两柱掩护式放顶煤液压支架架体结构仿真研究

基于数值计算软件MATLAB对两柱掩护式放顶煤液压支架架体结构进行仿真分析,进而提出液压支架四连杆机构参数化设计。具体仿真分析中先采用快速图解方法获取确定掩护梁和前连杆长度,并由此实施仿真分析,并结合机械加工中所考虑的测量精度以及加工精度等问题,对液压支架四连杆机构参数进行合理优化调整,最后将优化后的参数化设计应用于工程实践,确认设计具有一定可行性。

两柱掩护式液压支架空间承载特性研究

针对两柱掩护式支架基于平面力系的承载区适应性单一,难以反映顶梁纵向对称面以外区域承载特性的问题,提出采用"承载体"分析支架的承载特性。运用空间力学解析法,以顶梁为研究对象推导"承载体"外表曲面解析式并分析承载面重叠时的选取原则;对"承载体"进行纵向和横向切面,得到支架纵、横两向承载特性;分析承载体的体积与支架参数之间的关系,并与已有的计算结果进行对比。结果表明:承载面的选取应遵循各液压构件承载力最小值的原则,并要满足立柱承载力在顶梁承载范围内为正值;"承载体"随支架高度而变化,并与支架高度存在一一对应关系;纵向承载区的2个极值点及面积都在支架纵向对称面处取得最大值并向两侧立柱双向衰减,横向承载区按照分布特征可分为3种类型;增大立柱上铰点到顶梁末端距离、立柱间距、平衡千斤顶的工作阻力及与水平夹角均能增大承载体的体积;"承载体"纵向对称面处的承载区分布特征以及支架参数对承载能力的影响都与已有计算结果吻合,因此"承载体"能够反映支架顶梁任意区域的承载特性,"承载体"的体积可以作为支架参数优化的标准。

两柱掩护式放顶煤液压支架力学性能分析

浅埋深煤层基岩比较薄、松散层较厚,工作面易出现台阶下沉等状况,矿压展现剧烈,应用于浅埋深煤层工作面的两柱掩护式放顶煤液压支架易出现工作阻力不足,对顶板的支护效果不好,从而造成生产安全问题。针对以上问题,采用空间力学分析及结构有限元分析,对适用于浅埋深煤层的ZFY12000/25/42D型两柱掩护式放顶煤液压支架在顶梁受偏心载荷且底座两端受载、顶梁受扭转载荷且底座两端受载、顶梁受偏心载荷且底座受扭转载荷3种最危险工况下的受力状态进行了分析。分析结果表明:在不同工况下,支架各结构件的应力大小均会有所不同,分布状况也不尽相同,从支架整体应力分布来看,受顶板、立柱和底板的相互作用,顶梁和底座将承受较大的应力,而前后连杆、掩护梁作为连接过渡部件,所承受的应力明显较小;顶梁受扭转载荷且底座两端受载工况下支架承受应力最大,为712.69MPa;支架位移变形趋势基本相同,均是从顶梁到底座变形量逐渐减小,整体变形状况良好。在保证结构可靠性的前提下,在应力集中部位选用高强度板材或者提高材料厚度,可改善支架应力分布状况,增强支架控顶能力,从而确保支架工作的可靠性和稳定性。

谈两柱掩护式液压支架与四柱支撑掩护式支架的性能比

上世纪90年代以来,两柱掩护式液压支架技术成为国内外支护技术的发展趋势。不但德国在大力发展两柱掩护式液压支架,而且美国的长壁工作面已全部采用两柱掩护式液压支架,澳大利亚、南非等一些传统上主要采用四柱式支架的国家也已全部改用两柱掩护式液压支架。我国神东、河曲鲁能、晋城、兖州、淮南等一些新建大型现代化高产高效矿井,也全部采用两柱掩护式液压支架。传统观念认为。

两柱掩护式液压支架中平衡千斤顶的应用与保护

通过对两柱掩护式液压支架平衡千斤顶作用及失效原因的分析,总结了国内外近年来比较先进的平衡千斤顶保护措施,指出了在两柱掩护式液压支架的设计过程中,同时采取一种或几种平衡千斤顶保护措施将是未来的发展趋势。

