液壓支架在綜掘面的研制

（山東圓友重工科技有限公司，山東 濰坊 261100）

液壓支架在綜掘面的研制

周 林 劉百歲

（山東圓友重工科技有限公司，山東 濰坊 261100）

綜掘面支護工作的及時性與支護設備的配套協調關系是發展綜掘、提高綜掘效率的關鍵。綜掘工作面液壓支架的研制就是立足于改變掘進機停機加固空頂區工序，取代傳統的人工前探支護方式，實現連續掘進作業。本文全面闡述了綜掘液壓支架的設計特點、技術特性以及綜掘液壓支架穩定性的數值模擬研究，該型液壓支架的成功研制為井下綜掘巷道的掘進工作實現綜掘機-液壓支架自動化“雙機”配套提供了新視野。

綜掘工作面；綜掘液壓支架；數值模擬

1 綜掘支架設計特點

綜掘工作面液壓支架專門用于綜掘工作面巷道掘進的迎頭支護，為綜掘工作面軌道順槽錨網索安全支護創造安全的作業空間與作業時間。由于綜掘工作面的掘進速度快、斷面較大等，綜掘液壓支架在支護強度、配套性等方面的設計研制不同于綜采工作面普通液壓支架。

（1） 合理的支護強度。綜掘液壓支架作為綜掘工作面迎頭支護的臨時設備，為保證維護掘進巷道頂板的實時性、完整性，支架再設計過程中要滿足合理的初始支撐力。通過實驗模擬研究發現，綜掘工作面液壓支架的支護強度應在0.75-0.87MPa才能夠滿足掘進工作的需要；

（2） 支架采用四柱支撐掩護式設計結構。與綜掘工作面轉載機配套使用并通過新型液壓推移千斤頂協調統一作業；

（3） 綜掘液壓支架主要由主液壓支架和副液壓支架，主液壓支架上設有臨時支護裝置和收煤裝置，主液壓支架和副液壓支架都包括兩根頂梁，每根頂梁上固定有兩個橫梁架，兩個頂梁對應的橫梁架之間連接有頂梁推移千斤頂等；

（4） 該型液壓支架可以實現配合工作的臨時支護裝置和收煤裝置的組合式功能，實現了工作面臨時支護的機械化作業，實現了工作面4米以內落煤回收的機械化作業。

2 綜掘支架參數

綜掘液壓支架的設計檢驗按有關標準執行，其設計標準參數如表1所示。

3 數值模擬分析

為保證此綜掘液壓支架研制結構合理、穩定可靠，故進行其數值模擬分析,在項目實驗研究中，對頂梁兩端集中載荷底座兩端集中載荷（測試載荷8840kN）這一工況結果進行分析，生成相應的應力云圖、位移云圖，如圖1～圖4所示。

通過以上分析可以看出：頂梁兩端集中載荷底座兩端集中載荷情況下，應力分布與實際受力情況相符。用應力探測器探測頂梁和底座主要受載部位應力在允許的范圍之內，由圖示可以看出最大應力出現在加載塊附近，這是由于實驗加載引起的應力集中，并且遠離主要受載區，忽略此特殊情況，因此論文研究表明，在一般工況條件下綜掘液壓支架是安全可靠的。

表1 綜掘液壓支架參數

圖1 支架整架數值模擬位移云圖

圖2 支架頂梁數值模擬云圖

圖3 支架承載力數值模擬云圖

圖4 支架底座應力分布數值模擬云圖

結語

本文所闡述的綜掘液壓支架在以往的普通掘進工作面液壓支架的基礎上，緊密結合綜掘工作面的特點更新設計而成。其顯著減少了臨時支護的時間，提高了掘進效率，增加了錨護工作的安全性；結構巧妙、布局合理、全液壓控制、操縱平穩、展開迅速、有利于對機器實現自我保護。

[1]王國法，徐亞軍．液壓支架三維建模及其運動仿真[J]．煤炭科學技術,2003（05）．

[2]趙衡山．國內液壓支架實驗規范淺析[J]．煤炭科學技術,1997（03）．

[3]王國法．液壓支架技術[M]．北京：煤炭工業出版社,1999．

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