【正文】 大舉措就是資源整合，建立更加安全、集約、高效大型煤炭集團。而我國主要產(chǎn)煤地區(qū)主要集中在中東部地區(qū)，且這些地區(qū)煤田開發(fā)和開采主要有兩個問題，一是煤層開深度越來越深，該區(qū)大部分礦井開采深度在5001000m，有的礦井開采深度已經(jīng)超過1000m。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書i目錄1 緒 論 .............................................1 液壓支架發(fā)展歷史 ..............................1 放頂煤液壓支架及放頂煤開采工藝 ................2 放頂煤采煤法 ..............................2 放頂煤工藝 ................................5 放頂煤工藝的分類及其特點 ..................5 液壓支架的工作原理及分類 ......................6 液壓支架的工作原理及分類 ..................6 低位放頂煤綜采的顯著特征 ..................7 低位放頂煤液壓支架組成 ........................8 承載結(jié)構(gòu)件 ................................9 執(zhí)行元件 ..................................9 控制元件 .................................10 輔助裝置 .................................11 液壓支架型號表示方法 .........................11 液壓支架產(chǎn)品型號說明 .....................11 支架型號舉例 ............................122 支架設計 ........................................12本次液壓支架設計的基本參數(shù) .......................12低位放頂煤支架設計要求 ...........................13河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書ii 支架選型、基本參數(shù)設計 .......................13 支架選型設計 .............................13 液壓支架基本參數(shù)的設計 ...................14 支 架四連桿機構(gòu)的設計 .....................16 支架承載結(jié)構(gòu)件的設計 .........................30 支架承載結(jié)構(gòu)件的設計要求 .................30 頂梁設計 .................................33 底座的設計 ...............................36 掩護梁設計（圖 詳見設計圖紙） ............37 前、后連桿設計 ...........................37 尾梁設計 .................................38 插板設計 .................................38 推移機構(gòu)設計 .............................38 輔助裝置防護裝置及放頂煤裝置設計 .........39 支架的執(zhí)行元件設計 ...........................40 支架承載結(jié)構(gòu)件確定后校和確定的主要技術(shù)參數(shù) .40 支架的執(zhí)行元件概述 .......................41 支架執(zhí)行元件型號一覽表 ...................42 立柱結(jié)構(gòu)設計和強度計算 ...................45 立柱強度驗算 .............................48 液壓系統(tǒng)、噴霧降塵系統(tǒng)及其電液控制元件選型設計 53 液壓系統(tǒng) .................................53 液壓原理 .................................53河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書iii 降塵系統(tǒng) .................................55 控制系統(tǒng) .................................56 