针对锚杆支护系统受到冲击载荷作用时，围岩与托板间作用力瞬间增加，造成托板过载弯折、撕裂及接触区域围岩破裂、塌落等问题，采用实验室试验的方法，搭建了托板与缓冲垫层组合试样静、动载测试试验台，分别测试了5种组合结构托板的静、动载力学性能，获取了组合结构的静载力-位移曲线、冲击力时程曲线及应变时程曲线。

研究了不同冲击载荷下组合结构的力学响应规律，分析了缓冲垫层材质、厚度对组合结构抗冲击性能的影响。试验结果表明：静载作用下缓冲垫层对托板变形形态有一定影响，刚度高的缓冲垫层会增加托板的变形量，但也会降低组合结构的峰值载荷；垫层厚度主要影响组合结构的变形能力，对承载力影响不大。不同冲击能量下托板的冲击力峰值基本相同，托板在较低的冲击能量下已达到峰值承载力，动载峰值承载力与静载最大承载力基本相同。

不同冲击能量下托板变形明显不同，托板对角线上部的变形相对较小，中线上部的变形相对较大；缓冲垫层能降低组合结构的冲击力峰值，与未使用缓冲垫层相比，采用松木、橡胶垫层、废旧皮带及泡沫铝缓冲垫层时，组合结构冲击力峰值分别降低21.45%、17.55%、25.40%和2.80%，冲击力作用时间分别增加了41.94%、24.52%、47.74%和65.16%，缓冲垫层可降低冲击力峰值，延长冲击作用时间，有效吸收冲击能量；垫层厚度对试样冲击力和应变影响较大，垫层厚度越大，吸收的冲击能量越多，冲击力峰值越小，冲击力作用时间越长，垫层缓冲性能越好，合适的垫层材料和厚度能有效降低冲击载荷对托板结构的破坏效应。

总体来看，与单独使用托板相比，4种缓冲垫层均能实现吸能减冲，不同缓冲组合结构的垫层对抗冲击性能影响不同，缓冲垫层吸能效果从优到劣分别为泡沫铝、松木、废旧皮带及橡胶垫。

吴拥政，博士，研究员，博士生导师，中国煤炭科工集团首席科学家，中煤科工开采研究院有限公司副总经理。中国煤炭学会理事，中国岩石力学与工程学会理事，中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会副理事长，中国煤炭学会青年工作委员会副主任，中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会副秘书长。入选国家“万人计划”科技创新领军人才，科技部“中青年科技创新领军人才”，国家百千万人才工程，国家有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。一直从事煤矿巷道围岩控制的研究和开发工作，主持和参与国家自然科学基金、863计划、重点研发计划、科技支撑计划、油气重大专项、国际科技合作及煤炭企业在内的项目40余项。研究成果获国家技术发明二等奖1项，国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖11项；发表论文80余篇（SCI/EI收录40余篇），授权发明专利30余件，编写国家及行业标准14项。

研究方向

巷道围岩控制

主要成果

一直从事煤矿巷道围岩控制的研究和开发工作，取得多项研究成果。发明了煤矿井下地质力学原位快速测试方法及装备，获得了大量实测数据，为矿井设计及巷道支护提供了基础参数；开发出煤矿巷道高预应力锚杆支护成套技术；开发了小孔径定向水力压裂坚硬顶板控制技术与装备；提出了深部冲击地压巷道“支护-卸压-防护”协同防控原理及技术，开发出高冲击韧性的锚杆(索)支护材料及构件，发明了锚杆动静载力学性能综合测试系统，提出冲击地压巷道锚杆支护原则及材料选择原则，集成了煤矿巷道抗冲击预应力支护成套技术体系。

吴拥政，付玉凯，褚晓威，等． 锚杆托板与缓冲垫层组合结构静、动载力学性能试验研究[J]． 煤炭学报，2022，47（2）:662-671．