【文章內(nèi)容簡介】 ......................................24 After jack goes on conveyor ...........................................25 Coal mechanism design ...........................................................26 Chapte r 5 hydraulic support force analysis .....................................27 The determination of hydraulic support basic technical parameters ............................................................................................27 Support strength .............................................................27 The early support force ...................................................27 Shift driving force and pushing force .............................28 Pillar and the related parameters in the hydraulic system ..................................................................................................28 Hydraulic support pillar strength calculation .........................31 know n parameters ..................................................31 cylinder stability calculation ..................................32 strength of the piston rod is calculated ..................33 The strength of the cylinder block ...............................37 technical parameters of hydraulic support ...........37 Hydraulic support force analysis ............................................38 the overall stress analysis ...............................40 Before the beam force analysis ....................................41 Top beam force analysis ..............................................41 Cover the beam stress analysis ....................................43 Support base of stress analysis ....................................44 Chapte r 6 ste nt stre ngth calculation .................................................47 VIII Strength condition ...................................................................47 Hydraulic support intensity .....................................................49 Liang Liang intensity ...........................................49 beam intensity ...........................................................53 strength of the base respectively ..............................59 beam intensity .......................................................65 Conclusion ...........................................................................................72 Acknowle dge me nts ..............................................................................73 Bibliography ......................................................................................74 1 第 1 章 緒論 放頂煤綜采法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1 生產(chǎn)集中化程度高，大大減少采區(qū)數(shù)目與工作面的巷道掘進(jìn)量，以及相應(yīng)的支護(hù)，維護(hù)等工作量與材料消耗。 2 依靠礦壓自動破煤，大大減少設(shè)備的動力。 缺點(diǎn)： 1 煤的回收率一般較分層開采時低 2 易使頂板矸石與放落的頂煤相混合，使煤的含矸率增加。 3 對防火，防塵的要求高。 4 受頂板和煤層特性的限制，工作面推進(jìn)速度也受一定的限制。 放頂煤液壓支架的發(fā)展歷史 放頂煤支架是綜采放頂煤技術(shù)的核心設(shè)備。自 20 世紀(jì) 70 年代以來，我國放頂煤支架經(jīng)歷了從引進(jìn)國外的 高位開天窗式單輸送機(jī)放頂煤支架和中位開天窗式雙輸送機(jī)放頂煤支架，到自行研制的四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架的發(fā)展過程，每一次架型的重大改革都帶來了放頂煤技術(shù)的重大進(jìn)步，成為放頂煤技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志。目前，在我國煤礦高位和中位放頂煤支架已被淘汰，在放頂煤工作面推廣使用的主導(dǎo)架型有正連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架、反向四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架和單擺桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架 [ 7]。