• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
高延伸率锚索动态力学特性及工程应用
  • 97
  • 作者

    付玉凯吴拥政周鹏赫孙卓越李军臣

  • 单位

    中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部煤炭科学研究总院开采研究分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

  • 摘要
    传统锚索延伸率低、抗冲击能力差,在强冲击载荷作用下易出现脆性破断失效,导致巷道出现冒顶、冲击地压事故等问题。基于此,自主开发了具有高强度、高延伸率及高抗冲击等特性的锚索,采用实验室试验、理论分析及现场试验等综合手段,分析了高延伸率锚索的静、动载力学性能,研究了高延伸率锚索化学成分、金相组织和夹杂物与普通锚索的差异,提出了高延伸率锚索支护吸能原理,并将高延伸率锚索在现场进行了应用。研究结果表明:静载作用下,高延伸率锚索抗拉强度为1790MPa,最大力总延伸率8.1%,是普通锚索的1.61~2.25倍;动载作用下,高延伸率锚索钢丝不易散开,破断载荷与普通锚索基本相同,断后伸长率分别是锚索A、B、C的1.82倍、1.68倍和1.52倍,单位长度吸能量分别是锚索A、B、C的2.54倍、1.99倍和1.70倍,高延伸率锚索塑性变形能力更强,吸能能力更高。高延伸率锚索通过在冶炼和轧制工艺过程中控制有害化学元素和有益化学元素含量、细化金相组织及减少夹杂物尺寸和数量等方式提高了钢丝的塑性变形能力,进而提高锚索整体的抗冲击性能。高延伸率锚索在现场应用过程中经受了多次大能量冲击后,巷道支护效果良好,高延伸率锚索未出现破断,有效控制了巷道冲击破坏。
  • 关键词

    冲击地压深部巷道锚杆支护落锤高延伸率锚索

  • 文章目录
    1 引 言
    2 冲击地压巷道锚索破断特征
    2.1冲击地压巷道变形破坏典型案例分析
    2.2冲击地压巷道锚索破断特征
    2.3 冲击地压巷道对锚索的功能性要求
    3 高延伸率锚索研发及动态力学特性
    3.1 高延伸率锚索研发
    3.2 高延伸率锚索动态力学特性
    3.2.1 试验设备
    3.2.2 试验方案
    3.3 试验结果分析
    3.3.1锚索破断形态
    3.3.2锚索试样的动态力学特性
    3.3.3锚索试样的变形和吸能特性
    4 高延伸率锚索抗冲击机理
    4.1 不同锚索的化学成分
    4.2 不同锚索的断口金相组织分析
    4.3 不同锚索夹杂物分析
    4.4 高延伸率锚索抗冲击影响因素分析
    5 高延伸率锚索支护吸能原理及现场应用
    5.1 高延伸率锚索工作阻力特性
    5.2 锚杆和锚索联合支护吸能原理
    5.3 冲击地压巷道锚索支护材料适应性分析
    5.4 冲击地压巷道支护能量校核计算
    5.5 现场应用
    6 结 论
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