为提高冲击地压矿井支护立柱防冲性能,设计缓冲吸能装置与3种填充材料,采用理论分析和试验研究方法,研究装置及3种填充材料吸能防冲特性,结果表明:缓冲吸能装置可实现柱径100 mm时初承力为90 k N的预期目标;3种填充材料均有良好的缓冲和吸能作用,钢板和钢管夹芯材料的各项性能指标均优于泡沫材料,且总吸能多、载荷波动系数小,缓冲作用时间长;2种夹芯材料的载荷峰值都高于泡沫材料,分别提高了5 k N和3 k N;钢管夹芯材料的总吸收能量比泡沫材料和钢板夹芯材料的强度分别高出33.7%和9.1%,而比吸能比其他2种填充材料的对应指标分别提高了9.6%和7.3%;2种夹芯材料的峰值载荷、平均压溃载荷、载荷波动系数接近,钢管夹芯材料的总吸收能量和比吸能都高于钢板夹芯材料,而钢板夹芯材料比钢管夹芯材料的卸载能力强。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。

国家重点研发计划项目(2017YFC0804208)；国家自然科学基金面上项目(51174107,51674133)；