高孔隙率金属材料：巷道支护的新解决方案

"高孔隙率金属材料在巷道支护中的应用及数值模拟，通过ANSYS软件模拟，展示了这种材料对矿井巷道在冲击矿压下的力学性能改善和结构变形减少的效果。" 高孔隙率金属材料是近年来在巷道支护领域的一种创新应用，因其独特的吸能、减震和抗阻尼特性而备受关注。巷道支护是确保矿井安全的关键环节，尤其是在面临冲击矿压的情况下，巷道的稳定性和安全性显得尤为重要。冲击矿压是指地下开采过程中，由于地质应力突然释放导致的剧烈震动，这种现象会对巷道造成严重破坏。 传统的巷道支护通常采用混凝土、钢架或锚杆等材料，但这些材料在应对冲击矿压时往往表现出不足。高孔隙率金属材料的引入，为解决这一问题提供了新的思路。它的“宏观”力学机构模型，即“强弱强”模型，是指在巷道支护结构中设置一个相对柔性的中间层（弱结构），两端则由较强硬的材料支撑，这种设计可以有效地吸收和分散冲击能量，防止或减轻巷道的破损。 在本研究中，科研人员利用ANSYS这款强大的有限元分析软件，对“强弱强”结构模型进行了数值模拟。通过模拟冲击矿压作用下的巷道力学性能和结构变形，结果表明，高孔隙率金属材料作为支护可以显著降低巷道受力，压力降低幅度接近10倍，同时显著减少了巷道的整体变形。这不仅提高了巷道的稳定性，也降低了矿井安全事故的风险。 此外，该研究还指出，高孔隙率金属材料的应用有助于优化巷道支护设计，提高支护效率，同时也为解决复杂地质条件下的巷道支护问题提供了新的解决方案。在未来的巷道支护实践中，结合先进的数值模拟技术，这种新材料有望得到更广泛的应用，进一步提升矿井的安全水平。 关键词:巷道支护、冲击矿压、强弱强结构、ANSYS数值模拟、高孔隙率金属材料 中图分类号:TD353，这表示该研究属于矿业工程领域，特别是关于矿山道路建设和维护的技术探讨。文献标志码:A标识了这篇论文的原创性和学术价值，文章编号:1003－496X(2012)12－0049－05则是该研究在特定期刊发表的具体信息。