具配合位置直至由锚具伸出的端部外侧的防腐膜完全去除的，因此，在装配完成后该部分需要重新套装保护帽进行包覆，该保护帽采用pe材质制出。
35.本实用新型中，在设计完成后分别进行了盐雾试验和锚固力试验。其中经过120小时盐雾试验，涂层里的钢绞线和保护帽里的锚具完好无锈蚀。在锚固力试验中，模拟工况试验情况，用树脂锚固剂锚固1m长，进行抗拔试验，结果表明与普通锚索锚固力一致，说明轻薄的防锈油脂对树脂锚固没有影响。由此可知，本矿用全防腐支护锚索在锚固效果维持的前提下具有更优的防腐和防静电效果，可有效解决锚索长期处于潮湿或腐蚀性气体环境下导致钢绞线锈蚀、脱锚、滑丝等安全隐患，并对于钢绞线和锚具部分均可起到有效防腐效
果，延长锚索的使用寿命。