1、錨桿預(yù)緊力矩同軸向力轉(zhuǎn)化研究于鴻飛（山西西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦 山西 古交 030203）摘 要 鎮(zhèn)城底礦目前使用的托盤與螺母直接接觸，摩擦力大，不利于錨桿預(yù)緊力矩同軸向力的轉(zhuǎn)化，為了提高錨桿預(yù)緊力矩同桿體軸向力的轉(zhuǎn)化效率，鎮(zhèn)城底礦在螺母同托盤之間安裝減摩墊片進行了錨桿預(yù)緊力矩同軸向力轉(zhuǎn)化兩次試驗，轉(zhuǎn)化效率分別較無減摩措施提高了78.96%和132.34%，效果非常顯著。關(guān)鍵詞 預(yù)緊力；減摩墊片；轉(zhuǎn)化試驗鎮(zhèn)城底礦目前主采煤層為2.3#煤，但是2.3#煤巷道支護存在明顯的差異性，特別是南六采區(qū)的右翼，動壓巷道變形量非常大，現(xiàn)有的支護方式很難控制巷道的變形。動壓巷道的支護是鎮(zhèn)城底礦最困難、最

2、復(fù)雜的巷道支護類型，嚴(yán)重影響了礦井的正常接續(xù)，制約了礦井的高產(chǎn)高效，綜上可知，動壓巷道的支護是鎮(zhèn)城底礦急需解決的技術(shù)難題之一。而預(yù)緊力又是錨桿支護中的關(guān)鍵參數(shù)，只有施加高預(yù)應(yīng)力，并實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的有效擴散，才是真正的主動支護才能起到減小巷道的變形量。預(yù)緊力是分布在桿體上的軸向力，而并非指施加在螺母上的扭矩。在改變現(xiàn)有錨桿結(jié)構(gòu)較為困難的狀況下，需要對組合構(gòu)件進行優(yōu)化，提高錨桿預(yù)緊力矩同桿體軸向力的轉(zhuǎn)化效率，從而在保證錨桿軸向力的作用下，降低錨桿的預(yù)緊力矩。所以鎮(zhèn)城底礦做了在螺母同托盤之間安裝減摩墊片而提高錨桿預(yù)緊力矩同軸向力轉(zhuǎn)化的應(yīng)用研究。1減摩墊片的選擇目前提高錨桿預(yù)緊力矩同桿體軸向力的轉(zhuǎn)化效率常

3、用的方法是在螺母同托盤之間安裝減摩墊片，針對鎮(zhèn)城底礦托盤結(jié)構(gòu)選擇了如下減摩墊片： 圖1尼龍墊片 圖2鍍鋅墊片 圖3彈墊 圖4發(fā)黑平墊2、現(xiàn)場試驗2014年4月16日，在南六采區(qū)22618補軌道巷掘進工作面進行了現(xiàn)場應(yīng)用試驗，采用錨桿測力計、應(yīng)變儀（圖6）和扭矩扳手，檢測了錨桿預(yù)緊力矩同預(yù)緊力的轉(zhuǎn)化效率，選擇了井下現(xiàn)用的扭矩扳手（量程300Nm）進行試驗。試驗共進行5組，分別為：無減摩墊片、尼龍墊片、鍍鋅墊片、彈墊和發(fā)黑墊片。為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，于2014年4月18日，在22618補軌道巷進行了第二次錨桿預(yù)緊力矩同預(yù)緊力的轉(zhuǎn)化效率應(yīng)用試驗，所用墊片和參數(shù)設(shè)置均和第一次相同。扭矩分別設(shè)置為1

4、20Nm、150Nm、200Nm和250Nm四種。3試驗結(jié)果結(jié)果如圖5和圖6所示。圖5錨桿預(yù)緊力矩同軸向力的轉(zhuǎn)化效率試驗數(shù)據(jù)（4月16日）由圖5可以看出，在使用減摩墊片后，錨桿預(yù)緊力矩同軸向力的轉(zhuǎn)化效率（以下簡稱轉(zhuǎn)化效率）得到明顯的提高：（1）扭矩為150Nm時，使用尼龍墊片，軸向力達到了22.7kN；使用鍍鋅墊片，軸向力達到了16.3kN；使用彈墊，軸向力達到了21.6kN而；使用發(fā)黑墊片，軸向力達到了18kN。分別較無減摩措施（軸向力僅為11.5kN）效率提高分別達到了97.39%、41.73%、87.83%和56.52%。（2）扭矩從120Nm提高到250Nm的整個過程中，使用尼龍墊片、

