【正文】 neSensor 中的平面坐標值（x，y），換算成為手柄的球面運動參數(shù)。（x,y）xy圖 211 JoystickScript 節(jié)點的 URL 域與 JAVA 接口，為其擴展提供了可能性。我們可以借助支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬23JAVA 的強大功能大大延伸 VRML 的功能。因此實際系統(tǒng)設(shè)計中，可以利用 Java 語言提供的強大網(wǎng)絡(luò)編程能力,編寫與遠程系統(tǒng)通信和共享能力處理等功能的應(yīng)用程序。Java 對 VRML 的所有支持都通過附加的封裝類實現(xiàn)。通過這些類，Java 程序就能夠訪問 VRML 場景、接受和發(fā)送事件、從頁面上得到 VRML 對象等，實現(xiàn)對 VRML 場景的完全控制。VRML 和 JSP 互動流程如圖 212。 請求過程 回應(yīng)過程圖 212 VRMLamp。JSP六、VRML 技術(shù)特點VRML 是一門功能非常強大的、基于 Web 的語言，由于其發(fā)展技時間不長，存在著很大的開發(fā)潛力，而在 Inter 飛速發(fā)展如此普及的今天，VRML 有著不可估量的前景。VRML 是一種三維和渲染圖形的描述性語言，它把“虛擬世界”看成一個“場景” ，而場景中的一切看作“對象” （也就是“節(jié)點” ） ，對每一個對象的描述就構(gòu)成了*.wrl 文件（即 VRML 文件） 。VRML 的目的主要是為了在網(wǎng)頁中實現(xiàn)三維動畫效果以及基于三維對象的用戶交互。它與 HTML 語言一樣，也是一種 ASCII 的描述語言，且都支持超鏈接，只是 HTML 語言不支持三維圖像和立體聲音文本的顯示。熟悉WWW 的人都知道，由于 HTML 語言有局限性，VRML 將網(wǎng)頁顛覆簡單的平面結(jié)構(gòu)的時代，VRML 在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用有著其強大的優(yōu)勢：（一） 、低帶寬、開放的標準、跨平臺 VRML 采用“可執(zhí)行的代碼”技術(shù)，有效克服了網(wǎng)絡(luò)帶寬造成的瓶頸。開發(fā)人員利用 VRML 可以不必在介質(zhì)中傳輸內(nèi)容大得驚人的圖像和動畫文件，而只需傳輸用 VRML 描述的小型指令性數(shù)據(jù)集。在客戶端利用本地計算機的強大計算及三維圖形功能便可把接收的瘦型文件轉(zhuǎn)換成極富感染力的可視化數(shù)據(jù)。 由于 Web 應(yīng)用框架是由開放的標準 (如 HTTP，HTML，VRML 等)組成，這些標準相對于硬件平臺和操作系統(tǒng)平臺是中性的。從開發(fā)者的角度來說，開放的標準意味著平臺自由性。開發(fā)者能在 Web 應(yīng)用框架上采用許多開發(fā)工具編寫應(yīng)用程序，并在許多硬件平臺、操作系統(tǒng)下部署這些應(yīng)用程序。（二）、從 LAN 到 Inter 的可擴展性好 由于 VRML 和其他 Web 程序有著共同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 TCP/IP，因而基于 Web 的虛擬產(chǎn)品技術(shù)既能在小型局域網(wǎng)上應(yīng)用，又能在支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬24大型廣域網(wǎng)乃至 Inter 上應(yīng)用。 （三）、性/價比高 Web 使用統(tǒng)一的通用客戶端程序(即 Web 瀏覽器)處理顯示來自不同服務(wù)器的數(shù)據(jù)，而這些服務(wù)器可以不同的協(xié)議、不同的格式傳遞文件。