30 000 J多功能落锤冲击试验机研制及应用
吴拥政
付玉凯
周鹏赫
山世昌
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013
摘要：为深入研究冲击地压巷道锚杆支护材料的抗冲击力学性能,自主研制了 30000 J多功能落锤冲击试验机.该试验机由主机框架、抓脱锤装置、提升装置、锤体组件、液压缓冲装置、安全防护装置及电气装置等部分组成,可实现锚杆、锚索、托板及金属网等多种支护材料全尺寸动态力学性能测试和锚固岩体相似模型的冲击试验.选取了冲击地压煤矿常用的锚杆支护材料,初步开展了支护材料动态力学性能测试,测试结果表明:动载下锚杆颈缩不明显,表现出明显的脆性.随着冲击能量的增加,锚杆的冲击力峰值逐步增加,而延伸率大幅度降低;锚索受动载后钢丝易散开,外侧的钢丝更容易出现破断,破断位置通常位于夹具区域.动载作用下锚索的强度略有提高,而延伸率却大幅度降低,锚索的断后伸长率约为其静载的1/2;动载下拱形托板冲击力曲线具有明显的平稳震荡阶段,托板的冲击力峰值要明显大于其静载,变形量与静载基本相同,拱部结构在动载下能平稳变形吸能;随着冲击能量的增加,菱形网的冲击力峰值逐步增加,而变形量先增加后减小,菱形网具有很好的缓冲性能.多功能落锤试验机的研制为冲击地压巷道支护材料的动态力学性能测试提供了手段,为不同冲击危险性巷道的锚杆支护材料选取和支护设计奠定了基础.
关键词：锚杆支护支护材料落锤冲击试验机冲击测试能量耗散
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174080)国家自然科学基金(51974160)天地科技重点基金资助项目(2022-2-TD-ZD016)
论文发表日期：2023-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 623-635 )
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