自适应巷道吸能液压支架防冲原理与工程应用

摘要

为了提高深部冲击地压巷道支护强度和稳定性，增强巷道防冲液压支架的支护和抗冲击性能.基于围岩-支架互馈机制，提出涵盖力学性能自适应、空间结构自适应与冲击历程自适应的自适应支护设计思想，确立“封闭框架+围岩协同承载+冲击载荷适配”的自适应巷道吸能液压支架设计一般原则，并依此研发出自适应巷道吸能液压支架.采用离散化方法建立了巷道围岩压力载荷模型，结合数值模拟对自适应巷道吸能液压支架力学特性进行了分析，并进行了井下应用试验.结果表明：该自适应巷道吸能液压支架可通过封闭框架被动位姿变换优化围岩压力载荷分布，降低侧帮中部围岩载荷压力，提升整体支护能力；借助吸能防冲构件和位姿变换功能，该支架可吸收冲击能量并具备调整位姿适配冲击工况的功能；标准等腰梯形位姿适用于抵抗高速度、低能量冲击地压；顶底凸起位姿适用于抵抗低速度、大能量冲击地压.

关键词

冲击地压 / 自适应 / 防冲支架 / 围岩协同承载 / 冲击载荷适配