這三種型式的支架在不同的開采條件下取得良好的效果，為放頂煤技術(shù)的發(fā)展提供了裝備技術(shù)的保證。 法國是最早生產(chǎn)和應(yīng)用放頂 煤液壓支架的國家， 20 世紀(jì) 60 年代法國率先研制出節(jié)式放頂煤液壓支架，開采特厚煤層并獲得成功，70 年代法國、英國、匈牙利、原聯(lián)邦德國和前蘇聯(lián)等國家又先后研 2 制出插板式、開天窗式和開后門式放頂煤液壓支架，使得特厚煤層開采工藝有了新的突破，量和效率不斷提高。 我國放頂煤液壓支架的研究始于 20 世紀(jì) 80 年代初， 20 年來，得到了迅速發(fā)展。為適應(yīng)不同地質(zhì)和煤層條件的需要，出現(xiàn)了高、中、低放頂煤液壓支架并存的局面。 低位放頂煤液壓支架的放煤口位置低，尺寸大，而且是連續(xù)的，多為插板式。無支架背煤煤炭損失，放煤在支架后方，放煤效 果好，煤塵小，后輸送機(jī)外運(yùn)煤順利，一般不需要清理后放浮煤。支架尾梁還可以擺動，提高頂煤的回收率。因此，低位放頂煤液壓支架一出現(xiàn)，即得到了用戶的認(rèn)可。 [ 1 ] [ 4] 放頂煤液壓支架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn) 1 一般采用整體性，穩(wěn)定性及掩護(hù)性好的支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式液壓支架。 2 有較寬敞，便于控制的放煤口以及松動，破碎煤塊的輔助裝置。 3 支架受上部頂板和頂煤放落時的動載影響較大，因此要求支架縱向和側(cè)向穩(wěn)定性較高。 4 支架調(diào)高范圍要求不嚴(yán)。為使操作，行人等比較方便，支架高度一般為 2~3m。 放頂煤液 壓支架的分類 放頂煤液壓支架???掩護(hù)式支撐掩護(hù)式 3 ????????????????????????????????????后四連桿反向四連桿正向四連桿中四連桿不開天窗四連桿式單鉸接式開天窗雙輸送機(jī)不插低式插低式單輸送機(jī)放頂煤液壓支架 放頂煤液壓支架使用條件和適用范圍 放頂煤液壓支架使用條 采用放頂煤綜采的 4 個重要條件是：地質(zhì)條件適應(yīng)性，液壓支架選型的正確性，采放工藝的合理性和工作面管理的嚴(yán)格性。 放頂煤液壓支架適用范圍 1 煤層厚度一般為 5~12m 左右，或者厚度變化比較大。 2 煤質(zhì)比較松軟，或節(jié)理發(fā)育，容易 在礦壓作用下冒落的煤層。 3 對于松軟和易碎裂煤層，厚度為 5~8m 左右時，可選用掩護(hù)式支架，采用天窗式結(jié)構(gòu)，如單輸送機(jī)放頂煤支架；對于煤層較大，煤質(zhì)較硬，但節(jié)理發(fā)育，易碎裂的煤層，可用支撐掩護(hù)式支架，采用插板式或天窗插板式等結(jié)構(gòu)。 4 底板中等穩(wěn)定以下，可隨采隨冒。 5 工作面傾角一般不大于 300。 4 第 2 章 支架的總體方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)已知采高 5~12m、傾角 8176。、頂板，底板允許比壓 的地質(zhì)條件，設(shè)計低位放頂煤液壓支架，通過尾梁的控制實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良的放頂煤要求。 支架結(jié)構(gòu)方案 設(shè)計 低位放頂煤液壓支架常見的支撐方式有兩柱掩護(hù)式和四柱支撐掩護(hù)式。根據(jù)設(shè)計任務(wù)，本次設(shè)計的液壓支架的頂板為 2 類Ⅱ級，查《支護(hù)手冊》選用四柱支撐掩護(hù)式液壓支架。 通過查閱相關(guān)資料，本次設(shè)計在以支撐掩護(hù)式為設(shè)計條件下設(shè)計了三種不同形式的結(jié)構(gòu)方案。分別為中（反）四連桿放頂煤液壓支架﹑中 (正 )四連桿放頂煤液壓支架、后四連桿放頂煤液壓支架。 中反四連桿放頂煤液壓支架 1 采用雙前連桿和單后連桿結(jié)構(gòu)的寬形反向四連桿機(jī)構(gòu)，布置在前后立柱之間，提高了支架的抗偏載能力和整體的穩(wěn)定性。 2 大插板使尾梁放煤機(jī)構(gòu) ，其尾梁千斤頂可雙位安裝，既可支設(shè)在頂梁上，也可只設(shè)在底座上，一般狀態(tài)是只設(shè)在頂梁上。后部放頂煤空間大，為順利放煤創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境，可充分發(fā)揮后部輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，操作維修方便。尾梁搬動有利于落煤，插板伸縮值大，放煤口調(diào)節(jié)靈活，對于大煤塊的破碎能力強(qiáng)，可顯著提高頂煤的采出率。 3 支架為四柱支撐掩護(hù)式支架，后排立柱支撐在頂梁與四連桿機(jī)構(gòu)鉸接點(diǎn)的后端，可適應(yīng)外載之中作用變化，切頂能力強(qiáng)。 5 4 頂梁相對較長，掩護(hù)空間較大，通風(fēng)斷面大，而且對頂板的反復(fù)支撐可使較穩(wěn)定的頂煤在礦壓作用下預(yù)先斷裂破碎，利于 放煤。 5 反向四連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)過總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，連桿力較小，是一般正向四連桿機(jī)構(gòu)連桿力的 50%～ 70%，支架的結(jié)構(gòu)可靠性高。 6 底座對底板比壓分配合理，前端比壓較小，能適應(yīng)軟底板條件，移架阻力小，有利于順利移架。 [ 14] 圖 21 中四連桿低位放頂煤液壓支架（反向） 中正四連桿低位放頂煤液壓支架 從實(shí)踐及全國許多綜放工作面生產(chǎn)實(shí)踐證明，四柱正向四連桿支撐掩護(hù)式放頂煤支架在與圍巖的相互作用中，普遍存在前后排立柱受力不均衡現(xiàn)象，一般表現(xiàn)為前排立柱受力大，后排立柱受力小，甚至出現(xiàn) 后排立柱受拉的現(xiàn)象，在這種工況下，支架的支護(hù)能力不能有效發(fā)揮，有效支護(hù)強(qiáng)度大幅度減小，底座前端對底板比壓增大，支架的力學(xué)特性惡化，嚴(yán)重時會影響工作面的正常生產(chǎn)和安全。 [ 14] 6 圖 22 中四連桿低位放頂煤液壓支架（正向） 通過比較，在放煤機(jī)構(gòu)相同的情況下，因為工作底板較軟，因此反向四連桿低位放頂煤液壓支架比正向四連桿低位放頂煤液壓支架更為適合所給的條件。因此這里選擇反向四連桿低位放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)。 中四連桿低位放頂煤液壓支架（擺動式放煤支架） 擺動式放煤機(jī)構(gòu)如下圖所示，由放煤千斤 頂、小插板千斤頂、放煤擺動板組成，主體是放煤擺動板。放煤擺動板內(nèi)部有軌道，用以安裝小插板，上端鉸接在掩護(hù)梁放煤口上沿，在中、下部由兩個一端固定在底座上的放煤千斤頂推拉，使放煤擺動板上、下擺動，與掩護(hù)梁形成一定的角度，用于破碎頂煤和打開整個窗口。 在放煤擺動板內(nèi)裝有可伸縮的小插板，小插板前端設(shè)有用于插煤的齒條，齒條下部有耳坐，與插板千斤頂聯(lián)接。在插板千斤頂作用下，插板伸出或收回，用于啟閉局部窗口。 [ 22 ] 7 圖 23 擺動式放煤機(jī)構(gòu) 圖 2