由于 Web 應(yīng)用框架包含了開放標準，客戶端程序可以使用 HTTP 協(xié)議訪問 HTML 文件或 Java Applet，使用 FTP 協(xié)議下載文件，使用 SMTP 或 POP 協(xié)議收發(fā) Email，通過 VRML 文件訪問 3D 影象，以及訪問許多其他的網(wǎng)絡(luò)資源。這個通用的客戶端程序消除了現(xiàn)在的 C/S應(yīng)用中往往需要不同客戶端軟件所帶來的隱含費用支出。通用的客戶端程序還使用戶能夠以一致的方式與所有基于 Web 的應(yīng)用交互，減少了技術(shù)支持和培訓費用。所有這些因素使得基于 Web 的虛擬產(chǎn)品技術(shù)具有良好的性能價格比。七、VRML 程序編寫工具——VrmlPad VRML 是 ASCII 文本語言，它不需要經(jīng)過任何編譯器編譯，所以，可以在任何文本編輯器里進行代碼編寫。下面介紹一個專業(yè)的 VRML 語言編程工具 VrmlPad。VrmlPad 中文版是一個很好的 VRML 語言編輯器 ParallelGraphics 公司出口的VRML 開發(fā)工具，該工具有以下特點：（一）、可以編本地和遠程的文件；(二)、支持高級查找，使用書簽，支持取消操作和重復操作；(三)、分色顯示，自動偵錯功能；(四)采用樹形結(jié)構(gòu)顯示場景；(五)、支持在右邊框中即時預覽和瀏覽器中全屏預覽；(六)有功能強大的發(fā)布向?qū)В?七)、VrmlPad 環(huán)境中可以處理和執(zhí)行其他語言編寫的外部應(yīng)用程序；(八)、提供了文件列表功能，便于用戶管理目錄。該編輯器具有自動完成功能、糾錯功能、預覽功能以及場景樹、路徑圖等極大的程度方便了腳本的編寫。軟件界面如圖 213：支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬25圖 213 界面支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬263 支撐掩護式液壓支架總體方案選擇 采煤工作面頂板組成及其分類 頂板組成采場圍巖包括煤層上方的直接頂、基本頂、和煤層下方的直接底板。它們的機械性質(zhì)和運動特征對工作面支護設(shè)備選型和支護參數(shù)選擇至關(guān)重要。煤層采動后，因頂板出現(xiàn)變形、斷裂和垮落，煤體被壓松和發(fā)生片幫，支護設(shè)備的載荷增大和底板鼓起等原因引起的礦山壓力顯現(xiàn)。隨著采煤工作面從開切眼向前推進，采空區(qū)直接頂懸露面積逐漸增大，其下沉和變形也隨之增大。當推進到初次垮落步距（從開切眼到工作面初次切頂線的距離）時，直接頂開始冒落，形成冒落帶。直接頂冒落后，基本頂懸露出來。隨著工作面向前推進，基本頂在礦壓作用下不斷產(chǎn)生裂隙和變形，形成裂隙帶。當達到極限垮落步距 L0 時發(fā)生斷裂和垮落，及基本頂初次來壓。以后隨著工作面推進，基本頂呈周期垮落。在彎曲下沉帶中，裂隙很少，僅巖層間有離層現(xiàn)象，它對支護設(shè)備的載荷影響不大。 頂板穩(wěn)定性特征及分類一、直接頂?shù)姆€(wěn)定性劃分 直接頂是工作面支架首要的支護對象。對直接頂?shù)姆€(wěn)定性評價，是支架結(jié)構(gòu)和支護參數(shù)選擇的首要依據(jù)。研究表明，影響頂板穩(wěn)定性的主要因素是: （一） 、組成頂板巖石的堅硬程度和脆性特征。一般用單軸抗壓強度(Rc)表征其堅硬程度，杭拉強度反映其脆性特征。 （二） 、頂板巖層分層厚度和分層強度沿厚度的分布。這里涉及剛度較大的巖層(承載層) 和剛度較小的巖層(可稱為隨動層) 的厚度及相對關(guān)系。 （三） 、頂板巖體的完整程度。主要以節(jié)理弱面的發(fā)育程度來表征，包括分層厚度和節(jié)理特征(有密度、方向、組數(shù))。 