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    玻璃鋼錨桿的發展歷史

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      1、錨桿支護的應用史

      巷道支護是煤炭開采中的一項關鍵技術,合理、安全、可靠的巷道支護技術是實現礦井高產高效的必備條件?;夭上锏厘^桿支護技術近年來發展極為迅速,而且高強度、高鋼度和高可靠性成為一種發展趨勢。這種支護系統在提高巷道支護效果,保證巷道安全,減輕工人勞動強度,簡化采煤工作面端頭區維護工藝等方面具有明顯的優越性,十分有利于采煤工作面的快速推進,實現礦井的高產高效。目前,高強度錨桿支護技術已在國內外得到普遍應用,取得了巨大的技術經濟效益和社會效益。

      1.國外概況

      在國外,澳大利亞是應用高強度錨桿支護比較早、技術水平比較高的國家。目前,錨桿支護成為煤礦巷道的主要支護方式,而且如果一個礦區煤層頂板不適合采用錨桿支護,那么便認為開采這樣的煤層在經濟上是不合理的。英國曾是歐洲主要產煤國中采用傳統型鋼支架支護的典型代表。然而,到80年代中期,由于國際市場的激烈競爭,英國煤炭工業面臨嚴重的危機。在這種情況下,英國果斷地把采用錨桿支護取代傳統的型鋼支護作為提高其煤炭工業競爭力的三大策略之一,于1 98 7年從澳大利亞引進了先進的錨桿支護技術,到1990年,英國煤巷錨桿支護所占比例從80年代中期幾乎為0增長到50%,1994年達到80%,1997年達到90%。英國煤礦通過采用這項技術取得了顯著的效益,一些瀕臨倒閉的礦井也因此獲得了新生。

      2.國內概況

      我國煤巷錨桿支護技術研究與應用主要經歷了三個階段:1980-1990年為第一階段,主要進行一些基礎性的研究和試驗,煤巷錨桿支護應用主要集中在少數幾個礦區。1991-1995年為第二階段,國家把煤巷錨桿支護技術作為“八五”期間重點項目進行攻關,無論是課題的數量、研

      究內容的深度和廣度,還是現場試驗推廣的面積,都明顯大于第一階段。但是,人們真正認識和應用高強度錨桿還是在第三階段(1 996年至今),在原煤炭部的組織下,我國引進了澳大利亞錨桿支護技術,在邢臺礦務局進行了技術演示,顯著推進了我國煤巷高強度錨桿支護技術的發展和提高。近兩年來,煤炭科學研究總院北京開采所等單位在引進、吸收、消化國外先進技術的基礎上,結合我國煤礦具體情況,又做了大量工作,使錨桿支護技術得到很大的完善和提高,基本形成了適合我國煤礦條件的煤巷錨桿支護成套技術。在現場應用中,成功地解決了放頂煤開采沿煤層底板掘進的煤頂巷道、沖擊地壓巷道、復合和破碎頂板巷道等支護難題,顯著擴大了錨桿支護的使用范圍。

      2.玻璃鋼的世界發展史

      樹脂基復合材料(Resin Matrix Composite)也稱纖維增強塑半斗(Fiber Reinforced PIastics),是目前技術比較成熟且應用最為廣泛的一類復合材料。這種材料是用短切的或連續纖維及其織物增強熱固性或熱塑性樹脂基體,經復合而成。以玻璃纖維作為增強相的樹脂基復合材料在世界范圍內已形成了產業,在我國俗稱玻璃鋼。樹脂基復合材料于1932年在美國出現,1940年以手糊成型制成了玻璃纖維增強聚酯的軍用飛機的雷達罩,其后不久,美國萊特空軍發展中心設計制造了一架以玻璃纖維增強樹脂為機身和機翼的飛機,并于1944年3月在萊特-帕特空軍基地試飛成功。從此纖維增強復合材料開始受到軍界和工程界的注意。第二次世界大戰以后這種材料迅速擴展到民用,風靡一時,發展很快。

      進入20世紀70年代,對復合材料的研究發跡了僅僅采用玻璃纖維增強樹脂的局面,人們一方面不斷開辟玻纖-樹脂復合材料的新用途,同時也發現,這類復合材料的比鋼度要求還高的尖端技術的要求,因而開發了一批如碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維等高性能增強材料,并使用高性能樹脂、金屬與陶瓷為基體,制成先進復合材料(Advanced FRP,簡稱ACM。)這種先進復合材料具有比玻璃纖維復合材料更好的性能,是用于飛機、火箭、衛星、飛船等航空航天飛行器的理想材料。

      復合材料在這幾個飛行器上的成功應用,表明了復合材料的良好性能和技術的成熟,這對于復合材料在重要工程結構上的應用是一個極大的推動。

      3.玻璃鋼錨桿的發展史

      上世紀三、四十年代, “美國是最早使用錨桿并以錨桿作為唯一的煤礦頂板支護方式的國家”,目前也是錨桿支護技術最先進,使用最廣泛的國家。上世紀九十年代中期,杜邦公司推出用于煤礦支護的玻璃鋼錨桿,并迅速在采煤業發達國家得到廣泛應用,如:英國、德國、澳大利亞和新西蘭等等,而澳大利亞已將巷道支護使用玻璃鋼錨桿列入國家法規,據美國政府網站公布:美國2002年煤礦使用玻璃鋼錨桿的數量已高達1.4億支。

      近年來,隨著高產高效礦井的大量建設,綜采機械化程度不斷提高,對支護材料的要求也不斷提高,尤其在高瓦斯礦井,金屬錨桿容易與綜采機械的切割頭碰出火花,易引發安全事故。這對金屬錨桿的推廣使用產生了制約。另外,金屬錨桿不耐腐蝕,影響了支護的永久性。玻璃纖維增強塑料錨桿是近年發展起來的最新一代錨桿,俗稱玻璃鋼錨桿、玻璃纖維錨桿等??梢院芎玫慕鉀Q上述問題,所以是煤礦企業已在相當數量的煤礦中投入玻璃鋼錨桿支護應用,社會與經濟效益已初步顯現。


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