乳化液泵站作为煤矿综采工作面液压支架的动力源,对整个工作面液压系统起到至关重要的作用。近年来随着煤矿开采技术的进步,综采工作面的自动化和智能化程度越来越高,同时随着国内大采高和超大采高工作面开采技术的成熟,工作面的用液量需求也越来越大,大流量、全变频恒压供液是行业发展趋势,也更适应智能化综采工作面的供液需求。卸荷阀作为乳化液泵站中的核心元件之一,在压力自适应调节、流量快速匹配以及系统节能高效等方面起着重要作用。但同时,井下工作面高压大流量的恶劣工况也为卸荷阀带来了液压冲击大、动态性能差以及气蚀破坏严重等一系列问题。基于大采高工作面不断发展的供液需求,本文研究设计了一种以高水基乳化液为介质的高压大流量电磁卸荷阀。本文在国家自然科学联合基金项目“井下高压大流量高水基数字阀及其控制方法研究”（U1910212）的资助下,以高压大流量高水基电磁卸荷阀为研究对象,对卸荷阀进行了方案结构设计、数学模型建立、动态性能仿真以及气蚀优化分析工作,主要包括以下内容:首先以目前大采高工作面高压大流量的供液需求为背景,研究分析了国内外卸荷阀在相似背景下的发展现状,明确卸荷阀的性能参数指标以及实际工作中存在的问题。由卸荷阀工作原理入手对其进行结构方案设计及主要参数计算。第二,建立卸荷阀数学模型,并分别在电磁控制模式与机械控制模式下对其进行动静态理论推导,分析影响卸荷阀动态性能的重要参数。同时对承受高压的主阀套进行了静力学仿真校核,对主阀芯与主阀座进行了碰撞力学仿真校核。第三,应用AMESim软件对卸荷阀分别建立了电磁控制模型与机械控制模型,通过仿真得到两种控制模式下卸荷系统的动态特性曲线,并对其中主要结构参数进行了批处理仿真与分析。结果表明:主阀与导阀的一些设计参数对卸荷系统工作面的压力波动、卸荷频率以及阀出口的流量超调、卸荷压力存在着一定影响。最后,在保证卸荷阀设计要求及性能的情况下,结合遗传算法对相关参数进行优化,得到主阀与导阀不同参数优化组合。最后,建立卸荷阀三维模型,利用Fluent仿真软件提取流道并进行流体仿真计算。结合不同阀口开度下的速度云图、压力云图以及气相分布云图分析气蚀破坏产生的原因,再结合分析结果对阀进行单因素多水平优化仿真与分析。最后通过正交试验进行多因素优化仿真,得出电磁卸荷阀的最佳抗气蚀结构设计方案。