矿井液压支架在动态力学条件下的结构强度分析研究

杨青合，赵 虎，李 博

(1.郑煤集团 告成煤矿，河南 登封 452477； 2.河南省煤炭科学研究院有限公司，河南 郑州 450001)

矿井液压支架是地下开采煤炭物料时的支承机构，是维持综采工作面安全运行的关键设备。近年来，随着地下综采工作面的长度逐渐增加，液压支架的使用不断提高了开采效率。此外，还开发了水力支承，以适应高、超高的开采高度，实现深、厚煤层的有效开采。随着矿井综采工作面长度和水力支承高度的增加，地下面宽度和采度随之增大。因此，地顶压力梯度降低，工作载荷压力强度增加。同时，上梁和顶层上方位置的异常沉降和坍塌对支架造成的影响越来越大。因此，深、超长煤面承载力是决定支承安全可靠的关键[1-3]。在液压支架的所有工作条件下，冲击载荷对其机械性能的影响最大。液压支架的安全性关系到了一线作业人员以及矿井安全生产。冲击载荷会破坏支承的原力平衡，导致支承失去其稳定性并发生晃动，在最坏的情况下甚至会导致支承面坍塌，从而导致重大煤矿事故。因此，必须对支承性能的冲击载荷的动态力学进行深入分析，并且找到液压支架敏感的铰链点，实现冲击载荷下的液压支架的更加优异结构支承性能，全面提高其支承稳定性。

1 液压支架应力安全问题

1.1 研究背景

目前已经提出了许多关于地下支承的承载力与顶层和底板之间的关系以及冲击载荷对支承轴承的影响的研究，但是研究还存在一定的短板，尤其是液压支架的刚—柔模型还没有正确建立。……