社会现实场景

煤矿冲击地压发生时，巷道围岩系统储存的弹性能瞬间释放，造成支护设备毁坏、采掘空间变形及人员伤亡等重大损失。O型棚支架、拱形门式液压支架等圆形巷道支护装备在防冲支护中应用较多，需要评价其在静载与冲击叠加条件下的承载和吸能能力。

真实问题

圆形巷道支护结构既要承担巷道一圈围岩向内的压力，又要在突发冲击时承受围岩向巷道内部的冲击作用，静动组合加载容易导致严重变形破坏或垮塌。现有试验设备难以模拟环形一周分布的向心静载、动载和复合冲击作用，制约了圆形支护装备防冲性能研究。

技术创新

环形向心静载冲击试验机在框架结构圆周上设置多个加载缸，实现向心加载，共12个点加载，单点最大静载100kN，冲击载荷100kN。12个冲击油缸可自由选择静载、冲击和复合加载，可实现对试件的环形向心对称和非对称加载试验。系统由PLC控制加载，计算机输入，数据由PLC及高速采集卡采集并记录，可为巷道圆形支护结构防冲性能评价提供试验手段。

图1 环形向心冲击试验机