F2400型放顶煤液压支架顶梁破损原因分析与改进研究

张 强

（山西大同永定庄煤业公司，山西 大同 037024）

引言

放顶煤液压支架作为煤炭采掘过程中的重要设备，是采煤工作面正常运行的重要保障[1]，直接关系着煤炭开采的安全性和效率，必须引起高度重视[2-3]。顶梁作为放顶煤液压支架的关键结构件，其结构的强度与液压支架的承载能力息息相关[4-6]。

1 放顶煤液压支架的特点及问题

煤炭采掘工作面内正在使用的是F2400型放顶煤液压支架，因其具有很好的适应性，在煤炭采掘工作中的应用较为广泛。其特点包括：具有连续较低的放煤口，放煤效果好、采出率高；煤壁到放煤口的距离较大，有利于顶煤的破碎及放落；较低的出煤口有利于降低工作面内部的煤尘浓度，可改善矿工的作业环境；四杆机构的运用，使其具有较强的承载能力，工作稳定性较好；尾板具有切割煤块的功能，保证放煤口下煤顺利进行，有利于顶煤的冒落，保证放煤的连续性和效率。虽然放顶煤液压支架具有较多的优点，但是近两年煤炭采掘量不断增加，对其结构强度要求较高，因顶梁服役条件较为苛刻，工作过程中出现了破坏，导致液压支架失效，因此有必要进行原因分析和优化改进。

2 放顶煤液压支架顶梁有限元分析

2.1 顶梁三维模型的建立

放顶煤液压支架顶梁有限元分析的第一步是建立顶梁的三维模型，经过顶梁的现场测绘，结合工程图纸，完成了F2400型放顶煤液压支架顶梁三维模型的建立。为了提高后续有限元仿真分析的效果，降低仿真计算时间，建模过程中进行了一定程度的简化，忽略了结构中对分析结果影响不大的倒角、圆角、螺纹等。……