两柱掩护式液压支架技术现状及发展趋势

分析了国内外两柱掩护式液压支架的发展历程、研制及应用现状,并将国内外6 m以上的两柱式液压支架参数进行了对比,展望了该项技术的发展趋势。

两柱掩护式液压支架顶梁平衡限位装置的分析

分析了两柱掩护式液压支架的特点和平衡千斤顶的作用,探讨了平衡千斤顶损坏的原因,剖析了以往国内外平衡千斤顶的保护形式及局限性,以此为基础,在顶梁及掩护梁间设计了一种新型限位装置。实践应用表明,该装置结构设计简单,安全有效。

两柱掩护式放顶煤液压支架力学性能分析

针对浅层煤层的基础薄、层松、厚、工作间隙大、易于下陷等特点,采用空间力学分析和有限元分析方法,对ZFY12000/25/42D双层柱水力保护煤顶洞穴进行了研究,将两个用于上部煤洞的水力保护柱为研究对象,运用ANSYS Workbench对液压支架进行机械仿真分析。通过比较不同的模拟结果可以看出,支撑架的位移和应力趋势相同。

两柱掩护式液压支架承载区间划分

为研究支架所能承受的外载荷沿顶梁长度方向如何分布的问题,基于平面杆系建立了两柱掩护式液压支架的承载力学模型,推导出支架承载区间划分的解析表达式及边界条件,重新定义了支架承载区间,定量分析了不同摩擦因数和支架高度对支架承载区间的影响,通过试验验证了支架无承载能力区段的存在性。结果表明:支架所能承受的外载荷并不是完全覆盖顶梁长度,而是存在一段无承载能力区段;支架结构参数一旦确定,无承载能力区的位置取决于支架高度和摩擦因数,摩擦因数越大,支架承载区间越大,摩擦因数取负时,承载区间最小。

两柱式和四柱式放顶煤支架在急倾斜煤层中适用性研究

为了研究四柱支撑掩护式和两柱掩护式低位放顶煤液压支架在急倾斜煤层中的适用性,基于靖远宝积山煤矿在急倾斜煤层中实际使用的四柱支撑掩护式液压支架和两柱掩护式放顶煤液压支架的支柱工作阻力与实际应用效果观测,分析了四柱支撑掩护式液压支架前后柱受力不均衡的原因和影响支架端面控顶效果因素。分析结果表明:与四柱支撑掩护式相比,两柱掩护式综放液压支架左右立柱受力均衡,初撑力利用效率高,支柱可以提高较大的水平阻力,端面控顶效果好,在急倾斜工作面中适用性更强。

两柱掩护式电液控制支架在“两硬”条件下的应用

针对侏罗纪煤层处于坚硬整体性顶板和坚硬煤层的"两硬"开采条件的特点,通过两柱掩护式支架与四柱支撑掩护式支架的比较,介绍了电液控制技术在液压支架上的应用前景,论述了两柱掩护式电液控制支架的实用性及优越性,得出在"两硬"条件下中厚以上煤层中应推广使用两柱掩护式支架,并根据发展逐步实现支架的电液控制的结论。

两柱大采高强力放顶煤支架的特点与创新发展

介绍了放顶煤液压支架的现状和发展趋势,通过与四柱放顶煤液压支架进行对比分析,认为两柱式放顶煤液压支架前端支顶力大,控制煤壁片帮和架前冒顶能力强;顶梁位态调整幅度大,适应外载变化和自身调节能力强;易于实现自动化控制;同等宽度支架可达到的工作阻力低。阐述了两柱放顶煤支架近几年创新发展的新成果:提高两柱式放顶煤液压支架的极限工作阻力;开发自动化放煤系统;提升钢板性能,降低液压支架质量;认为两柱式大采高强力放顶煤支架将成为大采高自动化综放工作面的首选架型。

较薄煤层掩护式电液控制液压支架在济二矿的应用

较薄煤层掩护式电液控制液压支架高产高效成套装备,在济宁二号煤矿的9305工作面投生产和试验,创出了薄与较薄煤层综合机械化开采的新水平,通过矿压观测和分析,该掩护式电液控制液压支架能够适应较薄煤层顶板压力,满足对顶板的支护要求,弥补了一般掩护式支架的缺点,具有设计合理、工作阻力高、安全、适应性和操作方便,具有较高的自动控制等优点。

