微型四柱式放顶煤液压支架设计及其适应性
郭军1
郭星辰2
冯国瑞3
郭育霞2
文晓泽2
李丽绒4
王子2
皇文博2
康立勋2
1.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西焦煤集团有限责任公司,山西 太原 0300242.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 0300243.太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西 太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,山西 太原 0300244.山西焦煤集团有限责任公司,山西 太原 030024
摘要：微型液压支架及其测控系统在物理试验中起到至关重要的作用,为更好地结合工程实际,保证试验结果的科学性、准确性和真实性,利用SOLIDWORKS软件对微型支架进行三维建模、运动仿真、强度测试.对液压系统所需元件进行非标设计改造,基于RC模型理念配置完善的液压及测控系统,并对支架力学性能进行了相应的测试.结果表明:微型支架在符合结构和承载特性相似的前提下,通过控制泵站压力并在液压阀的配合作用下可满足试验中可控性以及多变量要求.以MNZF0.2/0.55/0.84 微型液压支架及测控系统设计为例,给出了支架结构设计的具体步骤和液压系统的换算公式,阐明了支架设计思路及注意事项.支架强度大,刚度稳定,泵站压力可达到3MPa以上,远高于试验需求.支架前端梁运动曲线符合双纽线特征,运动轨迹变化范围仅为0.46 mm 左右,小于理论上的最优值.支架在初撑、增阻、恒阻和卸压阶段能满足其承载特性及运动要求.经测试,支架工作阻力为168 N,对应的支护强度为 0.54 MPa,系统压力仍有较大的富余量.护帮千斤顶采用与立柱相同的液压系统,可对煤壁起到保护作用,其与顶梁组成的支撑体系能够更好地体现支架围岩的耦合特性.研究结果可为支架与围岩耦合相关物理试验单一变量或多变量分析提供借鉴,其与围岩耦合相关试验数据对现场应用具有重要的参考价值.
关键词：综放开采液压支架运动仿真物理试验静应力分析
分类号：TD88(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(51904203)国家自然科学基金(51925402)中国博士后科学基金面上资助项目(2021M702049)
论文发表日期：2023-12-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 766-777 )
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