一种用于煤矿及隧道巷道支护的预应力钢绞线
技术领域
本实用新型涉及钢绞线技术领域，特别涉及一种用于煤矿及隧道巷道支护的预应力钢绞线。
背景技术
我国煤矿主要是地下开采，需要在井下开掘大量巷道，保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义。随着开采深度、广度及开采强度的不断提高，巷道埋深逐年增加，地质条件日趋复杂化，高地应力巷道、强烈采动影响巷道、松软破碎围岩巷道及特大断面巷道和硐室等复杂困难条件占的比重越来越大，因而显著增加了巷道支护难度。而预应力钢绞线作为煤矿巷道支护的一部分，预应力钢绞线与整体结构物的结合强度至关重要。
传统的用于煤矿巷道支护的预应力丝钢绞线，其结构为1×7结构，即中间有一根特定直径的钢丝，在中间一根钢丝的圆周设有7根特定直径的钢丝。该种结构实际使用时，其结构存在与混凝土或岩层结合强度较差的问题。
针对上述问题，中国实用新型专利申请号为CN201320723331.9的一种《用于煤矿巷道支护的预应力钢绞线》，其中公开了一种预应力钢绞线包括内层、中间层、外层三层结构，所述内层为1根钢丝，其直径为6.45mm；所述中间层9根钢丝，其直径为3.22mm；所述外层为9根钢丝，其直径为5.48mm，所述三层结构紧密连接。通过预应力钢绞线直径的加大，预应力钢绞线与混凝土或岩层的结合面增大，从而与整体结构物的结合强度大大提高，在混凝土结构或岩层中都会提高载荷力。但是该种结构设计的预应力钢绞线，相比较传统的预应力钢绞线。虽然一定程度上提高了结合强度，但是众多的钢丝数量设计，一方面使得现场穿束作业时，由于重量较大增加了工时和工作强度，另一方面由于钢丝数量增加较多，因而增大了生产成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于煤矿及隧道巷道支护的预应力钢绞线，结构紧凑型高、密实度大，可以降低预应力钢绞线的整体重量和生产成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种用于煤矿及隧道巷道支护的预应力钢绞线，所述预应力钢绞线包括内层、中间层和外层三层结构；所述中间层为4根钢丝，且4根钢丝呈四边形布置；所述内层为1根钢丝，所述内层的钢丝设置于所述中间层的中心位置处且与中间层的4根钢丝均线接触；所述外层为4根钢丝，且4根钢丝分别一一对应安装于所述中间层中相邻钢丝的外部，且单根钢丝均与中间层中相邻钢丝线接触；所述中间层的钢丝直径＞外层的钢丝直径＞内层的钢丝直径。
进一步的，所述中间层的钢丝直径为6.45mm。
进一步的，所述内层的钢丝直径为5.34mm。
进一步的，所述外层的钢丝直径为5.48mm。
进一步的，所述内层与中间层之间填充有碳纤维丝。
进一步的，所述内层的钢丝直径、中间层的钢丝直径以及外层的钢丝直径的直径偏差为+0.05mm至-0.02mm。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过对传统用于煤矿巷道支护的预应力丝钢绞线结构进行重新设计，整体结构包括三层结构，共计9根钢丝，且三层结构的钢丝直径均不同，整体结构密实度比传统预应力钢绞线的1×7结构紧凑度更高、更加密实；同时相比较19丝结构，钢丝数量减少了接近一半，因而生产成本大幅降低；再者由于整体重量大幅降低，可以大大节约穿束、灌浆、张拉时间，便于作业人员进行现场作业。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1-内层，2-中间层，3-外层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种用于煤矿及隧道巷道支护的预应力钢绞线，所述预应力钢绞线包括内层1、中间层2和外层3三层结构；所述中间层2为4根钢丝，且4根钢丝呈四边形布置；所述内层1为1根钢丝，所述内层1的钢丝设置于所述中间层2的中心位置处且与中间层2的4根钢丝均线接触；所述外层3为4根钢丝，且4根钢丝分别一一对应安装于所述中间层2中相邻钢丝的外部，且单根钢丝均与中间层2中相邻钢丝线接触；所述中间层2的钢丝直径＞外层3的钢丝直径＞内层1的钢丝直径。
需要说明的是，本实施例中内层1、中间层2以及外层3的钢丝原材料均选用本领域惯用的型号为SWRH82B的高碳钢盘条，SWRH82B具有优良的抗拉强度和延伸率，拉拔性能好。
进一步的，所述中间层2的钢丝直径为6.45mm。
进一步的，所述内层1的钢丝直径为5.34mm。
进一步的，所述外层3的钢丝直径为5.48mm。
进一步的，所述内层1与中间层2之间填充有碳纤维丝。碳纤维丝的填充设置能够更好的使该预应力钢绞线的强度更高。
进一步的，所述内层1的钢丝直径、中间层2的钢丝直径以及外层3的钢丝直径的直径偏差为+0.05mm至-0.02mm。这样的直径偏差设计，能够保证生产实践的需要。
本实用新型中的预应力钢绞线，通过进行结构改良，提高了结构的紧凑型和密实度，同时减轻了整体重量和降低了生产成本，大大的提高了该钢绞线的实用性。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
