田利军

（晋能控股煤业集团有限责任公司山西大同037001）

1 引言

我国煤矿最早在1956年研究与使用锚杆支护，经过60多年的发展，从早期楔缝式、倒楔式的机械锚固锚杆，到可端部、加长或全长锚固的树脂锚杆，以及玻璃钢锚杆、中空注浆锚杆等，锚杆材料、锚杆结构都越来越丰富，锚杆支护技术越来越成熟[1]。其中，树脂锚杆利用树脂药卷将高强度螺纹钢杆体和围岩体粘合在一起，达到支护目的，结构简单，综合力学性能好，较好的满足了煤矿支护要求，应用较为广泛，在煤矿井下支护中发挥了重要作用。

但是，树脂锚杆一旦安装难以回收复用，锚杆一次性消耗，支护成本高，而且初锚等待时间长，锚固力受人为因素影响大。此外，在采煤机割煤过程中，截齿切割金属锚杆会产生火花、损坏截齿，带来不安全因素。随着企业对安全可靠性、经济合理性，以及快速掘进要求的不断提高，研制一种可完全回收复用、具有较高锚固力和具有立即承载特性的新型锚杆---“完全可回收螺旋锚杆”来代替树脂锚杆，具有十分重要的意义。

2 螺旋锚杆锚固原理及受力分析

2.1 锚固原理

其锚固力不是依靠与煤（岩）体的摩擦力（如涨壳式、倒楔式和管缝式），也不是靠锚杆与岩体之间的粘结作用（如树脂、快硬水泥及砂浆锚杆等），而是当锚杆轴向承受拉力时，靠嵌入煤（岩）体中的螺旋叶片产生对煤体的正压力，而实现锚固的，如图1所示。

图1 螺旋锚杆锚固示意图

一般而言，锚杆越粗、锚头越长、锚头处的螺旋叶片高度越大、螺旋叶片的圈数越多，则螺旋锚杆的锚固力越大。……