電液控制系統(tǒng) .............................573 支架受力分析 .....................................62 支架工作狀態(tài) .................................62 計算載荷的確定 ...............................63 支架受力分析與計算 ...........................64 主頂梁的受力分析與計算 ...................64 座的受力分析與計算 .......................66 頂梁的載荷分布 ...............................67 底座接觸比壓 .................................694 支架強度計算 .....................................70 強度條件 .....................................70 頂梁強度校核 .................................71 底座強度校核 .................................755 結(jié) 論 ............................................796 致 謝 ............................................817 參 考 文 獻 ......................................82河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書iv前 言我國幅員遼闊，人口眾多，能源消耗總量大。同時我國又是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭在能源生產(chǎn)和消費中的比例一直在70%以上，而且這種格局短期內(nèi)不會根本改變；據(jù)有關專家預測，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。二是所謂三高，即高水壓、高地溫、高地壓問題日趨嚴重。所有這些都為機械化、自動化采煤工藝注入了活力，但要實現(xiàn)這些就需要大量高科技采煤設備，比如所謂的機械化采煤工作面的“三機”1 液壓支架 2 采煤機 3 刮板機。又加上我所學的專業(yè)，以及學校的優(yōu)勢專業(yè)和參加工作單位的性質(zhì)，使我決定選擇支撐掩護式放頂煤液壓支架設計作為本次畢業(yè)設計課題。本設計做的主要工作：基本參數(shù)的確定；四連桿機構(gòu)的選擇與設計；部分支架結(jié)構(gòu)件的；液壓系統(tǒng)的選擇與設計；自動化電液控制的選擇與設計；等等。由于理論水平，實踐經(jīng)驗所限，本設計難河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書v免有錯誤和考慮不足之處，敬請各位導師以及閱讀者提出寶貴的意見和建議。隨著刨煤機、鉆削式和滾筒式采煤機等快速采煤機的使用,木支柱既不能對頂板提供足夠大的阻力，其支設和回收也難滿足連續(xù)采煤的要求。在此基礎上，英國“道梯”公司在1954年，研制出垛式支架。1961年前蘇聯(lián)研制出了OMKT型掩護式液壓支架，該支架能有效防止開采過程中矸石滲入工作面；60年代末和70年代初，為了保持頂梁端點相對于煤壁作近似的直線運動，歐洲國家在OMKT型掩護式支架的基礎上作了許多改進，相繼出現(xiàn)了長頂梁、二柱、四柱以及多柱四連桿機構(gòu)的液壓支架；并且，為適應底板不平，底座采用分離鉸接式結(jié)構(gòu)；對于松軟底板，為減小底板比壓，采用接觸面積較大的底座；進入70和80年代，液壓支架又有了新的發(fā)展。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書2而我國液壓支架是從50年代末開始著手研制，經(jīng)歷可研制試驗、引進、仿制和改進創(chuàng)新等階段，直到現(xiàn)在的獨立設計階段，尤其在長壁放頂煤液壓支架方面有加大優(yōu)勢，甚至還出口到澳大利亞等西方國家；但我們也要清醒的認識到，我們在液壓支架電液控制、自動化控制，以及支架某些關鍵工程材料、支架CAD/CAE比較落后，還有許多路要走。我國綜采放頂煤開采開始于1982年，是由鄭煤機、北京煤炭科學研究總院開采所、沈陽煤研所共同研制的FY400－14/28中位放頂煤支架在沈陽局蒲河礦安裝試驗；30多年來可分為四個階段：1 試驗探索階段（19841990），以陽泉一礦8603工作面為模板2 推廣應用階段（19901995）以潞安王莊煤礦為模板3提高完善階段（19962022）兗州集團東灘和興隆莊煤礦為模板，3 自動化控制階段（2022至今）兗州集團興隆莊煤礦為模板，放頂煤開采工藝、回采率、煤塵、瓦斯、防滅火、大傾角、三軟、自動化等方面得到了迅速的發(fā)展，成為世界上綜采放頂煤開采技術(shù)發(fā)展最快、擁有放頂煤液壓支架數(shù)量最多的國家。