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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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锚杆支护金属网力学性能及传力机制试验研究

作者(Author):

  • 原贵阳
  • 高富强
  • 娄金福
  • 李建忠
  • 王晓卿

作者单位:

  • 中煤科工开采研究院有限公司
  • 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
  • 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院

关键词:

  • 力学性能
  • 传力机制
  • 金属网
  • 锚杆支护
  • 应力分布
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

鉴于目前井下金属网常见的强度及刚度失效2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3类金属网进行了测试,得到了3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3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3类金属网的传力机制问题,并进一步根据3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3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 3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。


原贵阳,高富强,娄金福,等.锚杆支护金属网力学性能及传力机制试验研究[J].煤炭学报,2022,47(4):1512-1522. YUAN Guiyang,GAO Fuqiang,LOU Jinfu,et al.Experimental study on mechanical properties and force transfer mechanism of bolt supported metal mesh[J].Journal of China Coal Society,2022,47(4):1512-1522.
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