微晶格穹顶拓扑结构锚杆托板吸能特性研究

来源：煤矿安全杂志2023年第10期北京时间：

作者：杨发旺, 张庆贺, 梁志威, 王明刚

摘要：为了解决锚杆托板难以适应围岩冲击作用而出现过载弯折、变形、撕裂等问题，提出了1种用拉伸微晶格填充穹顶实体部分的新概念，将穹顶结构与四面体晶格相结合，得到了1种新型托板−微晶格穹顶结构托板。通过数值模拟软件 Abaqus 设置了3种可3D打印的材料，即Q235钢、ABS塑料、铝合金，在不同材料的基础上赋予托板截面不同的圆形剖面尺寸，即直径为1、2、3 mm，进行有限元对比分析。分析结果表明：不同剖面尺寸下3种材料的承载力和能量吸收的大小顺序为直径3 mm Q235钢>铝合金>ABS塑料，其中Q235钢的承载力约为4.26×105 N，能量吸收约为2.2×105 J，具有高强及高吸能特性；新型托板在材料为Q235钢，剖面直径为3 mm时，承载力最大，吸能效果最强，为此数值模拟的最优结果。

关键词：锚杆支护, 穹顶结构, 数值模拟, 巷道支护, 晶格结构