開題報告-中厚煤層支撐掩護式液壓支架結構設計

開題報告題目：支撐掩護式液壓支架結構設計專題：大批量定制生產在礦山機械中的應用班級：學號：姓名：指導教師：

開題報告立論依據(jù)（包括項目研究的目的和意義，國內外研究現(xiàn)狀分析）；項目的研究意義近20年來，我國綜合機械化采煤得到飛快發(fā)展，并且達到了一定的水平。通過在不同條件下綜合機械化采煤的探索和實踐,已經積累了豐富的經驗，從而為我國實現(xiàn)綜采高產高效奠定了基礎。近幾年來有近20余個綜采隊年產接近或超過百萬噸，但仍有六分之一的綜采隊處于低產狀態(tài)。為了普遍提高我國綜采隊年產水平，研制并選用適于我國煤層賦存條件及礦壓特點的液壓支架是十分急需的。液壓支架是以高壓液體為動力，由金屬構件和若干元件組成.它能實現(xiàn)支撐,切頂,自移和推溜等工序。與大功率采煤機，大運量的可彎曲刮板輸送機組成回采工作面的綜合機械化設備。由于液壓支架具有保護性能好，強度高,移架速度快，安全可靠等優(yōu)點，所以，它的使用能增加采煤工作面的產量，提高勞動生產率，降低成本，減少工人的體力勞動和保證安全。因此，液壓支架是實現(xiàn)采煤綜合機械化和自動化不可缺少的設備，研制并使用適于我國煤層賦存條件及礦壓特點的液壓支架具有十分重要的意義。2、國內外的科技現(xiàn)狀目前國內外開采緩厚煤層采用的房柱和傾斜分層長壁采煤法,存在的問題是回收率低,掘進量大,巷道維護費用高,頂板管理困難,煤層容易自然發(fā)火等.為了解決這些問題,很多國家都在研究解決厚煤層采煤法.解決途徑之一是發(fā)展整層垮落采煤法.近年來,俄羅斯對此進行了一系列工業(yè)實驗,至今已有3.5~5.0m采高的綜采設備用于煤礦.西德也研制出大采高的綜采設備.為發(fā)展我國的整層開采緩厚煤層采煤技術,北京煤礦機械廠研制的BY320-23/45型掩護支架在開灤林南倉礦傾角25~35度,頂板破碎的條件下使用,月產平均四萬余噸,支架無損壞,采面工作狀態(tài)良好,為我國傾斜煤層整層開采厚煤層創(chuàng)造了經驗,緩傾斜厚煤層一次采全高綜采隊年產超過百萬噸.二、設計產品的用途和應用領域在采煤工作面的煤炭生產過程中,防止頂板冒落,維持一定的工作空間,保證工作人員的安全和各項作業(yè)的正常進行,對頂板進行保護和支護應用在Ⅱ2頂板,底板為粗砂巖,煤層傾角小于15度的煤炭開采中.設計方案1、設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題（分別填寫）設計目標:設計一種適用于煤層厚度3.2m~4.0m,頂板條件為Ⅱ級2類,底板為粗砂巖,煤層傾角小于15度的液壓支架.研究內容:研究適應煤層賦存條件及礦壓特點的液壓支架,使液壓支架在厚煤層開采中更能發(fā)揮作用.主要有:a液壓支架工作阻力的確定b掩護式支架受力分析c立柱及千斤頂?shù)脑O計d支架平衡千斤頂?shù)姆治鰁液壓支架頂梁載荷分布及設計f端面頂板維護及四連桿結構設計g掩護梁和底座受載及其設計h液壓支架結構件強度驗算I液壓支架特性,支護效果及初撐力分析j液壓系統(tǒng)設計擬解決的關鍵問題:a架型或參數(shù)與煤層賦存條件不適應b支架穩(wěn)定性差,造成支架傾倒c掩護梁易開裂,四連桿變形d平衡千斤頂易損壞e煤壁易片幫2、設計方案（須有文字和示意簡圖說明）(1)頂梁由鋼板焊接而成的箱形斷面結構,活動側護板的千斤頂和彈簧設于頂梁箱體內.(2)掩護梁也用箱形變斷面焊接結構,以增加強度.(3)底座也是箱形變斷面結構,可以適應受力及快速移動的要求.(4)前，后連桿為分體式箱體結構,分別與掩護梁和底座鉸接形成四連桿結構,四連桿保證在支梁調高范圍內,使頂梁前端與煤壁之間的距離基本不變,支架的掩護空間無較大變化,提高支撐的支護性能.(5)采用兩級護幫裝置,防止片幫傷人和引起冒頂,還能夠較好的適應不同幾何形狀的片幫煤壁。(6)采用雙伸縮立柱,兩根立柱直接支撐頂梁,與支撐在掩護梁上的掩護式支架相比,支架的支撐能力大.立柱前傾,可增加調高范圍.（7）推移千斤頂采用浮動活塞和短桿結構簡化了推移裝置。3、題目的可行性分析：(1)利用較高初撐力提高支架支撐效率,確保采面頂板移架后早期移近量小,以提高梁端距空頂處頂板穩(wěn)定性(2)利用四連桿機構控制端面頂板選取雙扭線最佳段為支架工作范圍,確保采面端面附近支架有較強的控制能力(3)利用頂梁側護板等護頂裝置,提高支架對頂板的封閉程度以提高支架護頂能力,防止破碎巖塊竄入回采空間影響生產,威脅人和設備的安全(4)利用防片幫裝置,減少片幫深度和面積,從而提高煤壁的穩(wěn)定性(5)鄰架操作,保證移架工人的安全,利用靈活快速的操縱閥,保證快速移架,以免因移架引起頂?shù)装逡七~量過大,使頂板難以控制4、本項目的創(chuàng)新之處此掩護式液壓支架,充分適應煤層的賦存條件,合理選用支架工作阻力及主要技術參數(shù),優(yōu)化了結構設計,保證足夠的安全系數(shù);這種支架比經濟型支架強度高,重量大,結構件強度足.采用兩級護幫裝置,以較好的適應不同幾何形狀的片幫煤壁.推移機構是框架式結構,后連桿下鉸點到底座地面的距離加大,提高了支架的可靠性.這種支架具有頂?shù)米?切得下,護的好,和走得動等基本條件外,還能夠站得穩(wěn),煤壁立得牢等特點.這種支架除有操作簡單,不存在立柱升降不同步的蹩卡問題外,還有遏止頂板巖層向采空區(qū)移動的縱向推力,頂梁矩可減少反復卸荷破