沖擊載荷下錨桿托板及組合構件力學性能試驗研究

吳擁政，周鵬赫，付玉凱，孫卓越

（1.煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013；2.中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013；3.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013；4.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013）

0 引 言

沖擊地壓是煤礦地下工程中的一種動力災害，90%以上沖擊地壓事故發生在巷道中[1-3]。隨著開采深度和強度增加，巷道沖擊危害性愈加嚴重，與普通巷道相比，沖擊地壓巷道不僅受靜載作用，還受到沖擊載荷的影響[4-5]。錨桿支護是煤礦巷道最常用的支護方式，已經研發出高強度、高延伸率、高沖擊韌性錨桿（索）及NPR錨桿/索等支護材料[6-9]。錨桿托板及W型鋼護板是錨桿支護系統中的關鍵構件，在支護系統中起到擴散預應力、增大錨桿的工作阻力、改變圍巖狀態，抑制頂板離層等重要作用。在受到沖擊載荷作用時，支護構件與圍巖間作用力瞬間增加，導致托板彎曲、撕裂或圍巖破碎等[10-12]。

專家學者對錨桿托板力學性質研究主要集中在以下2方面：①在托板力學性能研究方面，楊更社等[13]研究托板與圍巖相互作用關系，得到托板受力表達式，分析了托板對錨桿桿體內力分布的影響；劉雙躍等[14]用彈性理論分析普通蝶形錨桿托板的內力分布狀態，提出托板失穩判據，研究了各參數對托板強度的影響；鄭仰發等[15]通過實驗室加載試驗研究了不同板厚、不同拱高的可調心蝶形托板承載力與變形特征，并根據拱形托板承載力理論關系推導得到孔口極限承載力關系式，得到托板承載力與鋼板厚度、拱高與拱底圓直徑之比呈正增長關系；……