【摘 要】
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浅埋深煤层基岩比较薄、松散层较厚,作业面广泛出现台阶下沉状况,矿压展现剧烈,因此应用于浅埋深煤层作业面的普通液压支架易出现工作阻力不足,对顶板的支护效果不好,结构设计复杂,操作繁琐等问题,严重制约了浅埋深煤层的开采、利用。论文对适用于浅埋深煤层的两柱掩护式放顶煤液压支架工作特性展开研究,提高支架自身性能,解决浅埋深煤层开采问题。本文根据作业面煤层赋存条件,设计选用两柱掩护式放顶煤液压支架,结合支架
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浅埋深煤层基岩比较薄、松散层较厚,作业面广泛出现台阶下沉状况,矿压展现剧烈,因此应用于浅埋深煤层作业面的普通液压支架易出现工作阻力不足,对顶板的支护效果不好,结构设计复杂,操作繁琐等问题,严重制约了浅埋深煤层的开采、利用。论文对适用于浅埋深煤层的两柱掩护式放顶煤液压支架工作特性展开研究,提高支架自身性能,解决浅埋深煤层开采问题。本文根据作业面煤层赋存条件,设计选用两柱掩护式放顶煤液压支架,结合支架与围岩耦合关联性以及顶煤硬度与放煤工艺对支架的影响,确定支架工作阻力;其次,计算液压支架关键技术参数,确定支架关键结构件的选用类型,并根据支架受力状况,建立三维受力模型,分析支架各内、外力之间的相互关系;以支架功能特性入手,设计掩护式放顶煤液压支架液压控制系统,通过AMESim仿真软件分析立柱、平衡、尾梁和插板以及推移四个主要控制回路,验证液压系统设计是否合理,并对不合理之处提出改进方法;最后结合Creo3.0与ANSYS Workbench仿真软件,通过对比分析不同工况下的应力、位移特性,分析掩护式放顶煤液压支架力学特点,找出支架薄弱环节,并提出切实可行的优化措施。论文通过研究支架与围岩耦合关联性,确定支架工作阻力;设计液压支架电液操作系统,简化支架操作方式,利用虚拟软件验证液压系统设计合理性,并提出改进方法,提高支架液压系统可靠性;采用空间力学分析及结构有限元分析,保证结构可靠性的前提下,简化两柱掩护式放顶煤液压支架结构,增强支架控顶能力。论文的研究对解决浅埋深煤层工作阻力大、矿压显现剧烈等问题具有一定的指导意义。
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