薄煤层液压支架研究与设计分析

总第215期2021年第3期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTT o ta l 215N o.3,2021D01:10.16525/l4-1134/th.2021.03.027薄煤层充填工作面液压支架选型研究赵志红(山西兰花集团莒山煤矿有限公司，山西晋城048027)摘要：以莒山煤矿9号煤层为研究背景，对充填工作面液压支架进行了系统的研究，首先根据煤层实际情况 确定支架支护高度为支架结构形式为四柱支撑式，通过理论计算，确定支架支护强度为0.46 M Pa。

在此基础上设计了 Z C640(V11/19D型液压支架，并给出了主要技术参数和结构特征，最后介绍了支架的电液 控制系统，以期为后期支架设计与采购提供参考借鉴。

关键词：薄煤层充填工作面液压支架选型支护参数电液控制系统中图分类号:TH137 文献标识码:A引言液压支架作为一种维护工作面作业空间的结构 体，对综采工作面安全生产具有十分重要的意义[1-弋其工作阻力、结构型式、控制方式及与采煤机和刮板 机的配套情况对应用效果具有一定的影响近年来随着煤炭资源的逐渐减少，许多矿井开始尝试使 用充填开采，本文针对莒山矿9号煤层实际充填开 采地质条件，对工作面充填支架进行了研究。

1开采地质条件莒山矿9号煤层位于太原组第三段下部区域，煤层厚度为〇.95~1.62 m，平均厚度为1.3 m,煤层顶 板为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，底板以泥岩为主，部 分区域为砂质泥岩，该煤层为矿井范围内稳定煤层，全区域可采。

2支架主要参数分析2.1支护髙度确定一般来说，支架支护高度与所采煤层息息相关，支护高度范围应可以覆盖煤层高度范围，即最大支 护高度应大于煤层最大高度0.2 m以上，且最小支 护高度应低于煤层最小厚度0.2 m以上。

9号煤层最大高度为1.6m,为保证9号煤层全 部开采及支架与采煤机的空间匹配关系，支架最大 高度不低于1.8 m，考虑后期支架设计情况，确定支 架最大高度为1.9 m。

煤矿液压支架结构设计与受力分析摘要我国能源以煤炭为主，其作为国民经济的重要产业，占有举足轻重的地位。

液压支架作为当前机械化采煤中应用的重要设备，是推动煤矿高效率、高产量生产的有效保障。

煤矿机械开采的施工建设由此诞生，其主要是采用专业的机械设备来实现对煤矿的高效率开采，进行煤矿液压结构的设计和受力分析等方面的考虑，有利于设备和能源供应体系的发展。

然而煤矿机械主要是煤矿开采企业给开采工作提供的器材，在实际生产中没有得到大范围利用。

本文对煤矿液压支架结构设计与受力分析展开探讨，以供参考。

关键词煤矿；液压支架结构；受力分析1 液压支架的工作原理液压支架的主要工作原理就是迎合液压板块和顶板之间的协调作用，在抵抗阻力的情况下实现负载效果，结合数据信息进行分析。

采用高压支架的设计来给液压支架提供更多的动力，通过动力装置来完成支架结构的构建，并结合液压支架的数据信息进行处理，在支架工作面的状态调整下进行对应的数据分析，不断改变工作面的设计，采用高压液态动力的方式来给液压支架提供更多的动力[1]。

另外，应不断完善整体机械设备的构造，在某些顶板结构中不能实现良好的支架防护，此时应当重视支架防护，防止顶板的下沉，并且结合有效的设计方式进行工作空间的控制，在顶板设计中维持良好的底部结构，对矿井结构数据进行调节，减少工作面和地质条件之间的差距，从整体上促进地质条件的稳定。

2 煤矿液压支架的结构如果煤矿液压支架按其组成部分，即其结构为其概念的话，那么我们可以这样说：煤矿液压支架是一种以液压为动力，由液压缸和液压阀等液压元件和其他金属构件组成的一种支护设备。

如果按照概念意义来说，液压支架是由以下几个部分组成[2]。

（1）承载构件：顶梁、掩护梁等。

顶梁与顶板直接接触，承受顶板上作业面岩石的压力；掩护梁，阻挡冒落的岩石进入工作面，并承受其压力，从而承受顶板水平推力的部件；底座与底板接触，传递并承受顶板压力。

（2）控制、操纵元件：操纵阀、隔离阀等各种油缸的控制阀。

薄煤掩护式液压支架毕业设计薄煤掩护式液压支架毕业设计摘要液压支架是采矿设备的重要组成部分，主要是有效的支撑和控制顶板，防止矸石窜入工作面和推移输送机，它与采煤机和输送机配套使用，实现落煤，运输支撑顶板综合机械化，有效的减轻了工作面的劳动强度，提高了劳动生产率，并且大幅减小了矿上事故的发生率。

本次毕业设计以“薄煤掩护式液压支架”作为设计课题，将先进的设计理念、先进的设计技术、先进的采煤工艺与冀中能源峰峰集团小屯矿的实际地质条件相结合应用于传统产品的设计中。

