动静载作用下锚杆托板选型及力学性能试验研究
吴拥政
周鹏赫
付玉凯
孙卓越
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013;天地科技股份有限公司,北京 100013
摘要：在深部冲击地压巷道中,锚杆托板受动静载叠加作用,易发生变形破坏,导致支护失效.针对此问题,对自主研发的落锤冲击试验机进行改进,增加动静载组合试验装置,选取煤矿常用的7种尺寸托板进行了力学性能测试,得到托板的变形规律及力学特性时程曲线,分析了冲击能量、静载、平面尺寸及厚度对托板的力学性能影响.研究结果表明:动、静载及组合作用下,托板变形均经历了拱高逐渐降低、四角翘起、拱底面积减小等过程.静载作用下,随着平面尺寸增加,托板的最大承载力位移逐渐增加;随着厚度增加,托板的最大承载力逐渐增加.动载作用下,托板冲击力峰值明显大于静载载荷;随着冲击能量增加,托板冲击力峰值和变形量逐渐增加;大平面尺寸托板整体受冲击作用时间较长,冲击力峰值位于500～600 kN之间,抗冲击能量由5.25 kJ降至3.50 kJ;厚度较大的托板受冲击作用时间较短,冲击力峰值由233.26 kN增至467.16 kN,抗冲击能量由1.75 kJ增至5.50 kJ.动静组合作用下,尺寸为150 mm×150 mm×10 mm的托板抗冲击能量提高20％以上,对托板施加的合理静载载荷为98.00～110.25 kN.研究成果可为冲击地压巷道锚杆托板的选取提供一定的借鉴.
关键词：锚杆托板托板选型动静载组合合理静载
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174080)天地科技股份有限公司科技创新创业基金重点项目(2022-2-TD-ZD016)中煤科工开采研究院有限公司青年基金项目(KCYJY-2024-QN-01)
论文发表日期：2024-11-30
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：12( 1074-1084,1170 )
英文信息