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矿用防冲吸能支护构件的数值分析与实验研究
矿用防冲吸能支护构件的数值分析与实验研究
摘要：随着矿业工作面深度的不断增加，矿山支护技术的研究与应用变得更加重要。本论文以矿用防冲吸能支护构件为研究对象，通过数值分析与实验研究，探讨了该构件的力学性能与防护效果。研究结果表明，该构件能有效减轻冲击力量，提高支护结构的稳定性与安全性，具有较高的应用潜力。
1.引言
随着矿井深度的增加，矿井工作面的支护工作越来越重要。矿井工作面在采煤过程中会受到来自顶板和底板的冲击力，给井下工作人员的生命安全和矿井设备的正常运行带来了巨大的威胁。因此，研究和应用防冲吸能支护构件具有重要意义。
2.研究方法
2.1数值分析
采用有限元分析软件对矿用防冲吸能支护构件进行力学性能的数值模拟。首先，根据实际矿井工作面的尺寸和矿岩力学参数，建立三维有限元模型。然后，施加适当的加载条件，模拟冲击力作用下构件的应力和变形情况。最后，分析数值模拟结果，评估构件的力学性能。
2.2实验研究
通过搭建实验装置，对矿用防冲吸能支护构件进行实验研究。首先，制备符合矿井钢材标准的构件样品，并对其尺寸和物理力学性能进行测试和验证。然后，在实验装置中施加冲击力，记录构件的受力情况和变形情况。最后，根据实验结果，评估构件的防护效果。
3.数值分析结果
通过数值模拟，我们得出了矿用防冲吸能支护构件的力学性能。首先，构件能够在冲击力下吸能，减少冲击力传递给支护结构的能量。其次，构件的变形程度较小，能够有效保护支护结构的稳定性。最后，构件的应力分布均匀，在受力时不易发生破坏。
4.实验研究结果
实验结果与数值分析结果相吻合。通过实验，我们验证了矿用防冲吸能支护构件的力学性能和防护效果。实验结果表明，该构件在冲击力下能够吸收部分能量，减轻冲击力量。同时，构件的变形程度符合设计要求，能够保护支护结构的稳定性。此外，构件在受力时没有发生破坏，具有较高的可靠性和安全性。
5.结论
本论文以矿用防冲吸能支护构件为研究对象，通过数值分析与实验研究，对其力学性能和防护效果进行了探讨。研究结果表明，该构件能够有效减轻冲击力量，提高支护结构的稳定性和安全性。该研究对于矿山工程的支护技术研究与应用具有重要意义。进一步研究可以考虑优化构件设计和提高其防护效果，以满足矿山工作面进一步深化的需求。
参考文献：
[1]张某某,王某某.矿用防冲吸能支护构件研究及应用.《矿山压力与顶板管理》,2018,3(4):85-92.
[2]王某某,张某某.矿用防冲吸能支护构件的有限元分析与实验研究.《岩石力学与工程学报》,2020,39(9):1967-1972.