井下進(jìn)行的過多的開采作業(yè)使得巷道圍巖自始至終都承受著累積沖擊,巷道在沖擊之下所受的不可逆應(yīng)變造成巷道穩(wěn)定性減弱,更嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生坍塌、冒頂事故。本文提出一種滑移式超前支架裝備,介紹滑移式超前支架的基本組成及工作原理,研究該裝備力學(xué)特性,對于滑移式超前支架應(yīng)用、有效控制頂板變形、保證掘支同步、保障高效生產(chǎn)具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。以Solid Works軟件為基礎(chǔ),建立滑移式超前支架的實(shí)體模型。考慮綜掘巷道巖體屬性,建立綜掘巷道頂板力學(xué)模型。通過機(jī)理建模的方式,分別構(gòu)建支護(hù)與頂板之間的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。運(yùn)用ANSYS workbench軟件分析了滑移式超前支架在邁步過程狀態(tài)和全支撐狀態(tài)兩種工況下受頂板載荷影響下的應(yīng)力、應(yīng)變情況,分析了超前支架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的根本原因,得出了超前支架結(jié)構(gòu)變形規(guī)律。采用Recur Dyn軟件進(jìn)行仿真分析,建立滑移式超前支架柔化仿真模型,對仿真結(jié)果分析分別得到推移油缸推移邁步時(shí)橫梁受力情況和縱梁推移過程推移油缸應(yīng)變情況。將傳統(tǒng)的PID與模糊控制技術(shù)結(jié)合,對PID的有效參數(shù)進(jìn)行自穩(wěn)定調(diào)整,提高PID控制器在控制過程中的適應(yīng)性,同時(shí)進(jìn)行了支撐力自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真實(shí)... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

滑移式超前支架示意圖

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文12免于突發(fā)砸落事故。圖2.2滑移式超前支架支護(hù)原理Fig.2.2Supportingprincipleofhead-ontunnelwithadvancedsupportingequipment“滑移邁步、交互支撐”作為滑移式超前支架的基本工作原理，其設(shè)備主要支護(hù)形式可以簡單分為兩種，即單支護(hù)和全支護(hù)。在綜掘巷道掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)機(jī)會(huì)不斷推進(jìn)掘進(jìn)斷面，滑移式超前支架也需輪流式向前移動(dòng)。在設(shè)備輪流式向前行走過程中，前后支撐架能夠交替支護(hù)頂板，使頂板在設(shè)備滑移過程中也能得到有效支護(hù)。超前支架采用滑移邁步方式進(jìn)行移動(dòng)，邁步之前，首先收回側(cè)面護(hù)板，隨后下降后支撐架立柱，由前支撐架單獨(dú)支護(hù)頂板，后支撐架立柱下降到一定程度后后支撐架頂梁依附于前支撐架上，此時(shí)后支撐組底座隨立柱收縮逐漸抬起，使后支撐架懸掛于前支撐架上；之后推移油缸活塞桿伸出，推動(dòng)懸掛的后支撐架前移邁步；后支撐架前移單個(gè)步距后推移油缸停止運(yùn)動(dòng)，后支撐架立柱油缸伸出，巷道底板與后支撐架底座再次接觸，把縱梁頂起，從而巷道頂板被支撐在這個(gè)過程中，與巷道頂板接觸并承擔(dān)頂板壓力的只有一組支撐架，也即為單支護(hù)狀態(tài)。后支撐架滑移邁步過程完成后，后支撐架頂梁重新支護(hù)頂板，此時(shí)前后支撐架均處于支護(hù)狀態(tài)，整機(jī)處于全支護(hù)狀態(tài)。隨后前支撐架的立柱下降與頂板脫離，前支撐架立柱持續(xù)收縮，底座離開巷道底板，前支撐架懸空，后支撐架單獨(dú)支護(hù)頂板，整機(jī)處于單支護(hù)狀態(tài)；隨后推移油缸活塞桿縮回，帶動(dòng)前支撐架前移邁步；前支撐架前移單個(gè)步距后立柱油缸伸出，前支撐架恢復(fù)支撐狀態(tài)，整機(jī)完成一個(gè)滑移邁步動(dòng)作的循環(huán)�；剖匠爸Ъ芤揽恐谓M交替懸掛推移實(shí)現(xiàn)滑移邁步，通過滑移邁步方式跟隨掘進(jìn)機(jī)移動(dòng)�；剖匠爸Ъ茼斄呵安堪苍O(shè)有錨網(wǎng)自動(dòng)鋪設(shè)機(jī)構(gòu)，能夠在設(shè)備滑移?

