吸能防冲锚杆索-围岩耦合振动特征与防冲机理

发布时间：2017-09-14 00:04

  本文关键词：吸能防冲锚杆索-围岩耦合振动特征与防冲机理

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【摘要】：为提高冲击危险巷道防冲支护的有效性,研发了由内置六角管衬里的吸能套筒、端部设有摩擦圆柱的螺纹钢锚杆、钢绞线锚索与锚杆尾部吸能装置组成的吸能锚杆索。将吸能锚杆索中吸能套筒的作用简化为设置在锚杆底部并联的弹簧与阻尼器,建立了吸能锚杆索-围岩在冲击载荷作用下的三维轴对称力学模型。对黏性阻尼围岩中吸能锚杆索与围岩耦合振动时锚杆顶部动力响应进行了解析研究,获得了锚杆顶部的位移阻抗函数的解析表达。结果表明:在相同频率的冲击载荷作用下,锚杆顶部位移振荡幅值随着围岩黏性阻尼、围岩强度、锚固长度以及锚杆底部阻尼的增加而衰减。采用吸能锚杆索支护时,吸能套筒能够吸收一部分作用在锚杆锚固岩体上的冲击能;后注浆全长锚固增强了支护系统抵抗纵向变形的能力;尾部吸能装置能够削减冲击波的发射拉伸作用;支护系统在冲击载荷作用下的稳定性得到显著提高。在此基础上,初步阐述了吸能锚杆索支护系统的"缓冲-抗震-消波"吸能防冲机理。
【作者单位】： 辽宁工程技术大学力学与工程学院;辽宁工程技术大学冲击地压研究院;辽宁大学;辽宁工程技术大学;
【关键词】： 冲击危险巷道 吸能锚杆索 耦合振动 动力学模型 防冲机理
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51404131,51174107) 辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心开放基金资助项目(LNTU15KF11)
【分类号】：TD353
【正文快照】： 随着煤矿开采强度与开采深度的逐渐增加,我国冲击地压灾害日益严重,频繁的冲击地压事故造成了大量设备损失与人员伤亡。冲击危险巷道围岩稳定性控制问题成为亟需解决的难题[1-2]。围绕这个问题,多年来,国内外学者开展了大量研究工作。W.D.Ortlepp指出进行有岩爆危险巷道支护时

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