放顶煤液压支架承载特性及其适应性分析

通过对两柱、四柱式放顶煤液压支架支架结构特征分析,研究了不同工作阻力两柱式放顶煤液压支架、相同工作阻力两柱和四柱式放顶煤液压支架承载特性和其影响因素,并对液压支架适应性进行分析。研究结果表明:液压支架的结构特性决定其承载特性,两柱式放顶煤液压支架平衡千斤顶机构决定其有效承载范围在顶梁柱窝附近,增大立柱和平衡千斤顶的工作阻力能增大其承载能力,但通过增大平衡千斤顶工作阻力改变支架承载能力有限;四柱式放顶煤液压支架两排立柱与顶梁铰接位置决定其有效承载范围与立柱排距相当,增大前柱工作阻力降低后柱工作阻力能提高支架顶梁前段支撑能力,使支架有效承载范围前移;液压支架承载特性决定其适应性。平衡千斤顶能适时调节两柱式放顶煤液压支架顶梁上顶板荷载作用的位置,使其能适应一般综放工作面,但特厚煤层大采高综放工作面顶板荷载受顶煤放出影响作用位置多变,易导致平衡千斤顶损坏,四柱式支架有效承载范围较宽,使其能适应特厚煤层大采高综放工作面。

薄煤层炮采液压支架的技术特点及其应用

阐述了北宿煤矿薄煤层地质特点,确定了两柱掩护式液压支架的技术参数,介绍了该支架的结构、支护方式和应用效果。

一种用于煤矿液压支架平衡千斤顶装置的双控液压锁的设计

在两柱掩护式液压支架的组成构件当中,平衡千斤顶占据了非常重要的位置。平衡千斤顶是用来连接支架顶梁和掩护梁的,其主要目的是为了增强液压支架在工作过程中的支撑能力。目前,在液压支架升柱过程中,大多还是依靠操作人员的手动操控经验来控制平衡千斤顶的伸缩以调整支架顶梁与顶板的接触情况。论文介绍了一种改变煤矿液压支架平衡千斤顶操控方式的双控液压锁,能满足煤矿液压支架的立柱在升柱过程中与平衡千斤顶的自动协调控制的需要。

开采15#煤层采用高可靠性液压支架的探讨

为综合利用井下煤炭资源,晋煤集团着力15#煤与3#煤配采,而15#煤的开采与3#煤有很大不同,特别是在工作面的布置和液压支架的选型方面要求更高。通过对比分析支撑掩护式支架和掩护式液压支架主要优缺点,提出了适合15#煤层开采的高可靠性两柱掩护式高端液压支架的设计方案,为工作面设计和液压支架选型提供了可行的技术参考,值得在今后15#煤开采中推广应用。

近距离上层采空区下综采液压支架架型及工作阻力的确定

按照平面应力状态,运用弹塑性理论确定2-1、2-2煤层属于极近距离煤层,2-1煤层开采影响必将导致2-2煤层顶板产生大变形甚至破坏,极易离层、冒顶、漏顶,因此选择两柱掩护式液压支架并设计合理支架结构形式,增强顶梁前端支护力,提高支架对破碎不稳定顶板的适应性。上层留设煤柱在底板中形成应力集中区,通过理论计算确定液压支架的工作阻力,并通过FLAC3D数值模拟,得到液压支架不同工作阻力与顶板下沉量的"F-ΔL"曲线。

整体下井运输受限条件两柱掩护式液压支架设计

针对景福煤矿具体情况,研制了ZY6800/24/50D型电液控液压支架,重点介绍了通过优化支架四连杆机构,合理选择顶梁形式及其长度,增大铰接前梁前端支顶力和护帮板挑起力矩,结构件减重设计等措施,缩短了支架最小运输长度,减轻了支架重量,使支架不仅能满足整体下井矿井提升要求,还能适应坚硬顶板条件下煤层的开采。

试谈薄煤层炮采工作面液压支架技术特点及其应用

简述了黑龙江省哈达港煤矿薄煤层地质特点，确定了两柱掩护式液压支架的技术参数，介绍了该液压支架的结构、支护方式和应用效果。