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作者
吴拥政周鹏赫付玉凯孙卓越
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单位
中煤科工开采研究院有限公司煤炭科学研究总院开采研究分院天地科技股份有限公司
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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.
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关键词
锚杆托板托板选型动静载组合合理静载
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(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);
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文章目录
1 托板静载力学性能试验
1.1 托板变形对比分析
1.2 托板载荷-位移曲线分析
2 托板动载力学性能试验
2.1 30 kJ多功能落锤冲击试验机系统
2.2 冲击作用下锚杆托板力学性能
2.2.1 托板变形规律
2.2.2 时程曲线分析
2.3 锚杆托板抗冲击能量确定
2.3.1 动、静载变形对比分析
2.3.2 时程曲线分析
3 动静载组合作用下托板力学性能试验研究
3.1 动静载组合试验系统
3.2 冲击能量对托板力学性能影响规律分析
3.3 不同静载作用下托板力学性能规律分析
4 结 论
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DOI
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引用格式
[1]吴拥政,周鹏赫,付玉凯,等.动静载作用下锚杆托板选型及力学性能试验研究[J].中国矿业大学学报,2024,53(06):1074-1084+1170.