高延伸率锚索动态力学特性及工程应用

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 2; pp. 49 - 62
• Main Authors: 付玉凯, 吴拥政, 周鹏赫, 孙卓越, 李军臣
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013 2024; 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013; 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
• Subjects: rock burst; high elongation anchor cable; bolt support; drop hammer; 冲击地压; 深部巷道; 锚杆支护; 落锤; 高延伸率锚索; deep roadway
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-0093

TD353.6; 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 1 790 MPa,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.