掩护式支架平衡千斤顶定位尺寸的模拟分析与优化设计

平衡千斤顶是二柱掩护式支架的关键部件，在实际工作过程中时常发生损坏。本文以二柱直接撑顶的掩护式支架为例，建立了支架承载能力区的理论；对平衡千斤顶的定位尺寸进行了计算机模拟分析、优化设计及模型试验的研究。研究结果表明，增大平衡千斤顶上耳座的定位尺寸或减小平衡千斤顶下耳座的定位尺寸，可增大顶梁与掩护梁间的夹角，提高支架的承载能力，改善支架对顶板的适应性，是防止平衡千斤顶及其连接耳座免遭损坏的有效措施之一。     

掩护式支架损坏原因的初步分析

近几年来,随着掩护式支架及支撑掩护式支架日益广泛的使用,相继出现了一些问题。如:有的支撑掩护式支架梁体焊缝开裂;两柱掩护式支架平衡千斤顶及其连接耳座的损坏以及支架推移部分长框架的连接杆不同程度的弯曲等问题。使用两柱掩护式支架,目前已有3～4个工作面出现平衡千斤顶及其连接耳座的损坏,主要是引进支架,也有国产支架。但二者损坏型式不同,原因也不相同。本文主要就两种掩护式支架的损坏原因作初步分析。     

两柱掩护式液压支架顶梁机械限位装置的设计

本文分析了两柱掩护式液压支架的特点和平衡千斤顶的作用,根据工业性试验观测,分析了造成平衡千斤顶及其连接耳座损坏的原因,论证了平衡千斤顶对恶劣工况的局限性,提出在支架顶梁与掩护梁间增加机械限位的措施和设计方法。认为带机械限位的两柱掩护式支架今后将是最具有生命力的架型之一。     

掩护式支架平衡千斤顶损坏原因的探讨

通过对损坏原因进行分类，探讨了二柱掩护式液压支架平衡千斤顶及其连接耳座损坏的内部原因，外部原因和人为因素，并提出了改进措施。     

液压支架平衡千斤顶的失效分析及预防

针对综采工作面掩护式液压支架平衡千斤顶失效,分析了平衡千斤顶的受力状况。通过验算偶合构件的强度及对双向锁安全阀污染状态进行铁谱分析,提出预防措施及偶合构件强度设计优化方案,以充分发挥液压支架的工作性能,实现矿井高效安全生产。     

顶梁机械限位装置的研制

在两柱掩护式支架的顶梁与掩护梁之间设计机械限位装置能有效保护平衡千斤顶,顶梁机械限位装置是设计两柱掩护式支架需要考虑的重点。阐述了两柱掩护式支架平衡千斤顶的受力工况及作用,分析了平衡千斤顶的损坏形式和其损坏原因,并介绍了定量机械限位装置的设计方案。实践证明,该限位装置设计合理、性能可靠。     

两柱掩护式液压支架中平衡千斤顶的应用与保护

通过对两柱掩护式液压支架平衡千斤顶作用及失效原因的分析,总结了国内外近年来比较先进的平衡千斤顶保护措施,指出了在两柱掩护式液压支架的设计过程中,同时采取一种或几种平衡千斤顶保护措施将是未来的发展趋势。     

液压支架平衡千斤顶失效原因分析和预防措施

平衡千斤顶是两柱掩护式支架的重要部件,对支架的性能影响很大。掩护式液压支架在煤矿生产中多次出现因平衡千斤顶失效造成严重的事故。为了预防此类事故的发生,列举了以往平衡千斤顶失效的主要形式并分析其原因,最后提出相应的预防措施。     

两柱掩护式液压支架平衡千斤顶的选择原则及计算过程

平衡千斤顶是两柱掩护式液压支架的重要组成部分,调节支架顶梁合力、合力作用点的位置及顶梁的载荷分布,其缸径和上、下腔安全阀卸载压力的选择至关重要,一方面要保证顶梁前端能承受足够大的载荷而又要保证不会出现支架失稳,另一方面要保证顶梁后端和掩护梁能承受岩石重量,针对这2个方面的要求,提出了其具体的推导过程、计算方法和选择原则。     

