掘进爆破巷道围岩及锚杆支护结构的振动响应特征研究

摘要

为了研究地下掘进爆破地震波对巷道围岩及支护结构的影响,本文采用分离变量的方法,求解得到了围岩中质点振动速度随轴向距离、径向距离和时间的变化规律,并结合结构动力学理论,研究了端锚式锚杆在爆破动荷载作用下的动力响应特征.结果表明:爆破地震波引起的围岩中的速度峰值随径向距离的增大呈现正负号交互的波浪式衰减,即出现交替拉压状态,这加强了围岩的层状破裂和碎化,在高地应力状态下更易发生岩爆;爆破振动对于迎头5米范围的围岩的影响最为剧烈.不同锚杆长度时锚杆受力状态不同,靠近巷道的锚杆段可能受压也可能受拉,但锚杆较长时锚杆整体受拉,且无论轴力还是剪力都比较小,也就是说爆破振动扰动一般不会使锚杆产生破坏失效.成果对掘进爆破安全技术的提高具有一定的指导意义.