以上 3 個指標是反映直接頂穩(wěn)定性的基本要素。從巖層控制的需要出發(fā)，有必要對直接頂?shù)姆€(wěn)定性進行實用性分類。 研究表明，直接頂初次垮落步距是綜合反映其穩(wěn)定性的權(quán)威性指標。直接頂初次垮落步距與直接頂分層厚度、巖石單軸抗壓強度、裂隙密度密切相關(guān)。直接頂分類指支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬27標見表 31。表 31 直接頂穩(wěn)定性分類指標1 類（不穩(wěn)定）項目1a（極不穩(wěn)定） 1b（較不穩(wěn)定）2 類（中等穩(wěn)定） 3 類（穩(wěn)定）4 類（非常穩(wěn)定）基本指標 lz≤4m 4m﹤lz≤8m 8m﹤lz≤18m 18m﹤lz≤28m 28m﹤lz≤50m輔助指標泥巖、泥頁巖節(jié)理裂隙不發(fā)育。分層厚度~；抗壓強度小于38MPa；綜合弱化常量泥巖、碳質(zhì)泥巖；節(jié)理裂隙較發(fā)育；分層厚度~；抗壓強度 10~60MPa；綜合弱化常最~ 致密泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖、砂巖；節(jié)理裂隙不發(fā)育；分層厚度 ；巖石強度26~；綜合弱化常量 ~砂巖、石灰?guī)r；節(jié)理裂隙很少；分層厚度 m；巖石強度3299 MPa；綜合弱化常量C=致密砂巖、石灰?guī)r；節(jié)理裂隙極少；分層厚度 ；巖石強度22~56MPa；綜合弱化常量 ~二、基本頂?shù)V壓顯現(xiàn)分級 基本頂是指直接位于煤層之上對干工作面動態(tài)有不同程度影響的較硬巖層。它的運動特征對于綜采工作面支架設(shè)計和選型有重要意義。研究表明，基本頂斷裂對工作面壓力顯現(xiàn)的影響程度取決于：（一） 、基本頂初次或周期來壓步距，它是基本頂厚度、抗拉或抗壓強度及被裂隙弱化程度的綜合反映；（二） 、直接頂垮落后的充填程度，通常用直接頂厚度與采高的比值表示；（三） 、采高在直接頂厚度一定的情況下，采高愈大，礦壓顯現(xiàn)愈強烈。三、回采工作面底板分類綜述對綜采工作面圍巖控制有重要影響的是直接底板對支架的抗壓人特性。實測研究表明，底板抗壓人特性可分為 3 種典型類型：脆性、塑脆性和塑性。每種類型又可分為增阻型和降阻型兩類。其共同特點是，在支架未壓入底板前，底板具有線彈性特征，具有不同的抗壓縮剛度，二一旦支架或支柱壓入底板后抗壓縮剛度顯著降低，頂板下沉顯著增大。 為便于進行地板控制的優(yōu)化設(shè)計，需對底板進行分類。底板分類的基本原則是：支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬28根據(jù)實測的底板容許極限載荷作為基本指標、底板抗壓入剛度作為輔助指標對工作面底板進行分類，依此作為支架選型和圍巖可控性分類的基本依據(jù)，避免支架或支柱在相應(yīng)類別工作面出現(xiàn)壓入底板。采煤工作面底板分類標準，見表 32表 32 采煤工作面地板分類標準底板類別 基本指標 輔助指標 參考指標名稱 代號 容許比壓 pp /MPa容許剛度 Sp/MPamm1 容許單向抗壓 Rp/MPa極軟松軟較軟ⅠⅡⅢaⅢbpp≤＜p p≤＜p p≤1010＜p p≤16Sp≤＜S p≤＜S p≤＜S p≤Rp≤＜R p≤＜R p≤＜R p≤中硬堅硬ⅣⅤ16＜p p≤32pp＞32＜S p≤Sp＞＜R p≤Rp＞ 支架架型選擇 在液壓支架與圍巖力學相互作用的基礎(chǔ)上，綜合分析不同地質(zhì)條件下支護力確定的理論研究成果并分析不同支架的結(jié)構(gòu)力學特征，為支架選型提供依據(jù)。 液壓支架選型準則液壓支架選型必須考慮的主要地質(zhì)條件和采礦條件是：? 直接頂穩(wěn)定性類型。? 