冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度...     

冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

为研究冲击载荷作用下液压支架的力传递特性,利用ADAMS仿真软件建立了液压支架的多体动力学模型。模型中将液压支架的立柱液压缸、平衡液压缸、顶梁、前连杆、后连杆以及掩护梁等效为弹性体,用预载荷模拟正常工作条件下的静载荷,用阶跃载荷模拟基本顶断裂或垮塌时对支架的冲击力。基于此数值仿真模型,计算分析了冲击载荷作用于顶梁不同位置时液压支架各铰接点的力传递系数和各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度。结果表明：冲击载荷作用位置对液压支架各铰接点力传递特性的影响不同,各铰接点对冲击载荷作用位置的敏感度也不相同。这些计算结果对于液压支架的自适应控制和等强度设计具有重要意义。     

大倾角综放工作面液压支架选型研究

通过底板比压测试,得出了义络公司34061工作面底板允许比压并对底板进行分类;分别利用拱—拱组合力学模型、椭球体放矿理论和岩石自重法计算支架工作阻力;根据工作面的围岩条件对液压支架主要结构应具备的特点进行分析,得出架型、底座、顶梁以及配置防倒防滑装置的具体要求;在对综放液压支架对比分析的基础上,选取适应地质条件的综放液压支架,实践表明:ZF5500/16/28型液压支架能满足义烙公司综放开采的需要。     

特大型综放工作面底板比压及两柱支架适应性分析

运用底板比压仪对安家岭井工二矿B906特大型综放工作面底板比压进行现场实测,得出底板允许比压值及破坏类型,对底板进行分类。通过对综放液压支架底座比压分布特征的分析,得出综放两柱支架底座前端比压最大值。经校核分析,综放两柱支顶掩护式放顶煤支架底座比压能够满足B906综放工作面底板比压的要求。     

构造破断带放顶煤支架底座的有限元应力分析及设计应用

某矿3109工作面液压支架在回采中出现扎底、倾斜、底座箱体撕裂等现象,为此建立放顶煤工作面“支架-围岩”力学模型.经对支架底座的有限元应力计算,指出支架底座危险截面位于底座过桥处.从而采取提高底座箱体强度、减小底座底板比压、提高底板刚度等措施,保证了综采放顶煤工作面在围岩破碎带的安全高效开采.     

悬移液压支架在大倾角复杂地质条件下的应用研究

悬移液压支架是一种介于悬移顶梁液压支架与综采支架之间的自移式轻型液压支架,主要适应于直接顶、老顶松软,压力变化较大的工作面.其抗冲击载荷、水平力和侧向力的能力较高,支架的稳定性很好.通过在104复采区的开采实践,总结了悬移液压支架在大倾角复采工作面开采所遇到的部分问题与解决办法,采取有效措施,确保设备可靠运行与工作面正常开采,为类似工作面开采提供依据.     

基于Workbench的ZY4000型液压支架结构强度分析

液压支架作为一种井下煤炭开采的重要设备,对于保障煤炭高效开采具有重要意义。文章以ZY4000型液压支架为研究对象,首先根据液压支架工程图建立三维模型,并根据液压支架的材料属性等创建了有限元分析模型。基于ANSYS Workbench计算分析了液压支架在两种工况下应力与应变情况,根据计算结果得到在顶梁偏载工况下最大应力值为553.89 MPa。顶梁与底座受扭转工况下最大应力值为909 MPa,基于分析结果提出了两条该型液压支架设计改进的意见。研究对液压支架结构设计与优化提供了有力的理论参考。     

集中控制型悬移顶梁液压支架的研究与应用

集中控制型悬移顶梁液压支架继承了悬移顶梁液压支架的优点,克服了其不适应软底板、机采工作面的缺点,是一种理想的换代产品。介绍了集中控制型悬移顶梁液压支架的结构特点、设计思路和液压系统原理。     

液压支架柱窝维修工艺研究

液压支架在受到外载荷和冲击的作用下,导致顶梁、底座柱窝的焊缝失效。通过对顶梁、底座承载结构的分析,确定了顶梁、底座柱窝复位的维修工艺方案。     

顶梁加长对液压支架底板比压的影响分析

在综采工作面的机头机尾处会布置过渡液压支架,掩护式过渡架常采用比中间架顶梁加长的结构形式,而底板比压是液压支架的重要技术特征参数之一,因此有必要分析顶梁加长对于底板比压的影响,从而研究过渡架的受力及结构的设计优化。     

液压支架顶梁柱窝及立柱铰接处有限元分析

针对液压支架顶梁受压时其柱窝附近易于出现穿顶的现象,以ZY9000/22/45D掩护式液压支架顶梁为例,分析了顶梁柱窝和立柱的接触关系,得到了相同材料球面挤压的最大接触应力计算公式。分别创建了有、无活柱柱头铰接销轴的顶梁模型,经过ANSYS有限元分析,得到了顶梁柱窝及立柱铰接处的应力云图。通过对顶梁不同位置施加静载荷,得出了立柱铰接处受力普遍大于柱窝受力的结论。为液压支架顶梁柱窝的试验分析和强度结构设计提供参考依据。     

