玄武岩纤维锚杆突破传统支护瓶颈,助力绿色矿山建设
随着“双碳”战略持续推进,矿山与地下工程支护材料正加速向轻量化、耐腐蚀、环境友好型方向演进。近日,由中国矿业大学联合中材科技共同研发的“高模量玄武岩纤维增强聚合物锚杆(BFRP锚杆)”在内蒙古某大型露天矿完成首期工程验证,其抗拉强度达1200MPa,弹性模量逾45GPa,成功替代部分传统钢制锚杆,在酸性围岩环境中展现出卓越的耐久性能。
玄武岩纤维(Basalt Fiber, BF)作为无机硅酸盐纤维,其化学稳定性优于E-玻璃纤维与碳纤维,且生产过程无重金属排放,符合《绿色建材评价标准》GB/T 35605。本次应用的BFRP锚杆采用拉挤成型工艺(Pultrusion),内嵌玄武岩纤维单向布与乙烯基酯树脂基体,经高温固化后形成各向异性复合结构,具备低导热系数(0.038 W/m·K)与电磁透波特性,在煤矿巷道、地铁隧道等复杂电磁环境中优势显著。
项目技术负责人李工表示:“传统钢锚杆在高硫、高湿工况下易发生应力腐蚀开裂(SCC),维护周期短、全生命周期成本高。BFRP锚杆不仅抗氯离子渗透系数<1×10⁻¹² m²/s,其比强度(强度/密度)更达钢锚杆3倍以上,可大幅降低支护结构自重,提升施工效率。”
据悉,该产品已通过ISO 10406-2:2020《岩土工程锚杆试验方法》认证,并列入《国家工业节能技术推荐目录(2025年版)》。下一步,研发团队将优化纤维体积分数(Vf)与界面偶联剂配比,进一步提升锚固段剪切粘结强度(τ_b),推动BFRP锚杆在深部高地应力巷道中的规模化应用。