基本頂級別及相應(yīng)的礦壓顯現(xiàn)參數(shù)（初次和周期來壓步距、來壓時載荷、直接頂厚度） 。? 底板類別及相應(yīng)的力學參數(shù)（容許載荷強度、抗壓縮剛度） 。? 截高、煤層強度、節(jié)理方向、煤層厚度變化等。? 煤層傾角和工作面推進方向。? 瓦斯等級和必需的通風斷面等。除以上常見的主要條件外，還必須考慮以下特殊因素：? 上下部采動條件。? 相鄰區(qū)段或兩側(cè)開采條件。? 地質(zhì)構(gòu)造、斷層、褶曲等分布和參數(shù)。支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬29? 開采深度。? 頂?shù)装搴畬拥? 圍巖可控性分組根據(jù)直接頂類別、基本壓力顯現(xiàn)級別和底板抗壓入特性類別的不同組合，將采煤工作面圍巖的控制難易程度分為 3 組：表 33 圍巖可控性分組難控圍巖 較難控圍巖 易控圍巖項目G11 G12 G2 G3直接頂類別基本頂類別底板類別3，4Ⅳa，ⅣbⅢ，Ⅳ，Ⅴ1a，1bⅠ，Ⅱ，ⅢⅠ，Ⅱ2Ⅱ，ⅢⅠ，Ⅱ2，3Ⅰ，ⅡⅢ，Ⅳ，Ⅴ 液壓支架型選擇一、支架選型要素已知地質(zhì)和采礦條件，進行液壓支架結(jié)構(gòu)選擇時，必須考慮支架力學特征和對圍巖的適應(yīng)性，做出模糊評價，評價表見表 34。表 34 支架選型要素及評價掩護式 支撐式要素插底掩護式 一般掩護式支撐掩護式垛式 節(jié)式支架圍巖適應(yīng)性基本頂冒落傾向基本頂周期來壓底板壓入傾向防煤壁片幫通風斷面頂梁前端支撐力頂梁后端支撐力頂板覆蓋率隔絕采空區(qū)能力橫向穩(wěn)定性對截高適應(yīng)性支撐效率支護強度優(yōu)差良優(yōu)差優(yōu)差優(yōu)優(yōu)良良差良良良差良良良良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良良良優(yōu)優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差優(yōu)優(yōu)差優(yōu)差優(yōu)差差差良優(yōu)優(yōu)差良優(yōu)差優(yōu)差優(yōu)差差差良優(yōu)優(yōu)支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬30對傾角適應(yīng)性 良 優(yōu) 良 良 差進一步考慮不同架型和結(jié)構(gòu)的支架——圍巖力學相互作用、支撐力矩、底板比壓等特點，掩護式和支撐掩護式支架的圍巖適應(yīng)性進行比較結(jié)果見表 35。表 35 不同結(jié)構(gòu)液壓支架的力學特征支架型式 結(jié)構(gòu)特征 主要力學特征 對圍巖適應(yīng)性評價掩護式支掩式支頂式二柱支掩掩護式二柱支頂掩護式支架承載力較小，底板比壓均勻，主動水平力較大；支架承載力大，穩(wěn)定性好，底座尖端比壓較大，對頂板的主動水平力大，前端支撐力大?；卷敘瘢蚣墡r層組合適應(yīng)直接頂 1，2，3類，基本頂Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級，底板Ⅱ類以上。Ⅰ類底板需限制支架對底板尖端比壓支撐掩護式支頂支掩支頂式四柱支頂支掩式四柱 X 型四柱支撐掩護式穩(wěn)定性好，抗水平力強，比壓均勻，但支撐力利用率低；頂梁合力調(diào)節(jié)范圍大，承載力高；承載力大，切頂性能強，比壓較均勻。主要適應(yīng) 2，3 類直接頂，Ⅱ，Ⅲ級基本頂；主要適于薄煤層；主要適于 2，3，4 類直接頂，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ類級基本頂，底板類別不限。支撐掩護式液壓支架總體方案設(shè)計及仿真模擬31二、液壓支架選型建議對于具體條件下的液壓支架選型，必須考慮該條件的直接頂?shù)?