矿井液压支架底座结构的优化设计

王锐兵

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046699）

引言

矿井液压支架是综采工作面的安全生产设备。液压支架通过自身的结构作用力，保障一线作业人员有足够安全的作业空间。通过支撑上部围岩的重量，确保煤炭开采能够顺利进行。液压支架通过液压缸内高压油液对各个承载部件进行伸缩，根据工作面的地质形状改变支撑位置，关系到整个开采过程的生产安全。面对恶劣的矿井环境，液压支架的升柱、降柱都受到了较大的冲击载荷以及振动力作用。尤其是液压支架的底座是承载上部载荷的关键部件，底座的抗冲击性能关系到液压支架的安全性[1]。由于地质情况的变化，底座发生受扭破坏的情况较多，在设计时所选用的安全系数较低，容易使得支架发生倾倒。因此，应提升液压支架底座的结构强度并且实现减重设计。

1 ZF3880/20/30型液压支架简介

ZF3880/20/30型液压支架主要应用于中薄煤层，其组成构件包括顶梁、底座、立柱、尾梁等关键部件。单个液压支架的质量为11.54 t。在综采工作面中，对矿井恶劣作业环境的适应性较强，尤其在坡度小于10°倾斜煤层中能充分发挥出工作性能[2]。该型号液压支架可沿底板一次性放顶煤作业，在紧急或特殊环境中也可用急倾斜特厚煤层，实现综采工作面的分层放顶煤开采。主要的性能特点为纵横向稳定性好、支护能力较强、作业灵活性较高、对顶板适应性强[3]。

2 液压支架底座仿真模型的建立

2.1 工具软件的连接

为了确保ZF3880/20/30型液压支架仿真计算有良好的兼容性，采用Pro/E三维建模软件与ANSYS Workbench仿真软件相结合，通过CAD/CAE的通讯接口实现仿真协同环境的建立。……