锚杆应用新突破

——基于改善围岩的软弱煤岩锚杆支护新技术。

锚杆用于井下巷道支护具有结构简单、施工方便、适应性强等特点。由此近年来锚杆支护已经成为巷道支护的主要方式，但是在锚杆支护的工程应用中锚杆的失效形式主要是支护过程中锚固过程中遇到孔壁上粘附的煤灰或破碎松软的围岩等时锚杆与孔壁之间的滑移失稳。现解决此类锚杆失效的方法多为补打锚杆，但由于围岩条件不变补打锚杆还会出现锚固失效，而且还有可能出现大面积锚杆失效，

郑州信息科技职业学院机电工程与智能制造学院师生组成“创新科技”团队，团队成员攻坚克难对此类难题现提出一种用特殊的工具在原来的锚固孔进行孔底扩孔，然后使用特殊的注浆工具进行注浆达到改善锚固区围岩特性，能够实现在巷道锚固支护过程中对锚杆锚固力的提高，从而能提高锚杆锚固性，克服锚杆滑移失稳现象，最终实现矿井安全高效支护，提高矿井安全生产水平。上述技术问题中，提到特殊的矿用锚杆孔螺纹驱动式扩孔钻杆、和特殊的加固注浆设备及注浆方法。

一、产品竞争优势

扩底填充锚固设备，是基于锚杆支护的一项便捷且具有增强其锚杆锚固性能的装置。通过对目前我国矿区巷道所采用的锚杆锚固情况及我国松软地质岩层工程技术所采用锚杆工艺情况可知，锚杆支护已经成为松软岩层和巷道围岩加固的重要工艺。据此正是由于锚杆支护在我国已经获得广泛使用和认可，扩底填充锚杆设备同样在矿区和工程技术领域存在广阔的市场，并且扩底填充锚固设备目前市场尚无同等类型产品，因此目前尚未同等类型的竞争产品。此外本公司从科研团队到技术服务均具有显著的优势。

二、室内试验分析

室内相似模拟实验图及部分仪器

扩孔充填锚固时钻孔围岩的最大应力值是正常锚固的2.9倍，扩底补填锚固时锚固剂的最大应力值是正常锚固的2.8倍，锚固系统的锚固能力提高了2.1倍。传统锚网加U型棚支护和传统锚杆支护变形量相近，其均比扩孔充填锚固设备安装锚杆变形量大。

三、经地考察

郑州信息科技职业学院“创新科技”团队通过对扩孔充填锚固设备在矿区的实际使用，其传统锚杆二次支护的费用，是一次性采用扩孔充填锚固设备对锚杆进行锚固安装，其人工成本节约13.89%采用扩孔充填锚固设备安装锚固，相比较二次修复巷道总成本节约14.68%，只比传统一次锚固支护总成本增加了3.43%，对矿工带来了更安全的工作环境。

郑州信息科技职业学院的“创新科创”学生团队中成员分工明确，知识技能互补。其中负责人王正阳是机电工程与智能制造学院21级机电一体化专业一班的副班长，综合能力突出，有着较强的带领管理能力，主要成员贾淑婷为21级机电一体化一班班长。团队主要指导老师张景杰为河南省骨干教师，曾经获得2020年高等职业院校技能大赛教学能力比赛国家二等奖。总技术顾问王永华为二级教授，硕士研究生导师，国家“万人计划”领军人才教学科研名师。专家顾问团负责人廉洁为郑州信息科技职业学院机电工程与智能制造学院院长，河南省学术带头人。专家顾问团骨干王登峰为机电工程与智能制造学院党总支书记，河南省学术带头人。