四柱支撑掩护式支架空间承载特性研究

针对基于平面力系建立的承载区理论未能反映四柱支撑掩护式支架顶梁全范围的承载特性问题,提出采用承载体理论分析四柱式支架顶梁全范围的空间承载特性。通过构建四柱式支架顶梁分离体空间力学模型,得到空间力系表达式并推导出承载曲面解析式;根据曲面判定原则进行取舍得到支架处于最大支撑高度时的承载体即极限承载体,其外形与“三角曲面锥”体类似,呈现四周低、中心高的特点。对四柱式支架极限承载体做垂直及水平切面得到纵、横向承载区以及承载力等值面,分析得到纵向承载区在顶梁纵向中部的支架合力以及面积最大,并沿两侧衰减,与平面承载区理论研究结果相同;横向承载区以极限承载点m0为界差异显著,承载区面积在m0处最大,并向前后两侧减小;承载力等值面呈三角形分布,承载力越大三角形越小。提出了量化支架承载能力的体积计算法;分析了极限承载体体积的关键影响因素为支架单立柱工作阻力和立柱定位尺寸,结果表明:单立柱工作阻力异常下降会影响支架的额定工作阻力,减小承载容量,影响支架的整体承载性能,削弱支架对顶板的适应能力;适当增大立柱间距能够增加支架的承载容量,扩大支架的有效支护面积,增强支架对顶板载荷变动的适应性,提高控顶效果,而支架的整体支撑效率并不改变。

支撑掩护式液压支架在非对称载荷下的受力分析

本文在支撑掩护式(或掩护式)支架受偏心载荷作用时,对其掩护梁和前、后连杆受扭、弯、拉压等复合载荷作用模型加以综合分析,找出了掩护梁及前、后连杆的变形协调条件;研究了掩护梁和前、后连杆上的扭矩分配方式,推出了相应的计算公式;并经实例计算,其结果符合支架实际载荷分配情况。最后还对现有的几种类似计算方法进行了简要讨论。

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。

基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法

针对目前液压支架直线度测量方法存在测量维度低、误差较大、易受粉尘影响等问题,提出了一种基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法。该方法主要用于支撑掩护式支架,在架间行走机器人上布置传感器,用于直接测量液压支架底座的横向偏移、纵向偏移、横向斜角和纵向倾角等多维位置偏移信息,从而通过支架位置偏移量表征液压支架的直线度信息。试验结果表明,相邻两架偏移误差值在0.2cm以内,相邻两架角度误差在10′以内;当模型增加到100架支架,依据常规液压支架1.5m的中心距计算,在工作面长度为150m时,预计会产生位置偏移累计误差10cm,角度累计误差8°20′,对于长度不超过150m的短距离综采工作面,这个累计误差在可接受的范围内,可满足液压支架直线度的测量需求。相比于传统的一维测量信息,该方法通过4维位置偏移信息可为液压支架群的控制提供参考。

大工阻支撑掩护式液压支架设计

阐述设计大工阻支撑掩护式液压支架的必要性，结合现有技术，设计出了工作阻力为10000kN，采高为2600—4800mm的大工阻支撑掩护式液压支架。

液压支架设计现状及发展趋势

本文简要介绍了我国液压支架在近十年来的迅速发展情况和计算机在液压支架设计中的应用。本文针对我国中厚煤层、特厚煤层储存丰富的特点,着重阐述了中厚采高支架、大采高支架、铺底网支架和放顶煤支架的性能和结构特点,并提出了电液控支架有着广阔的发展前景。

ZZ6000/17/32型支撑掩护式液压支架设计

根据晋城长平公司王台铺煤矿的煤层赋存情况以及与煤层相关的围岩条件进行支架的选型计算,并针对15号煤层工作面顶板坚硬稳定、底板极软的地质特点,确定液压支架的具体结构,设计ZZ6000/17/32型支撑掩护式液压支架。

支撑掩护式液压支架与覆岩作用力分析

根据砌体梁学说,确定了综采工作面液压支架工作阻力,论述了支撑掩护式液压支架与覆岩作用关系,并对支架在覆岩作用下立柱受力情况进行力学分析。结合实际使用情况,提出了提高支撑掩护式液压支架对顶板适应性的措施。

ZZ4800/18/38型液压支架的设计

根据响水煤矿的煤层赋存情况及围岩条件,开发了ZZ4800/18/38型支撑掩护式液压支架。从使用效果看,支架选型恰当,结构设计合理。