【摘 要】
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随着煤矿采煤工作面自动化水平的不断提高,对工作面配套设备提出了更高的要求,传统的支护设备如单体液压支柱在移动速度和支护强度上已经不能满足回采巷道的支护要求,而回采巷道复杂的条件给超前支护提出难题,严重阻碍了采煤工作面安全高效的生产,为了解决超前支护设备中存在的移动速度慢、支护强度不足的问题,文章依据崖坪煤矿1207工作面回采巷道的煤层赋存条件和实际应用需求,以ZFDC12600/19.5/40垛式
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随着煤矿采煤工作面自动化水平的不断提高,对工作面配套设备提出了更高的要求,传统的支护设备如单体液压支柱在移动速度和支护强度上已经不能满足回采巷道的支护要求,而回采巷道复杂的条件给超前支护提出难题,严重阻碍了采煤工作面安全高效的生产,为了解决超前支护设备中存在的移动速度慢、支护强度不足的问题,文章依据崖坪煤矿1207工作面回采巷道的煤层赋存条件和实际应用需求,以ZFDC12600/19.5/40垛式液压支架为研究对象,对超前垛式支架进行设计研究。论文首先结合1207工作面回采巷道煤层的赋存条件,对工作面顶板初次及周期来压步距进行计算,以此判断顶板的稳定性,为确定液压支架参数打下基础,探讨了垛式支架与与围刚度与强度耦合关系,提出了垛式支架整体设计方案;其次根据设计条件对支架主要零部件顶梁、千斤顶、立柱以及四连杆机构进行设计,利用SolidWorks建立其三维模型,装配后得到整架与双架连接的模型;然后根据超前垛式支架在回采巷道中的动作功能,对支架的液压控制系统进行设计,采用液压仿真软件AMESim对垛式支架的主要回路双伸缩立柱控制回路、架间推移控制回路和侧护帮板回路进行仿真分析,确保液压系统设计的正确性;最后对垛式支架进行适应性分析,在进行了力学特性分析的基础上,用计算机仿真软件ANSYSworkbench对支架进行了静力学仿真和顶梁的疲劳特性分析,证明了设计结构的具有良好的适应性。论文通过对ZFDC12600/19.5/40垛式支架的结构设计、液控系统设计和仿真研究,验证了设计的合理性,证明设计的支架能够满足回采巷道的支护要求,能有效解决超前支架支护强度不足和自动化程度低等问题。垛式超前支架在回采巷道支护时前后两架支架为一组的设计,能适应底板有底鼓情况出现,研究成果对回采巷道支护设备的研究具有重要的参考价值,对于提高我国复杂条件下工作面支护水平发挥积极推动作用。
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