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文14控制元件是操縱閥。2）阻尼回路阻尼回路可以使液壓缸的動(dòng)作平穩(wěn)，使浮動(dòng)狀態(tài)下的液壓缸具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。它是在液壓缸工作支路上設(shè)置節(jié)流閥或節(jié)流孔而成。3）鎖緊回路鎖緊回路用來閉鎖液壓缸工作腔內(nèi)的液體，使其在不操作時(shí)也能承載。超前支架中，單向鎖緊回路可用于控制推進(jìn)油缸，防止拉架時(shí)不穩(wěn)，為支架提供防滑防倒等能力。4）自�；芈啡缦聢D所示，操縱閥置于左位升柱時(shí)，立柱下腔液壓升高，高壓液體使二位二通自保閥3的液控閥K開啟（右位），壓力液通過二位二通自保閥3和單向閥2進(jìn)入立柱下腔。因而，即使操縱閥復(fù)位，仍能保持向立柱下腔供液。操縱閥置于右位立柱降柱時(shí)，立柱下腔壓力降低，二位二通自保發(fā)3在彈簧作用下復(fù)位（左位）。立柱下腔設(shè)置自保供液回路，可以保證立柱支撐力達(dá)到額定初撐力而不受操作因素影響，顯著改善了支架的實(shí)際支護(hù)能力，有利于頂板維護(hù)。1.立柱2.單向閥3.二位二通自保閥4.推進(jìn)油缸5.二位二通解鎖閥6.二位二通自保操縱閥圖2.4自�；芈稦ig.2.4Self-preservationcircuit5）背壓回路背壓回路如下圖所示，他能使液壓缸工作腔在回液時(shí)保持一定的壓力——背壓。立柱下腔的背壓可以實(shí)現(xiàn)支架擦頂帶壓移架。如下圖所示所示，將操縱閥6置于左位，向推移油缸5前腔供給壓力液準(zhǔn)備移架，但因支架未卸載還撐緊與頂?shù)装逯g，此時(shí)支架并不移動(dòng)。此時(shí)高壓液體到達(dá)背壓閥3的液控口K，使二位二通閥關(guān)閉。然后，將操縱閥4置于左位降柱，液控單向閥在壓力作用下開啟，當(dāng)立柱下腔液體壓力大于背壓閥中溢流閥的開啟壓力時(shí)，立柱下腔液體流回液管O。該溢流閥對立柱下腔產(chǎn)生的背壓應(yīng)能使立柱保持對

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦綜采工作面回采巷道超前支護(hù)分析[J]. 白常亮.  能源與節(jié)能. 2020(04)
[2]煤礦掘進(jìn)機(jī)的機(jī)器人化研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 楊健健,張強(qiáng),王超,常博深,王曉林,葛世榮,吳淼.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(08)
[3]綜采工作面回采巷道超前支護(hù)的力學(xué)機(jī)理研究[J]. 楊繼飛.  煤礦現(xiàn)代化. 2020(01)
[4]我國煤礦巷道支護(hù)理論及技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉德軍,左建平,劉海雁,洪紫杰,文金浩,史月.  礦業(yè)科學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[5]回采材巷平行巷道走向布置與垂直巷道走向布置的超前支護(hù)優(yōu)劣研究[J]. 李曉勇,單雄龍.  當(dāng)代化工研究. 2019(14)
[6]自移式臨時(shí)支架的異步耦合調(diào)平控制方法[J]. 李瑞,蔣威,王鵬江,程佳萌,吳淼.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(10)
[7]沿空留巷施工與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J]. 塵興邦,丁鍇,姜子琦,杜樹言.  世界有色金屬. 2019(16)
[8]煤巷快速掘進(jìn)超前支護(hù)探究[J]. 于慶.  能源與節(jié)能. 2019(09)
[9]我國煤巷掘進(jìn)技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 孫永強(qiáng).  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2019(19)
[10]泰安煤業(yè)近距離煤層下組12號煤層工作面巷道支護(hù)技術(shù)研究[J]. 田王健.  山西化工. 2019(03)

博士論文
[1]綜掘巷道邁步式超前支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)特性研究[D]. 盧進(jìn)南.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2014
[2]鋼管包裝電液伺服系統(tǒng)控制策略及其應(yīng)用研究[D]. 倪敬.浙江大學(xué) 2006

碩士論文
[1]深部綜采面超前支護(hù)體—錨固圍巖耦合機(jī)理與應(yīng)用[D]. 柴令.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]超前支護(hù)裝備位移與初撐力的控制方法[D]. 何勇.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[3]大采高綜采工作面懸移邁步式超前支架研究與設(shè)計(jì)[D]. 喬永力.西安科技大學(xué) 2017
[4]軟弱圍巖隧道掌子面穩(wěn)定性及預(yù)支護(hù)受力特性研究[D]. 李凱.北京交通大學(xué) 2016
[5]軟弱圍巖大斷面隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D]. 陳真才.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[6]綜掘巷道超前支架與圍巖相互作用研究[D]. 呂志.北方工業(yè)大學(xué) 2015
[7]大采高綜采面運(yùn)輸巷自移式超前支架支護(hù)研究[D]. 王威.西安科技大學(xué) 2015
[8]超前支護(hù)裝備—頂板系統(tǒng)力學(xué)特性研究[D]. 張睿.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[9]倒裝芯片鍵合頭力學(xué)特性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 宮文峰.桂林電子科技大學(xué) 2014
[10]微型履帶山地拖拉機(jī)穩(wěn)定性能研究[D]. 張戰(zhàn)文.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011



本文編號：3067555