多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭抗爆缓冲性能研究
何斌斌1
崔益源1
李坤1
楚一帆1
吴兵2
雷柏伟2
朱勋忍3
1.矿冶科技集团有限公司,北京 100160;国家金属矿绿色开采国际联合研究中心,北京 1026282.中国矿业大学(北京),北京 1000833.云南博泽矿山工程有限公司,云南 昆明 650220
摘要：针对现存火区囊式密闭存在的抗爆性能差和密闭效果不佳的问题,综合考虑囊式密闭主流专利的优缺点及潜在的技术问题,设计了 1 种多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭的方法,通过数值模拟研究(Ansys LS-DYNA)和现场试验验证,分别检验了联合密闭的抗爆缓冲性能和堵漏效果.结果表明:在爆炸冲击波作用下,气囊沿巷道方向产生轴向压缩位移,气囊的形变量从截面中心向外逐渐递减;桁架构筑物在压力的作用下产生的最大位移分布在顶部弧形结构弱支撑处,对应产生最大集中应力;在桁架构筑物中下部支撑密集的部位,应力集中分布在桁架栓接位置处,最大应力值为 625 MPa,低于材料的屈服应力,联合密闭可以抵挡超压 0.17 MPa的冲击波作用.对顶部弱支撑处和栓接点位产生的应力集中现象,提出了加密支撑和增加桁架长度以减少栓接点位的优化措施.联合密闭装置能适用 7～11 m2 不同形状的巷道断面,具有时效短、操作简便、适用性强的优点;密闭气囊地面充气至工作压力可在 20 min中内完成,静止 24 h后,气囊的压力均大于 110 kPa,保压效果良好.选择国家矿山应急救援开滦队模拟巷道进行了气囊密闭堵漏试验,试验结果表明,密闭气囊可与周圈巷道紧密贴合,无明显漏风通道,联合密闭效果良好且可以重复使用.
关键词：联合密闭气囊式密闭火区密闭充填密闭快速密闭抗爆缓冲
分类号：TD745+.23(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52374252)
论文发表日期：2025-08-20
在线出版日期：2025-08-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 109-115 )
英文信息