5、鍍鋅墊片、彈墊和發(fā)黑平墊較無減摩措施的轉(zhuǎn)化效率分別提高幅度平均達：78.96%、53.00%、64.08%和46.42%。圖6錨桿預(yù)緊力矩同預(yù)緊力的轉(zhuǎn)化效率試驗數(shù)據(jù)（4月18日）由圖6可以看出，在使用減摩墊片后，錨桿預(yù)緊力矩同預(yù)緊力的轉(zhuǎn)化效率（以下簡稱轉(zhuǎn)化效率）得到明顯的提高：（1）扭矩為150Nm時，使用尼龍墊片，軸向力達到了27.57kN；使用鍍鋅墊片，軸向力達到了18.55kN；使用彈墊，軸向力達到了21.55kN而；使用發(fā)黑墊片，軸向力達到了20.3kN。分別較無減摩措施（軸向力僅為11.03kN）效率提高分別達到了149.95%、68.18%、95.38%和84.04%。（2）扭矩從

6、120Nm提高到250Nm的整個過程中，使用尼龍墊片、鍍鋅墊片、彈墊和發(fā)黑平墊較無減摩措施的轉(zhuǎn)化效率分別提高幅度平均達：132.34%、88.63%、101.81%和67.04%。4 結(jié)論通過井下錨桿預(yù)緊力矩同預(yù)緊力的轉(zhuǎn)化效率應(yīng)用試驗可以看出，無論是采用尼龍墊片、鍍鋅墊片、彈墊還是發(fā)黑墊片，均顯著提高了轉(zhuǎn)化效率，而且以尼龍墊片最優(yōu)，兩次試驗中，轉(zhuǎn)化效率分別較無減摩措施提高了78.96%和132.34%，效果非常顯著，四種減摩措施中轉(zhuǎn)化效率由高到低依次為：尼龍墊片、彈墊、鍍鋅墊片、發(fā)黑平墊。簡單講，目前要求175Nm的狀況下，在安裝尼龍減摩墊片后力矩達到120Nm就可以達到同樣的效果，并且可以降

7、低因為扭矩過大而對錨桿產(chǎn)生的損傷。因此采用尼龍墊片作為減摩墊片，在托盤孔口鋒利的狀況下，采用彈墊和鍍鋅墊片均能顯著提高效率，從而充分發(fā)揮錨桿的支護作用。經(jīng)過井下使用后減輕了工人的勞動強度，提高了錨桿的預(yù)緊力，并且降低了因為扭矩過大而對錨桿產(chǎn)生的損傷，減小了動壓巷道的變形量，大大減少了巷道維護維修作業(yè)，提高了經(jīng)濟效益。Bolt pre-tightening torque axial force transformationYU Hong-feiAbstract ：Town city mine currently used tray direct contact with nut, high fr

8、iction, does not favor the bolt pre-tightening torque, axial force of transformation, in order to improve the bolt pre-tightening torque and axial force of the rod body conversion efficiency, town city at the end of the ore in the nut with tray install antifriction gaskets between the bolt pre-tight

9、ening torque, axial force into two test, conversion efficiency less anti-friction measures increased by 78.96% and 78.96% respectively, the effect is very significant。Keywords：Pre-tightening force ; Antifriction gaskets ; Transformation test. 參 考 文 獻1初泰安.螺栓擰緊方法及預(yù)緊力控制J化工設(shè)備與管道，2005（3）2 安學(xué)群，魏樹群.錨桿預(yù)緊力對支護圍巖的重要作用J.河北煤炭，2000（4）3范明建.錨桿預(yù)應(yīng)力與