大采高支架稳定性分析及保证措施.pdf

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1、总第175期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．03．026大采高支架稳定性分析及保证措施王雅．王晶(潞安机械公司，山西长治046204)摘要：以ZY18000／35／77D型掩护式大采高液压支架为例，分析了大采高液压支架的横向和纵向稳定性及稳定性的保证措施。关键词：大采高；液压支架；稳定性中图分类号：TD355．4文献标识码：B文章编号：1005-2798(2014)03．0072-02大采高工作面的核心技术是支护．支护效果取的重心高度，mm)。决于单架支架的稳定性和支护系统的稳定性。单架支架在最低高度3500mm时，支架的临

2、界倾倒支架的稳定性包括横向稳定性和纵向稳定性两个方角=arctg(B／2H)=arctg(1930／2X1996)=面，主要取决于四连杆机构参数、销轴配合间隙和结25．8。。构刚度。下面以自主研发设计的ZY18000／35／77D3)初撑力和带压移架对支架横向稳定性的型掩护式大采高液压支架为例，介绍单架支架的稳影响。支架初撑力大，则其主动作用于顶板上的力定性。就大，顶板对支架的约束就强．支架的稳定性相应得到提高。带压移架不仅能支撑已经离层的下位直接l大采高支架横向稳定性分析顶，更能增大顶、底板摩擦阻力和顶板的反倾倒力1)四连杆机构轴孔间隙和横向间隙对支架矩横向

3、稳定性的影响。大采高支架由于支撑高度大，2横向稳定性保证措施销轴与孔之间存在配合间隙，即使在水平工作条件下，支架也会产生歪斜、扭转甚至倒架现象。1)提高四连杆轴孔加工精度，缩小轴孔配合2)工作面倾角和采高对支架横向稳定性的间隙。轴孑L加工采用结构件整体镗孔。孔加工粗糙影响。大采高支架随采高增大，重心高度增大，倾倒度为6．3，间隙仅为0．5～0．79mm。力矩增大，支架倾倒的可能性增大，如图1所示。2)缩小四连杆配合的横向间隙，单边仅有4mm。3)加宽底座宽度，增大接触底板面积，降低支架对底板比压4)尽量降低支架的重心高度。5)加宽前、后连杆宽度，增大支架的抗扭

4、性及稳定性6)增大顶梁侧推千斤顶的推力和行程(DIO0mm缸径，行程220mn1)，顶梁上设置直径为18mm的钢丝加工而成的有足够支撑力的弹簧，最大弹出力达到2X11=22kN7)侧护板千斤顶设置液压单向锁。8)底座上设置防滑千斤顶(D200mm缸径)，图1横向适应倾角可有效防止支架的下滑，并可调整支架的歪斜情况。支架在最大高度7700mm时。支架的临界倾倒9)支架采用D500mm大缸径的双伸缩立柱，角卢=arctg(B／2H)=arctg(1930／2×4126)=初撑力与工作阻力之比可达82．4％以上。13．16。(为底座宽，mm；H为支架在某高度位置10

5、)支架顶梁之间设置防倒装置，防倒装置收稿日期：2013-12-30作者简介：王雅(1972一)，女，山西永济人，工程师，从事技术管理工作。722014年3月王雅等：大采高支架稳定性分析及保证措施第23卷第3期由软连接、连接头及防倒千斤顶组成，可有效防止支取为2．68：1。架的倾倒。3)尽量减短掩护梁长度，适度加大掩护梁背11)支架液压系统采用电液控制，可同时控角。制6组支架，并可根据需要采用擦顶移架。3大采高支架纵向稳定性分析1)纵向水平力对支架纵向稳定性影响。四g吕连杆机构既是支架的稳定机构，又是主要承受水平2寸．二力的构件．支架产生水平力的因素之一是纵向水

6、平恻删摩擦力。摩擦力方向若指向采空区，则底座合力点J喧后移，有利于减少底座前端比压和提高支架纵向稳嘣定性。反之，底座合力点前移，使底座前端比压增大，甚至使合力超出底座，造成支架纵向失稳(栽图2纵向适应倾角头、倾倒)。4)支架顶梁采用内伸缩机构，可及时护顶。2)顶板状态对支架纵向稳定性影响。在坚5)顶梁与掩护梁之间设置两根缸径为硬顶板条件下．易出现大面积悬顶．顶板垮落将对支280mm的平衡千斤顶，平衡推力可达到1940kN，架的掩护梁产生强烈的冲击，造成支架纵向失稳，甚并配备平衡补偿双向锁，支架在升降过程中，可有效至摧毁支架。在稳定顶板条件下，基本顶来压时，顶维

7、护支架的整体平衡性及稳定性。板在采空区悬而不垮或掩护梁背角太小的情况下，6)通过优化设计，合理确定支架结构参数，可能造成顶板对支架合力作用点后移。支架的支撑使支架合力作用点尽可能接近底座中部，并尽可能力和切顶能力不能满足条件时，易纵向失稳．造成掩加长底座。增大支架接触底板的面积，降低支架前端护梁下降变平，顶梁仰头。在破碎顶板条件下，当支对底板比压．以防底座前端下陷进底板里．出现栽头架顶梁前方片帮冒顶时，出现冒落空洞，顶梁载荷平等不稳定现象，影响正常推溜及拉架速度。衡被破坏，易造成支架纵向失稳，支架顶梁变成“高5结语射炮”状态，呈现不正常的几何位态。3)ZY18

8、000／35／77D型支架纵向适应仰俯