针对煤矿快速掘进系统设计了一种液压自移式临时支架,扩大了临时支架的最大支护面积。通过岩土分析软件FLAC 3D构建掘进巷道模型,基于ANSYS对临时支架支护性能进行数值仿真分析,发现临时支护支架在巷道载荷的作用下,竖直方向最大位移为6.6 mm,最大应力为96.9 MPa,小于材料的许用应力值。将巷道与临时支架相互作用载荷作为液压系统负载,基于AMESim对临时支架进行液压特性研究。仿真结果表明,临时支架左右两侧液压立柱的位移和流量变化趋于一致,满足液压立柱同步支撑的要求。系统性研究了支护性能与液压特性,验证了该临时支架应用在快速掘进工作中的可行性与先进性。

为进一步提高综掘工作面临时支护效果,设计了一种刚柔耦合临时支架,分析了无支护巷道受力情况,构建了模拟动力扰动下临时支架系统的仿真模型,求解了系统运动学微分方程。结果表明:无支护情况下,巷道开挖后,底板最大位移约7.65 mm,顶板下沉约9.20 mm,且持续增大;有支护情况下,支架在扰动力作用下,无阻尼支架纵梁速度与加速度峰值分别为0.32 m/s、3.45 m/s^(2),有阻尼的纵梁速度与加速度峰值分别为0.038 m/s、0.25 m/s^(2)。无阻尼支架梁下质量速度与加速度峰值分别为0.75 m/s、18.0 m/s^(2),有阻尼的梁下速度与加速度峰值分别为0.38 m/s、6.5 m/s^(2),有弹簧阻尼的支架吸振效果、支护效果更好。