冲击地压煤矿巷道锚杆动力响应特征与破坏规律研究
孙怀明1
李文洲2
李中伟2
褚鹏1
孙越1
李想3
1.山东能源集团鲁西矿业有限公司,山东 菏泽 2747002.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 1000133.武汉理工大学 土木工程与建筑学院,湖北 武汉 430070
摘要：针对深部煤矿巷道冲击地压灾害频发、锚杆支护动力响应机制不明确的问题,采用数值模拟与现场试验相结合的方法,系统分析了不同冲击韧性锚杆在动载荷下的力学响应特征及破坏规律;基于LS-DYNA软件建立锚杆冲击模型,模拟屈服强度 500 MPa、冲击吸收功 15～94 J的锚杆在20 ms等腰三角形载荷作用下的动态响应,通过分析锚杆的Mises应力分布、断口特征、位移变化及能量吸收规律,揭示冲击韧性对锚杆破坏模式的影响机制,并应用于唐口煤矿 7307轨道巷锚杆支护设计中.研究结果表明:随着冲击韧性的增加,锚杆断裂时的Mises应力也会随之增加,断口颈缩现象显著增强;相同冲击载荷作用下,锚杆的冲击吸收功越高,断裂时的位移越大,要使冲击韧性高的锚杆在固定的冲击时间内断裂,需要施加高的冲击载荷;冲击载荷越高,锚杆在塑性变形阶段的变形率越大,导致锚杆在没有充分发挥变形能力的情况下断裂,就会出现锚杆的冲击韧性高而延伸率低的情况;锚杆的变形量随着距冲击载荷施加处距离的减少而增加,但是在距固定端 1.5 m的范围内变化不大,进一步揭示了锚杆变形的局部效应,在距冲击点 1.5～2.0 m范围内,变形量较 1.0～1.5 m段增加 50%,且塑性应变首先出现在固定端并向冲击点扩展,最终在螺纹段集中破坏.
关键词：锚杆支护数值模拟冲击地压动力响应特征冲击韧性
分类号：TD324+.1(矿山压力与支护)
论文发表日期：2025-11-20
在线出版日期：2025-11-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 64-74 )
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