本设计说明书共分六章，通过对液压支架的使用现状、方案比较、参数设计及其使用、维修的设计，让我们学到的各科知识在实践中得以应用，为我们今后的设计得到锻炼。

关键词：液压支架薄煤液压支架矿山机械设备目录摘要------------------------------------------------------1 第1章概述------------------------------------------------1 1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展-------------------------------3 1.2 国外液压支架的发展趋势---------------------------------------4 1.3 小屯矿矿井概况----------------------------------------------7 第2章液压支架的方案制定---------------------------------9 2.1液压支架的设计依据--------------------------------------------9 2.2 总体方案的分析-----------------------------------------------12 第3章液压支架参数的确定------------------------------------15 3.1 液压支架已知数据---------------------------------------------15 3.2 液压支架整体参数的确定---------------------------------------16 3.3 液压支架部件基本参数的确定-----------------------------------17 第4章液压支架受力分析与较核-----------------------------------18 4.1 液压支架顶梁受力分析与较核-------------------------------------18 4.2 液压支架底座的受力分析与较核----------------------------------23 4.3千斤顶销轴的较核------------------------------------------------26 第5章液压支架的使用和维护--------------------------------------27 5.1液压支架的操作-------------------------------------------------27 5.2 液压支架使用注意事项------------------------------------------28 5.3 液压支架的维护、保养及故障处理-------------------------------30 5.4 常见故障及处理方法--------------------------------------------32 第6章结论---------------------------------------------------35 第一章概述1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展我国煤炭资源十分丰富，1985年全国累计探明煤炭总储量为7822亿t，其中厚煤层的储量占首位，接近总储量的一半，根据1988年我国统配煤矿统计，原煤产量按薄、中厚及厚煤层的比重分别为10.4%、43.97%及45.63%；若以可采储量统计，则分别为17.36%、37.84%、44.80%。

煤矿用液压支架的轻量化设计探讨近年来我国经济取得了稳定较快发展，随着国内煤炭资源需求的增大，对于煤矿的开采和勘探工作规模逐渐变大，同时在煤矿中利用液压支架的轻量化设计方法也变得尤为重要。

本文就煤矿中利用液压支架的轻量化设计技术展开讨论，主要涉及轻量化设计存在的问题以及发展方向两个方面。

标签：煤矿;液压支架;轻量化设计随着社会的不断进步，近年来我国在煤矿资源的开发利用上也有了较大的技术突破和设计研究，其中伴随着液压支架轻量化的设计使用，极大地促进了煤炭行业的产能升级、改造进程，适应了行业转型的需求;同时在一定程度上提高了煤炭资源开发的安全程度。

但在实际使用当中，液压支架轻量化的设计方案仍然面临着较大的问题，下面对于液压支架轻量化的设计问题和使用展开详细论述。

1 煤矿液压支架的轻量化设计问题分析据有关调查显示，我国大多数煤炭开采企业中都会采用液压支架轻量化技术设计方法，来提高煤炭资源的开采量和开采水平。

借助液压支架轻量化的设计在完善产能机构的同时，也适当的减少了资源浪费，增加了技术开发利用，促进了煤炭行业的发展。

然而，不同使用液压支架轻量化的设计装置也存在着不同的问题类型，下面具体展开论述。

在具体的液压装置发展进程中，我国的煤炭液压支架轻量化的设计一直处于一个起步晚、发展速度快、利用程度较高的现实情况上。

但是考虑到具体的诸如开采环境和地理条件以及开采能力等实践水平的限制，具体的煤矿液压支架轻量化的设计使用，存在一定的现实问题;在具体利用时需要因地制宜，考虑到不同作业方式和地质构造的外在环境限制。

除此之外，在分析利用液压支架轻量化的设计方法时，会受到分析能力和条件的影响，对于液压支架的选择上也会存在差异。

当开采人员使用有限元法进行初始的强度分析时，必不可少的就会出现计算数学与彈性相关理论的问题。

开采人员需要利用计算机进行数据分析，从而达到精准、高效的解决煤矿开采问题的目的。

借助计算机开展的有限分析，不仅在一定程度上是对煤炭开采技术的进步，而且也为液压支架轻量化的设计提供理论基础。

放顶煤液压支架的力学分析及主要结构的设计的开题报告一、论文题目放顶煤液压支架的力学分析及主要结构的设计二、研究背景和意义放顶采煤是一种高效且保护煤层的采煤方式。

液压支架是放顶采煤中重要的采煤设备之一，其作用是支撑顶板，保证采煤作业的安全和顺利进行。

在液压支架的设计和使用中，力学分析是必不可少的一部分，主要包括承载能力分析、稳定性分析、位移分析等。

通过对放顶煤液压支架的力学分析及结构设计的研究，可以使液压支架的使用更加安全、稳定和可靠，提高煤矿生产的效率和安全性。

在国内外煤矿行业，液压支架是重要的机械设备之一，其先进性和高性能已经成为了行业的发展趋势，因此，该研究具有一定的实际意义和理论价值。

三、研究内容与方法本文的研究内容主要包括放顶煤液压支架的力学分析和主要结构的设计。

力学分析主要包括支架的承载能力分析、稳定性分析、位移分析等方面。

另外，根据分析结果进行主要结构的设计包括作为框架的钢管、支架的液压系统、液压缸、与地面连接的底座等若干关键结构部件。

研究方法主要采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法。

具体地，通过力学和结构力学的理论分析和计算，实现液压支架承载能力、稳定性和位移的研究；通过有限元方法和计算机仿真等数值模拟方法，预测和评估液压支架的力学性能；通过实验验证，评估液压支架设计的实用性和可靠性。

四、研究计划和进度该研究计划预计在三年内完成，具体的研究进度如下：第一年：1. 放顶煤液压支架的结构及力学分析原理的研究；2. 研究相应的力学分析方法和数学模型，并进行力学分析计算；3. 实现该研究的仿真和优化，并进行实验验证。

第二年：1. 按照研究进展用有限元模拟等方法解析最优液压支架结构；2. 根据力学分析结果，进行设计调整和数值模拟计算；3. 开始建立实验样机。

第三年：1. 完成实验样机的设计和实现；2. 根据实验结果对每个设计进行优化，提高其稳定性和可靠性；3. 撰写学位论文，并提交答辩。