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1救生艙殼體結構

當井下發生瓦斯爆炸等突發情況時，無法及時安全升井的井下人員，可以在救生艙內堅持若干小時，等待外部救援。救生艙殼體由過渡艙、生存艙和隔離艙門組成。為了便于下井安裝，救生艙殼體帶多個法蘭，并通過螺栓連接而成，其中過渡艙作為人員進出的通道；生存艙作為避災人員躲災休息的場所，可抵御外部瓦斯爆炸帶來的沖擊波；隔離艙門將過渡艙與生存艙隔開以免進人時有害氣體進入生存艙。

2礦用救生艙殼體建模及有限元分析

2．1救生艙殼體的幾何模型

目前救生艙殼體結構有2種：①頂面為圓弧形，底面為矩形；②頂面和底面均為矩形。其中頂面和底面均為矩形的救生艙殼體結構具有較強抗爆能力，所以本文針對此進行研究。根據殼體各部分結構對有限元分析結果的影響程度差異，本文對救生艙殼體結構的三維幾何模型進行了一定簡化，救生艙整體結構依據殼體實際尺寸進行建模，細小部件合理簡化，保留主體結構特征。建立的救生艙殼體幾何模型。

2．2救生艙殼體的有限元模型

救生艙殼體和其他主要零部件材料分別為Q345和Q235，進行數值模擬時采用彈塑性材料模型。

3方形救生艙殼體模型優化

當方形救生艙殼體前、后側都受到瓦斯爆炸沖擊波作用時，艙門和觀察窗都會受到不同程度的變形和破壞，此時逃生人員要想從艙內逃出就很困難，因此當艙門和觀察窗都失效時，設置逃生窗是必須的。位于艙壁上的逃生窗為防爆密閉窗，它要求能夠承受高溫、高壓和耐沖擊，同時要求具有很高的阻燃性能，因此其鋼板要厚，要有巖棉隔熱，且要求在艙里和艙外均可開啟和關閉。

4結語

本文在對救生艙殼體結構的組成及有限元數值模擬分析方法研究的基礎上，建立了符合我國煤礦瓦斯爆炸實際情況的救生艙殼體抗爆沖擊性能數值模擬計算分析方案，包括救生艙殼體幾何模型、材料模型、單元類型、載荷大小及施加方式等，利用有限元ANSYS軟件對方形殼體結構進行數值模擬計算及分析，并對其進行優化及模擬計算，為高抗爆性能和低成本的救生艙艙體研發提供了一定的理論依據。

作者:郭佩宏焦國太韓晶鄭超單位:中北大學