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書4三機配套圖河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書5放頂煤工作面布置補充圖1采煤機 2—前刮板機 3 低位放頂煤支架 4—后刮板機低位放頂煤綜采示意圖河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書6 放頂煤工藝綜采三機相互協(xié)調(diào)，將割煤、移架、推前溜、拉后溜、放頂煤順序按照實際情況合理安排，并將煤炭運出工作面的過程。2)滯后支護方式：割煤—推溜—移架，頂板暴露時間長。以下為全國煤業(yè)集團的常用放頂煤工序：割煤－移架－推前溜－拉后溜－割煤－移架－推前溜－放頂煤－拉后溜。實踐證明，在特厚煤層開采中，采用放頂煤開采較分層開采等具有明顯的優(yōu)越性，主要有：（1）煤層掘進量小，掘進費用低、緩和了采掘關系；（2）減少了搬家倒面次數(shù)，節(jié)省了綜采面設備搬遷、安裝的工作量及費用；（3）較分層開采減少了鋪網(wǎng)工序、材料、工資及巷道維護費用等；（4）對急斜厚煤層，較普通法開采的工作面產(chǎn)量提高1－3倍；（5）提高了煤炭的塊炭率，增加煤炭的售價；（6）減少了設備的運行費，特別是采煤機，相對減少了噸媒設備折舊費或租賃費；（7）有利于礦井的集中控制，實現(xiàn)減面、減人、提高工效的目的；（8)提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，比一般回采工效提高2－5倍，經(jīng)濟效益十分顯著，噸煤成本一般降低8－20元/噸。 液壓支架的工作原理及分類 液壓支架的工作原理及分類液壓支架的工作原理：液壓支架以高壓液體為動力通過各種動力油缸的伸縮，是支架完成升起、降落、行走、和推移運輸機等各種動作，以便支架工作面不斷推進而反復支撐、前移和調(diào)整。 低位放頂煤綜采的顯著特征支架的后輸送機直接置于底板上，放煤口位置低、尺寸大，放煤口為插板式，無脊背煤炭損失，放煤效果好，煤塵小。左右）用以松動頂煤，并維持一個落煤空間。低位放頂煤支架的主要特點：(1)由于具有連續(xù)的放煤口，放煤效果好，沒有脊背煤損失，回收率高；(2)和其他支架相比，從煤壁到放煤口的距離最長，經(jīng)過頂梁的反復支撐和在掩護梁上方的垮落，使頂煤破碎較為充分，對放煤極為有利；(3)后輸送機沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時尾梁插板可以切斷大塊煤，使放煤口不易堵塞；(4)低位放煤煤塵小； 低位放頂煤液壓支架組成 低位放頂煤液壓支架有四大部分組成：a、承載結(jié)構(gòu)件b、執(zhí)行元件c、控制元件d、輔助裝置。 底座：直接與地板接觸，傳遞支撐力并用于支托立柱和其他部件。是掩護式和支撐掩護式的特征構(gòu)件。 執(zhí)行元件 立柱：液壓支架承載與實現(xiàn)升降動作的主要液壓元件。缸徑系列：680、100、121160、180、200等。 壓力控制閥：安全閥方向控制閥：液控單向閥、操縱閥、電液控制閥、先導控制閥 安全閥：限制液體壓力的液壓元件。 操縱閥：液壓系統(tǒng)中使液壓缸換向，實現(xiàn)各種動作。（高壓液體通斷） 交替單向閥：流量方向控制閥（用于聯(lián)動）河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書12過濾器、高壓膠管、三通、直通、U形卡、密封裝置、噴霧裝置、液壓元件固定裝置等 輔助裝置 推移裝置：用于推移支架和刮板輸送機的裝置。 擋矸裝置：防止矸石從采空區(qū)涌入工作面的裝置。 防倒防滑裝置：防止支架傾倒和支架移動時下滑裝置的總稱。 D－垛式 J－節(jié)式 Z－支撐掩護式 Y－掩護式 F－放頂煤 C－充填式 第二特征代號，表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、使用場所等。該礦的井田面積為41平方公里，礦井年產(chǎn)260萬噸，井田內(nèi)煤層賦層較深，其本礦的13160綜放工作面煤層平均厚度8m；傾角不大，為12176。最大16176。工2作面走向長：上巷816m，下巷848m，平均832m；傾向長146m，平均采。低位放頂煤支架設計要求低位放頂煤支架的設計要充分依據(jù)煤層的賦存條件，頂、底板狀況，礦壓大小，工作面傾角，及煤層厚度、層理裂隙發(fā)育情況、硬度和開采方法等，支架總體技術(shù)參數(shù)的確定應滿足：(1)工作阻力、支護強度的要求；(2)穩(wěn)定性要好，抗扭能力強；(3)頂梁、掩護梁以至尾梁密封性能好；(4)拉架力大，走得動；(5)能放煤，出煤易控制，(6)液壓系統(tǒng)簡單合