矿业工程论文_锚杆支护金属网力学性能及传力

文章摘要:鉴于目前井下金属网常见的强度及刚度失效两类破坏方式严重制约巷道安全可靠性问题，采用自主研发的金属网静载试验系统对三类金属网进行了测试，得到了三类金属网在垂直载荷作用下的支护强度、刚度及变形破坏方式；借助有限元分析软件Ansys得到了三类金属网在垂直载荷作用下的应力分布规律；采用理论分析的方法得到了三类金属网的传力机制问题，并进一步根据三类金属网的力学响应特征、应力分布规律及传力机制分别给出了结构优化建议。研究结果表明：（1）金属网支护系统在垂直载荷作用下的载荷-位移曲线变化可分为载荷传递阶段、网丝变形阶段及结构破坏阶段三部分。（2）钢筋网具有高刚度支护特征，菱形网具有高强度支护特征，垂直载荷作用下经纬网的网丝错动会大幅度降低其支护强度及刚度（3）钢筋网及经纬网以中心“十”字型区域内的网丝承受轴向应力，菱形网以中心“X”字型区域内的网丝承受轴向应力。（4）钢筋网支护系统在承载过程中呈现出中心“十”字型传力方式，菱形网呈现出中心“X”字型传力方式，经纬网网丝在外部载荷作用下由高应力区向低应力区滑移。（5）直接决定金属网支护作用的边界网丝，在垂直及水平方向上分别受到剪切及扭曲作用，且绑丝强度对边界网丝的水平扭曲作用影响较大。(6)三类金属网是否能进行有效支护，应围绕传力机制问题分别进行局部绑丝加固、节点约束防滑及配套锚杆间排距优化等加强措施。

文章关键词:锚杆支护,金属网,力学性能,应力分布,传力机制,

作者单位:1. 中煤科工开采研究院有限公司 3. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院 

论文DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2021.0589

论文分类号: TD353.6

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