矿用缓冲吸能装置的优化与实验

摘要：

为解决巷道液压支架让位吸能缓冲效果差的问题,通过结构分析以及相似计算的方法对缓冲装置进行了结构上的优化,将原有结构的卡销式改为卡箍式,降低了弹簧卡销部分占比空间,提高了液压立柱底座空间利用率.将单一刚体提供的支撑力改为内部填充泡沫材料作为吸能材料与刚体相结合来提供支撑力,分析了优化前后两装置的吸能效果,并且进行了3组实验来验证优化前后两装置载荷随位移变化的情况.理论分析表明:装置卡箍打开过程吸能量比原装置增加了3.9％;填充泡沫材料之后,吸能量增加了33.3％;总吸能量提高了22.6％,通过数据分析可见吸能效果与缓冲性能得到了明显地提高.研究分析表明:优化后装置初撑力明显增大,达到初撑力位移基本处于0.5 cm处,且波动稳定更加满足工程需要;卡箍打开过程吸能量增加了4.3％;泡沫材料吸能量增加了30.5％;总吸能量增加了21.2％;平稳阶段载荷波动系数下降9.3％;缓冲效果冲量提高21.6％;最大载荷波动值下降一半以上.优化之后缓冲装置所受冲击载荷大部分可作用于吸能材料,并且吸能材料可以方便地取出更换.相对于原装置提高了装置的使用寿命.吸能缓冲装置与填充材料组成的刚-柔耦合支护体系可有效增强立柱抗冲击能力,在一定程度上降低冲击地压事故造成的各种损失.

关键词：结构优化、缓冲吸能、泡沫材料、冲击地压、巷道支护

所属期刊栏目：45

分类号：TD324;TD35(矿山压力与支护)

资助基金：辽宁省教育厅重点攻关资助项目;国家自然科学基金面上资助项目

在线出版日期：2020-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3325-3332