發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 13:41

【摘要】：液壓支架初撐力是井下采煤工作面支護(hù)設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù),其大小對(duì)采煤工作面的正常支護(hù)及安全高效生產(chǎn)具有很大影響。但近年來(lái),隨著大采高綜采技術(shù)的不斷進(jìn)步以及礦井開采深度的不斷增加,導(dǎo)致支架初撐力嚴(yán)重不足且分布不均等問(wèn)題的出現(xiàn),對(duì)液壓支架的支撐能力和支護(hù)性能提出了更高的要求。因此論文對(duì)液壓支架初撐力手動(dòng)增壓裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)分析研究,提高支架初撐力,防止頂板冒落,增加頂板穩(wěn)定性。論文首先在現(xiàn)有液壓支架研究的基礎(chǔ)上,對(duì)支架立柱回路系統(tǒng)及其承載過(guò)程進(jìn)行分析,通過(guò)多種增壓方式的對(duì)比分析確定利用手動(dòng)增壓裝置進(jìn)行增壓,并基于增壓控制回路設(shè)計(jì)分析確定了液壓傳動(dòng)與機(jī)械設(shè)計(jì)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。其次,根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)液壓支架初撐力手動(dòng)增壓裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì),完成增壓缸缸體、活塞、主閥體及連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并運(yùn)用Solidworks建模軟件完成手動(dòng)增壓裝置的三維建模;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)手動(dòng)增壓裝置的增壓控制閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立二維流場(chǎng)模型進(jìn)行FLUENT流場(chǎng)特性分析,完成不同閥芯開口度下的壓力、速度及矢量云圖分析,分析不同開口度下的流場(chǎng)變化并提出優(yōu)化意見,驗(yàn)證增壓控制閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)基于AMESim液壓仿真平臺(tái)對(duì)手動(dòng)增壓閥、手動(dòng)增壓裝置控制回路及支架立柱升架系統(tǒng)回路進(jìn)行仿真分析,模擬手動(dòng)增壓裝置的工作性能和控制回路的動(dòng)態(tài)特性。最后通過(guò)對(duì)比分析仿真曲線及手動(dòng)增壓裝置試制和井下現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn),證明手動(dòng)增壓裝置的設(shè)計(jì)符合預(yù)期的增壓要求,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、增壓效果明顯。論文在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)運(yùn)用虛擬仿真與流場(chǎng)特性分析對(duì)液壓支架初撐力手動(dòng)增壓裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和試驗(yàn)證明,手動(dòng)增壓裝置能夠滿足大采高綜采工作面的支護(hù)及安全生產(chǎn)要求,適應(yīng)性好,通用性強(qiáng),增壓穩(wěn)定可靠。研究成果對(duì)綜采工作面下的液壓支架升柱系統(tǒng)的穩(wěn)定性和礦井采煤工作面的安全生產(chǎn)具有一定的參考價(jià)值,并為支架初撐力增壓裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供一定的理論支撐,為后續(xù)液壓支架初撐力的研究提供了理論基礎(chǔ)和寶貴經(jīng)驗(yàn),也為煤礦綜采設(shè)備的開發(fā)提供新思路,具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

經(jīng)常出現(xiàn)直接頂?shù)某跗陔x層與破壞問(wèn)題，導(dǎo)致支架不能利用直接頂?shù)膫鬟f逡逑對(duì)老頂取得平衡而失去對(duì)工作面的有效支撐，從而可能引起重大安全事故的發(fā)逡逑生，如圖１－１所示。逡逑圖１－１工作面現(xiàn)場(chǎng)事故逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｏａｌ邋ａｃｃｉｄｅｎｔ邋ｏｎ邋ｓｉｔｅ逡逑最新調(diào)查研宄顯示，國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦井采煤工作面的液壓支架都存在著初撐逡逑力不足且頂板支撐力分布不均等問(wèn)題ｗ。本課題針對(duì)采煤工作面液壓支架初撐力逡逑不足的普遍現(xiàn)狀展開研究分析并設(shè)計(jì)一種液壓支架初撐力增壓裝置，解決采煤逡逑工作面的安全支護(hù)問(wèn)題。逡逑根據(jù)我國(guó)采煤工作面影響安全生產(chǎn)及生產(chǎn)效率的統(tǒng)計(jì)分析表明：７０％的安逡逑全事故是由液壓支架引起的，其中煤壁片幫、冒頂及垮塌、損壞支架等事故對(duì)逡逑１逡逑

由上述可知，當(dāng)液壓支架在現(xiàn)場(chǎng)完成支撐工作時(shí)，支架支撐力與支撐時(shí)間逡逑的關(guān)系可用支架工作特性曲線表示，特性曲線上的％、乃、乃分別表示支架的逡逑初撐、增阻和恒阻階段的時(shí)間吻，其工作過(guò)程如圖２－１所示。逡逑上述工作過(guò)程表明：液壓支架立柱回路系統(tǒng)在承載過(guò)程中首先使立柱底腔逡逑達(dá)到額定初撐力，隨著頂板壓力的進(jìn)一步增大，當(dāng)達(dá)到額定工作阻力以后，支逡逑架能夠達(dá)到穩(wěn)定支撐，與實(shí)體煤壁共同支撐上覆頂板，，將頂板在支架后端切斷，逡逑減少支架因支撐力不夠?qū)е旅簩佣嗣媛╉�、支架損壞與壓死、推倒支架等頂板逡逑事故發(fā)生。逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD355.4

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本文編號(hào)：2610529