一项新的研究指出，化学元素Mn和V可以提高锚杆的拉伸强度、冲击吸收功、伸长率，进而提高锚杆的抗冲击性能。这为高性能锚杆的研发提供了参考。相关成果近日发表于《煤炭学报》2016年第7期。

　　锚杆支护材料近年来得到了快速发展，国内已经研发出600 MPa级以上锚杆钢材。但随着地质条件越来越复杂，锚杆支护材料使用中发现了非常规破断的新问题。来自天地科技股份有限公司的付玉凯博士等研究人员研究了冲击载荷作用下，锚杆的动态力学性能。

　　研究人员采用自由落锤冲击实验装置对5种不同冲击韧性的锚杆进行侧向抗冲击性能实验。发现在相同冲击能量下，锚杆冲击吸收功越高冲击峰值载荷越小，冲击作用时间随着冲击高度增大逐渐减小;冲击吸收功越高，锚杆应变峰值及残余应变越大;不同锚杆冲击力峰值和最大位移明显不同，峰值强度和最大位移越大，破断能越大。

　　为了进一步揭示锚杆抗冲击机理，付玉凯等测定了锚杆中的C,Si, Mn,V,Ni,P以及S对拉伸强度、冲击吸收功、伸长率、生产成本的影响。发现锚杆的化学成分控制范围不同，冲击吸收功越高的锚杆，其有益化学成分含量控制在较高水平，有害化学成分含量控制在较低水平，而冲击吸收功低的锚杆，其化学元素控制水平较差。对断口组织和金相组织的测试结果说明锚杆冲击吸收功越高，晶粒度级别越高。

　　该项研究得到了国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金煤炭联合基金、开采设计事业部生产力转化基金项目的资助。