冲击载荷作用于掩护梁对液压支架的影响分析

为研究液压支架掩护梁受到冲击载荷之后对支架运动趋势、受力状态以及掩护梁结构的影响,利用多体动力学分析软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。模型中掩护梁通过Hypermesh前处理软件进行柔性化设置,立柱与平衡千斤顶由弹簧阻尼系统等效替代,其中立柱刚度设置为变刚度,支架初撑力由立柱等效弹簧预载荷提供,顶板压力采用某静载荷垂直施加于顶板上方,直接顶和基本顶岩块垮塌砸落于掩护梁所产生的冲击载荷由某阶跃载荷进行模拟。基于上述模型,分析了冲击载荷作用于掩护梁不同位置时,顶梁水平前移变化、顶梁与顶板接触力变化、各处铰接点力变化以及掩护梁应力变化,结果表明,载荷作用位置不同所引起支架的各种变化趋势也不同。这可以对支架的稳定性控制和结构强度设计提供参考。     

摩擦力对液压支架的影响

就摩擦力对液压支架的影响进行了分析 ,认为液压支架的支承力与顶板对顶梁的摩擦力方向并无关系 ,液压支架的支承力由于该摩擦力的存在而提高 ;摩擦力方向对液压支架的稳定性、顶板的管理及支架对底板间的比压有影响。     

矿井液压支架在动态力学条件下的结构强度分析研究

随着采矿深度的增加,矿井液压支架的运行状况逐渐恶化。液压支架的立柱和平衡千斤顶都被视为刚性结构部件,关系到液压支架的安全性,为了提高液压支架的可靠性,建立了基于刚性—柔性耦合的液压支架的刚度可变冲击动力仿真平台。首先,模拟了平行表面荷载、上升表面荷载和下荷载作用于上梁时液压支架的应力状态,识别了不同铰接缝的临界载荷;其次,发现了不同铰链接头对应的危险冲击位置;最后,总结了冲击荷载对液压支架应力状态的总体影响。结果表明,在6 000 kN冲击载荷下,支顶掩护梁铰接点最大力变化系数10.5,是最危险的铰接位置。     

KDB3000-10A型底板比压仪的研制及使用

单体液压支柱通过柱头承受顶板载荷,同时通过底座将载荷传送到工作面底板。底座对底板的接触正压力简称为接触比压,如果接触比压大于底板的抗压强度(即底板比压),就会造成单体支柱钻底让底,导致顶板维护不良,直接顶发生离层,容易造成冒顶事故。因此,加强对底板比压的测试工作以确定合理的支护密度,研制和使用底板比压仪显得尤其重要。     

大采高液压支架结构优化设计及适应性分析

针对大采高工作面动载矿压显现、煤壁易片帮等问题,基于红柳林煤矿7.0 m大采高开采实践,建立了大采高工作面顶板岩层断裂的"悬臂梁+砌体梁"结构模型及支架与围岩的简化动力学模型,确定了7.0 m大采高液压支架合理工作阻力;对比分析了大采高液压支架架型、护帮结构对围岩的适应性,进行了大采高液压支架结构优化设计及适应性分析。研究结果表明:将大采高工作面"砌体梁"结构上方岩层作为动力学模型的边界条件,以支架立柱的抗冲击特性要求为理论判据,通过动力学仿真计算可得大采高支架的合理工作阻力。两柱掩护式大采高支架较四柱支撑掩护式支架具有支护强度大、四连杆稳定机构受力状态好、质量轻等优点;护帮板与伸缩梁分体结构的护帮力、合力作用位置及可靠性均优于护帮板与伸缩梁连体结构;设计采用抗冲击双伸缩立柱、高压升柱系统等,提高了大采高液压支架对围岩的适应性。     

大倾角综采工作面液压支架参数设计及其与围岩关系

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,确定了合理的支架高度、支护强度及合理的额定工作阻力。在顶板分类原则基础上选定支架为ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架。采用数值模拟软件FLAC3D,建立了大倾角软顶底板煤层数值模型,模拟研究了所选支架在工作面的支撑应力分布规律,分析了工作面回采时煤壁内应力分布,顶板下沉及底板鼓起情况。采用ANSYS数值模拟软件,建立了支架与围岩关系的力学模型,模拟研究了支架所受载荷情况,对支架与围岩的力学关系进行了分析。结果表明：根据实际地质情况选择的ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架使用时,顶板下沉量和底板鼓起量能满足安全开采要求,支架以前梁变形为主,支架顶梁变形较小,支架底板尖端比压满足支护要求,支架整体选择适合实际条件。     

淮北矿区三软合并煤层大采高液压支架设计

介绍淮北矿区三软合并煤层赋存条件开采工艺及液压支架选型,针对矿区煤层赋存特点,提出大采高一次采全高的开采方式,针对三软合并煤层的特性对大采高综采液压支架的支护强度、护帮机构、稳定性以及底板比压等问题进行了改进,在三软合并煤层上实现了大采高开采.     

冲击载荷作用下液压支架立柱液压系统特性研究

为了解决液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,利用AMESim仿真软件在构建立柱液压系统中的立柱模型、大流量安全阀模型和重锤模型的基础上,建立了立柱液压系统的冲击模型|按照国家对煤矿液压支架试验要求,对立柱进行冲击试验,研究了立柱液压系统的冲击响应特性,得到了立柱缸体内部乳化液压力峰值及变化曲线,得出在冲击载荷作用下需要加强液压支架立柱二级缸缸体强度、液压支架立柱系统达到压力峰值的响应时间与冲击质量和重锤下落高度存在一定关系等结论,从而为采煤工作面供液系统设计和液压支架设计提供重要依据。