近日，成庄矿《煤矿锚杆锚索腐蚀断裂机理与耐腐蚀新材料研发》科研项目通过中国煤炭工业协会科技成果鉴定，获评国际领先水平。该项目成功攻克井下复杂环境下锚杆锚索易腐蚀、易断裂、服役时间短等行业共性难题，研发出新型耐蚀支护材料，为保障巷道围岩长期稳定提供了全新技术支撑。
成庄矿3号、15号煤层顶板受含水层影响，淋水现象较为普遍，在顶板支护范围内形成了大量含盐地下水及含硫冷凝水的复杂环境，对锚杆、锚索造成严重腐蚀。同时，顶板岩体中节理、裂隙发育，存在各种非连续结构面，锚杆锚索长期承受巷道围岩变形产生的复杂多向荷载，受力条件较为苛刻，极易发生断裂，导致围岩支护强度大幅降低，给矿井顶板管理带来安全隐患。
针对这一行业难题，该矿组建专项技术攻关团队，开展锚杆锚索环境断裂关键因素研究。团队从矿井腐蚀环境调查分析入手，系统开展锚杆锚索力学性能衰减规律及断裂机理研究，通过对比腐蚀前后支护构件的力学性能变化，探明锚杆锚索力学衰减规律，明确各类环境、应力因素对断裂失效的影响机制，并建立锚杆锚索断裂失效分析数据库，形成系统化断裂机理研究成果。同时，团队针对性研发出两个耐蚀级别的新型锚杆锚索材料配方，有效控制材料晶间应力腐蚀开裂，降低材料对环境断裂的敏感性，从根本上消除锚杆、锚索环境断裂现象，有力破解了顶板支护难题。
目前，该项目已针对淋水区、含硫煤层、高温潮湿等典型环境完成腐蚀性分级，形成了针对性腐蚀防护策略，并在成庄矿规模化应用两种耐蚀级别的新型锚杆和锚索。应用结果表明，新型材料保障了高腐蚀环境区域煤炭资源安全高效开发，避免了苛刻腐蚀环境下锚杆锚索发生腐蚀断裂，大幅降低巷道返修率，节约了支护材料消耗与人工成本。
据了解，该项研究成果安全效益与经济效益突出，大幅提升了煤矿巷道锚杆锚索服役的耐久性与可靠性，对保障巷道稳定畅通、实现煤炭资源安全高效开采具有重要意义，也为同类地质条件、腐蚀环境下的矿井提供了可借鉴的技术路径。
