矿井大采高工作面液压支架结构优化设计

温 鹏

(晋能控股装备制造集团 中央机厂,山西 大同 037001)

0 引言

随着对煤炭资源需求量的不断增加，煤矿企业在开采煤炭过程中会采取更加高效的生产方式，其中大采高综采的生产方式被煤矿企业逐渐接受并应用于实际生产中。大采高综采的采煤方式需要更多的机械化设备作为保障，尤其是液压支架在大采高综采过程中所发挥的作用尤为关键。矿用液压支架是由金属结构和液压元器件综合组成的支撑设备，可以有效并安全地对工作面进行支撑，确保作业人员的安全，保障采煤过程的顺利进行[1]。根据对实际工作现场调研发现，随着大采高工作面的加长，对液压支架的工作性能有了更高的要求。液压支架长期在恶劣的环境中工作，受到了疲劳循环载荷的作用，导致液压支架的关键零部件出现变形甚至是断裂。为此，本文以煤矿企业常用的ZY12000/28/64D型液压支架为研究对象，结合工程实际载荷的施加情况，采用有限元分析法得到该型号液压支架顶梁受到扭转作用力后的整体应力分布规律及结构的薄弱环节，并根据仿真分析结果对液压支架的薄弱结构进行优化，减小整体结构的应力集中，有效提高液压支架的使用寿命。

1 矿井液压支架的工作原理及试验标准

1.1 工作原理

液压支架的工作过程包括升架、降架、移架和推移[2]，各种作业动作通过液压泵站提供的液压油的流动完成，其结构组成及工作原理如图1所示。液压支架的升降主要是依靠立柱完成，以实现对周围岩层的承载作用；……