熱塑、熱固FRP錨網在煤礦的應用

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淮南金德公司  王厚東

一、 熱塑、熱固FRP錨網的發展
　　隨著煤炭工業的蓬勃發展，與其配套的地下巷道工程規模十分浩大，鋼材用量也日益增加，鋼鐵在煤礦井下煤巷、巖巷的使用已不能滿足抗腐蝕的要求，給井下的安全工作帶來一定 的安全隱患，據資料顯示，淋水大、腐蝕性強的工作面，未經防腐的鋼件，每天腐蝕1～1.5mm，因此，井下鋼件的防腐尤其重要。我單位生產的煤礦井下煤巷、巖巷支護系列產品，有熱固性和熱塑性FRP
兩大類：產品有FRP錨桿、錨網、錨條及熱塑性FRP錨網。
煤碳科學院組織有關部門對熱塑FRP錨網做過井下支護試驗，使用情況如表1。從表1分析，金屬網在腐蝕嚴重的礦井，半年后就全部腐蝕掉，而熱塑FRP錨網在井下使用基本不腐蝕，保持了原有的抗拉力。
二、 FRP錨網的性能
熱塑FRP錨網和熱固性FRP錨網兩大類，其物理性能如表2。各項安全指標均達到和超過MT141《煤礦井下用塑料網假頂檢驗規范》。
三、FRP錨網生產工藝
熱塑FRP錨網成型工藝流程圖：配料→捏和→擠出→卷帶→編織→成品入庫
熱固FRP錨網成型工藝流程圖：有捻粗紗→機械紡織→浸膠→成品入庫
四、FRP錨網、錨條的應用
1、 在煤巷的應用。我國原煤層分層開采中，人工假頂材料發展經歷了幾個階段：第一階段多采用木材、竹簾、荊芭等材料；第二階段金屬網代替了木材、荊芭材料，實現了以鋼代木的變革，增加了人工假頂的應用材料，擴大了原煤層分層開采面積，使人工假頂在數量上大幅增加；第三階段，塑料錨網的誕生實現了以塑代鋼，緩解了木材、鋼材的緊張，滿足了國內原煤層分層開采面積不斷擴大的需要，同時解決了金屬網不耐腐蝕的重大難題，大幅度的降低了井下支護中的安全隱患。
玻璃纖維增強塑料錨網、錨條、錨桿配合使用，不但提高了煤巷的防腐及安全性能，同時還提高了工作效率，降低了噸煤支護成本。
2、 巖巷及隧道護坡的應用。多年來混凝土錨噴領域大多數使用金屬網做骨架，但是暴露在侵蝕環境下混凝土錨噴面受到各種化合物的浸入使混凝土逐漸中性化，金屬網開始腐蝕，導致混凝土開裂、剝落、最終造成工程受損，增加了修護費用。而使用FRP錨網及中空注漿錨桿，就解決了這一難題，同時提高了工作效率，降低了修護成本。
五、經濟效益分析
鋪網系數的含意，使用金屬錨網沿煤巷延深鋪設，網片搭頭要求500mm,橫向搭邊要求100mm,因此鋪網系數普遍在1.16范圍內，而FRP錨網鋪設過程中不需搭邊，搭頭，鋪網系數基本在1.0范圍內，塑料網與網之間用一種特制的玻璃纖維增強塑料拉扣帶，即可。
鋪網效益計算：（金屬網市場售價）15元/㎡×1.16-（FRP網市場售價）13元/㎡×1.0=4.40元/ ㎡，相同面積的金屬網與塑料網相比，每平方料節約4.40元。
（鏈接）：國內用于礦井的玻璃鋼產品還有錨桿、鉚固劑、瓦斯管道、通風管道、FRP安全通道、煤場FRP防塵罩等。
                            FRP錨網與金屬錨網使用性能對比                   （表一）
      錨網規格

錨網名稱    網重
(kg/M2)    網片長×寬(M)    網形    網格(mm)    網筋寬×厚(mm)    拉斷力(kg/根)    埋設時間(月)    破網率
(%)
金屬網    3.6    15×1    井    50×50    ￠3.4    412    6    全部腐蝕
玻璃纖維增強聚丙烯    0.7    5×1    六邊    25×20    13×0.7    240    6    1.87
FRP%    0.8    5×1    井    25×25    ￠4    368.2    6    0.37
                            玻璃纖維增強塑料錨網的力學性能                   （表二）
項目名稱    指     標
    熱固FRP錨網    熱塑FRP錨網
密度/（g/cm3）    1.80～1.90    0.90～0.91
拉伸強度/N/根    3680    3650
拉伸彈性模量/MPA    19.71    1.4×103
伸長率    8.20    9.10