ZY4800/06/16.5型液壓支架力學分析

南寧 舒啟林 齊偉明

摘 要：文章通過對ZY4800/06/16.5型液壓支架在鐵法礦區小青煤礦的應用，介紹該支架的結構及技術參數，更為重要的是根據其現場工礦條件，對支架進行力學分析，驗證液壓支架結構的合理性。

關鍵詞：液壓支架；結構；力學分析

中圖分類號：TD355 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0190-03

Abstract： Through the application of ZY4800/06/16.5 hydraulic support in Xiaoqing Coal Mine of Tiefa mining area， the structure and technical parameters of the support are introduced. The mechanical analysis of the support is carried out to verify the feasibility of the structure of the hydraulic support.

Keywords： hydraulic support； structure； mechanical analysis

引言

鐵法礦區薄煤層資源豐富，儲量占總量的24.3%，隨著鐵法礦區中厚及厚煤層資源日益枯竭，薄煤層的開采對于鐵法能源公司整合煤炭資源，提高開采利用率有著十分重要的意義。自2014年開始，小青礦開始瞄準1米以下極薄煤層開采的難題，經過3個月的技術攻關，在平均采高0.9米的極薄煤層開始試驗獲得成功，填補國內1米以下極薄煤層高效安全開采的技術空白。

為適合1米以下極薄煤層刨煤機生產技術的需要，為降低液壓支架支護高度，保證頂板支護強度，小青礦采用有效支撐高度為1650毫米，最小支護高度為600毫米，伸縮比大，能夠適應極薄煤層煤厚變化的ZY4800/06/16.5型液壓支架確保符合頂板支護要求。

1 液壓支架技術參數

支架型號：ZY4800/06/16.5型掩護式液壓支架

支架高度：最低高度600mm

最高高度1684mm

工作阻力：4800kN

初撐力：3344kN

平均支護強度：0.5～0.66MPa

對底板比壓：平均1.3MPa

支架中心距：1500mm

支架寬度：1440～1600mm

執行標準：MT 312-2000

推移千斤頂行程：334+343mm

推移步距：600mm

推溜力/拉架力：158/293kN

操縱方式：電液控制

額定供液壓力：31.5MPa

2 液壓支架的組成和結構特點

液壓支架主要由金屬構件，液壓系統及電氣控制系統組成。如圖1。

液壓支架的主要結構特點：

（1）支架采用整體頂梁，支架頂梁前部按照等強原則采用高強鋼板多層疊焊實芯結構。

（2）頂梁和掩護梁均帶單側活動側護板。

（3）推移裝置結構推移千斤頂正裝，液壓系統差動連接，保持DBT公司原設計型式。

（4）底座仍采用左右對稱分體型式，中間不封底。

（5）為減小支架前端比壓，底座前端盡量向前延伸。

（6）在支架前端設置安全行人通道，滿足支架設計規范安全性要求。

（7）支架采用先移架后推溜的及時支護工作方式。

3 液壓支架力學分析

頂梁的受力分析：頂梁是液壓支架的重要部件，必須有極強的剛度和強度，并且能夠與頂板有效接觸，使應力能夠平均分布。此外，頂梁必須有較強的穩定性，能有效的支撐頂板。通過對頂梁的理論分析，可以驗證液壓支架的設計性能。但實際載荷比較復雜，分布情況也千變萬化，因此將頂梁的受力情況簡化為節點力。

頂梁的分離圖受力如圖2所示，其中O點為頂梁與掩護梁的鉸接點。

載荷Q作用點O點的距離為l，根據力矩平衡列下式可求得。

4 掩護梁的力學分析

掩護梁的分離受力分析圖如圖3所示，O1為瞬心。

5 底座的受力分析

取底座作為分離體進行受力分析，其中A點為前連桿作用點，B點為后連桿作用點。如圖4所示，求底板對底座的反作用力Q'及作用點距后連桿支撐點的距離。

根據力學平衡可列下式

6 結束語

液壓支架主要外載荷是底座和底板、頂梁和頂板之間的作用力，但是煤層的地質條件比較復雜，底座和底板、頂梁和頂板之間的接觸狀態不固定。通過對頂梁、掩護梁、底座的力學分析計算，可以驗證液壓支架的結構合理性。

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