校企地协同创新，聚力攻坚新材料技术革新
发布时间：
2025-11-15
作者：
来源：
贵州石鑫公司官微
近日，国家知识产权局授权公告，贵州石鑫玄武岩科技有限公司与贵州大学及重庆市地质灾害防治中心联合研发取得名为“一种抗拉抗剪钢丝复合锚杆”的发明专利，授权公告号：CN118933952B，专利号：ZL202411279692.8，专利申请日：2024年09月12日，授权公告日：2025年11月11日。
“一种抗拉抗剪钢丝复合锚杆”，本发明属于复合材料支护设备技术领域，具体涉及一种多纤维混杂增强的复合锚杆，包括梯度增强杆体、协同防护结构及自适应端部组件；所述梯度增强杆体以玄武岩纤维无捻粗纱为主体增强相，按5～8：1：1的体积比复合碳纤维与高碳钢丝，经环氧树脂基体浸润后，通过拉挤-缠绕一体化工艺固化成型，杆体核心嵌入连续钢丝束，外层螺旋缠绕碳纤维-玄武岩纤维复合纱线；所述协同防护结构由内向外依次为碳纤维网布缓冲层、玄武岩纤维增强树脂保护层及螺纹钢套筒，保护层与套筒间填充弹性树脂砂浆，形成抗剪-防腐双重屏障；所述自适应端部组件包括球铰式托盘、波形弹性垫圈及可降解锁紧销，托盘内侧设弧形承压面，垫圈采用记忆合金材质，可随围岩变形自适应调节预紧力。
该发明通过三维增强体系实现性能突破：玄武岩纤维（拉伸强度2200MPa）提供基础承载，碳纤维优化抗剪刚度，钢丝束增强塑性形变能力，经测试整体抗拉强度达1800MPa以上，抗剪强度较纯玄武岩纤维锚杆提升120%；拉挤-缠绕工艺使纤维定向排布精度达±1°，树脂浸润均匀性提升至98%，解决传统工艺层间剥离问题。在复杂环境适应性方面，螺纹钢套筒与弹性砂浆的组合设计，使锚杆在盐雾环境5000小时后强度损失率低于3%，且钢螺旋套筒可在纤维内芯变形后持续承载，适应围岩大变形场景。端部球铰结构可兼容±15°的安装偏差，波形垫圈能吸收30mm以内的围岩位移，避免支护失效。
该发明创新性解决了传统金属锚杆腐蚀重、复合材料锚杆抗剪弱的行业痛点，在煤矿巷道、深部隧道等高危场景中，可减少40%以上的支护失效补打工作量，切割时无飞溅风险，混入煤流不损伤输送设备，综合施工效率提升50%，具备取代传统钢锚杆的技术优势与市场前景。
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