液压支架平衡千斤顶损坏分析及改进

平衡千斤顶在掩护式液压支架使用过程中，起着调节顶梁和掩护梁角度；调整顶梁与顶板的接触状态；调节顶梁合力支撑点的位置，使支架处于合理的工作状态等作用，到目前为止，许多矿井在使用掩护式支架时，由于平衡千斤顶的设计不合理或者使用不当，造成平衡千斤顶的损坏，甚至造成了更大的损失。     

平衡千斤顶对放顶煤两柱掩护支架适应性的作用

针对两柱掩护式支架在放顶煤工作面出现的因位态不合理而引起支架围岩状态恶化的情况，对平衡千斤顶在放顶煤两柱掩护支架适应性的作用进行了探讨．采用理论分析及现场实测的方法研究了支架位态、支架稳定性、工作面端面项煤的稳定性及四连杆受力与平衡千斤顶工作方式及工作阻力之间的关系．分析结果表明，通过平衡千斤顶可以控制移架过程中顶梁仰角的变化，并可调节支架各部位受力以适应放煤过程中顶梁外载的变化，从而提高了两柱式支架对放顶煤工作面围岩活动规律的适应性．研究结果对于现场操作及新架型的改进都有一定的指导作用．     

平衡千斤顶对放顶煤两柱掩护支架适应性的作用

针对两柱掩护式支架在放顶煤工作面出现的因位态不合理而引起支架围岩状态恶化的情况,对平衡千斤顶在放顶煤两柱掩护支架适应性的作用进行了探讨．采用理论分析及现场实测的方法研究了支架位态、支架稳定性、工作面端面顶煤的稳定性及四连杆受力与平衡千斤顶工作方式及工作阻力之间的关系．分析结果表明,通过平衡千斤顶可以控制移架过程中顶梁仰角的变化,并可调节支架各部位受力以适应放煤过程中顶梁外载的变化,从而提高了两柱式支架对放顶煤工作面围岩活动规律的适应性．研究结果对于现场操作及新架型的改进都有一定的指导作用．     

显德汪矿液压支架平衡千斤顶损坏分析及改进

简单介绍平衡千斤顶的重要性,显德汪矿在使用支架的过程中,造成液压支架平衡千斤顶损坏的原因;在各个环节上改进及效果;使用支架时的正确方法及注意的问题;支架设计使用过程的建议。     

基于平衡千斤顶受力分析下的两柱综放支架适应性研究

为研究两柱掩护式综放支架在特定地质条件下的适应性,采用现场监测数据对支架合力作用点位置、平衡千斤顶安全阀开启率、放煤前后平衡千斤顶的受力状态及平衡千斤顶对顶梁的水平作用力等进行了分析。结果表明:在该特定地质条件下平衡千斤顶有效地调节和保持了支架的几何位态,合理地调节了支架合力作用点位置;有效地保证了端面顶煤的稳定,从而验证了在该特定地质条件下两柱综放支架的适应性。研究结果对于现场操作及该种架型的改进具有一定的指导意义。     

掩护式液压支架顶梁承载特性及其适应性研究

为研究掩护式液压支架顶梁承载特性及其对顶板载荷的适应性,基于空间载荷对称假设构建了单区承载条件下液压支架全高度范围载荷平衡区力学模型,分析了液压支架顶梁载荷平衡区分布特征及其影响因素。随后结合液压支架实际工况,分析了双区承载条件下液压支架顶梁极限平衡条件,进一步拓展了平衡区理论。最后运用ADAMS构建了液压支架的多体动力学模型,分别对液压支架单区、双区承载工况进行了模拟。通过与理论的对比分析表明,改善液压支架承载条件、合理优化平衡千斤顶及立柱参数等均可有效提高掩护式支架顶梁对顶板的适应性。     

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。     

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。     

两柱式放顶煤支架支撑效率分析

基于在神东柳塔煤矿实际使用的两柱掩护式放顶煤支架的立柱和平衡千斤顶工作阻力观测,分析了ZFY10200/25/42型两柱掩护式放顶煤支架的理论支撑效率为83.1%,而在实际使用过程中,由于平衡千斤顶常处于受拉的不合理工作状态,大幅降低了支架支撑效率,该支架在08综放工作面的实际支撑效率仅能达到68.7%。故两柱掩护式放顶煤支架不适用于硬煤层及节理裂隙不发育的中硬煤层放顶煤开采。