【技术实现步骤摘要】
一种冲击巷道多孔钢层叠增阻变形吸能装置及方法
本专利技术涉及地质勘测设备
,尤其涉及一种冲击巷道多孔钢层叠增阻变形吸能装置及方法。
技术介绍
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,巷道围岩力学环境日趋复杂,围岩产生大变形、大范围破坏的现象愈加普遍,当冲击荷载超过支护体所能承受的范围时,将导致锚杆破坏失效,造成严重的失稳破坏事故。传统的锚杆支护尾部段最容易发生破断,一旦达到破断载荷,则会引起杆体断裂而失去支护作用,不能抗冲击;或者一旦位移过大,锚杆的锚固力将由最大值下降到很小甚至丧失锚固力,导致围岩失稳破坏。因此需要使杆体既始终保持满足设计要求的足够大的锚固力不发生断裂破坏,又要使锚杆适应较大的位移而保持其锚固力。多孔钢作为一种新型结构和功能材料,具有良好的缓冲、吸能性能和良好的结构特征、力学性能。利用碟式缓冲环、锚杆及闭孔套筒相互作用协调,层叠增阻变形,提高锚固力,达到缓冲支护冲击巷道的作用。因此,有必要研究多孔钢、冲击巷道多孔钢层叠增阻变形吸能装置及方法来应对现有技术的不足,以解 ...
【技术保护点】
1.一种冲击巷道多孔钢层叠增阻变形吸能装置,其特征在于,所述吸能装置包括:/n锚杆,用于冲击巷道;/n闭孔套筒,用于提供锚杆穿设空间和增阻压密吸能;/n多孔台型托盘,由所述多孔钢制成,用于承载闭孔套筒和增阻压密吸能;/n若干碟式缓冲环,所述若干碟式缓冲环设置在闭孔套筒内,用于阻碍锚杆在冲击巷道方向的轴向拉力。/n
【技术特征摘要】
1.一种冲击巷道多孔钢层叠增阻变形吸能装置,其特征在于,所述吸能装置包括:
锚杆,用于冲击巷道;
闭孔套筒,用于提供锚杆穿设空间和增阻压密吸能;
多孔台型托盘,由所述多孔钢制成,用于承载闭孔套筒和增阻压密吸能;
若干碟式缓冲环,所述若干碟式缓冲环设置在闭孔套筒内,用于阻碍锚杆在冲击巷道方向的轴向拉力。
2.根据权利要求1所述的吸能装置,其特征在于,所述闭孔套筒和多孔台型托盘均由多孔钢制成,所述多孔钢包括钢体和若干独立球形胞孔,所述若干独立球形胞孔位于钢体内,独立球形胞孔之间由壁膜隔开,独立球形胞孔之间互不连通。
3.根据权利要求2所述的吸能装置,其特征在于,所述独立球形胞孔的直径为0.1mm~1mm之间,闭孔套筒和多孔台型托盘中胞孔体积占比约15%-20%,且任意两个球形胞孔之间独立分布。
4.根据权利要求2所述的吸能装置,其特征在于,所述钢体由碳素钢制成。
5.根据权利要求4所述的吸能装置,其特征在于,所述若干碟式缓冲环垂直于锚杆设置在闭孔套筒内,所述碟式缓冲环在竖直方向上叠加平行设置,每个碟式缓冲环均包括碟底和碟边,所述碟边设置在碟底周侧,所述碟边与闭孔套筒通过浇筑固定连接,碟底与锚杆固定连接,所述碟底和碟边相交处形成碟面角α,该角度为30°-60°。
6.根据权利要求5所述的吸能装置,其特征在于,所述闭孔套筒为具有一腔体的钢性骨架,所述钢性骨架周侧为封闭状态,所述钢性骨架上下两侧均设有通孔,所述...
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