采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (2): 317-327.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2021.0495

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巷道防冲支架吸能构件屈曲吸能可靠性研究

  

  1. 1.辽宁大学物理学院, 辽宁    沈阳    110036; 2.辽宁工程技术大学力学与工程学院, 辽宁    阜新    123000; 3.神华新疆能源有限责任公司, 新疆    乌鲁木齐    830027; 4.东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室, 辽宁    沈阳    110819
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2022-04-15
  • 通讯作者: 潘一山 E-maiI: yonghui20062009@126.com TeI: 13840482550
  • 作者简介:肖永惠( 1986— ) 男 辽宁省大连市人 博士 副教授 从事冲击地压防治方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金-辽宁联合基金重点项目( U1908222) ;国家自然科学基金项目( 52104087);辽宁省` 兴辽英才计划“ 项目

    ( XLYC1801010)


Buckling  energy  absorption  reliability  of energy  absorption component of roadway  rockburst preventing  support

  • Online:2021-03-15 Published:2022-04-15

摘要:

簿壁预折纹方筒是目前矿井下使用的吸能防冲液压支架的核心吸能构件,其屈曲让位吸能的可靠性对支架的防冲功能具有决定性作用。  为探究预折纹方筒实际应用时的可靠性,提出 4 个指标作为其评价依据,即屈曲临界力、让位阻力降、比吸能和菱形折纹变形数量,并通过室内试验和现场监测研究 1 :1 的预折纹方筒吸能构件的这 4 个指标。  室内试验得到:预折纹方筒轴向压缩下屈曲临界力达 2 617 kN,让位阻力降是峰值的 47%,比吸能达 26.1  kJ/kg,8 个菱形预折纹都能够正常折叠变形,4 个指标与数值模拟计算结果都非常相近;预折纹方筒受偏心压缩时屈曲临界力达 2 658 kN,未受偏心压缩影响,但局部的菱形预折纹出现失效和异常变形的情况,让位阻力降达到峰值的 60%,比吸能减少为 23.6 kJ/kg。  从 2 种试验结果的对比可见,偏心压缩对预折纹方筒屈曲让位吸能产生了明显影响,使其可靠性降低,因此提出设计一套刚性导向装置配合预折纹方筒的使用,以避免偏心压缩的情况出现。  现场试验阶段,将预折纹方筒与刚性导向装置组合安装于巷道防冲支架中,在发生的几次大能量巷道冲击事件中,预折纹方筒发挥了快速屈曲让位吸能的作用,累计吸能量达 136 kJ,证实了预折纹方筒可以达到较高的可靠性。  综上,预折纹方筒在保证轴向压缩下能够实现预期的屈曲让位吸能作用,具有良好的可靠性,可以满足巷道防冲支架的使用需求。


关键词: 冲击地压 , 防冲支架 , 吸能构件 , 预折纹方筒 , 屈曲吸能

中图分类号: