液压支架毕业设计-悬浮式液压支柱.doc

液压支架毕业设计第 1页 1 绪论我国煤炭储量十分丰富, 1979 年世界能源会议估计我国煤炭资源为 1500 0 亿吨,其中煤层厚度大于 米的厚煤层占 40% 左右。从采煤工艺看,我国 197 2 年开始装备综合机械化采煤,至1990 年已经达到 % 。当时对厚度在 -5 米的煤层多采用一次采全高工艺,特别是大采高支架,平均单产可超过 3万吨, 最高超过 6万吨,最高月产 142211 吨。然而,对于厚度大于 5米的特厚煤层的开采,存在着产量低、效率低、劳动强度大、安全差等问题,尽管分层开采技术较为成熟,但其成本高、工序多,影响效率。采煤综合机械化,是加速我国煤炭工业发展,大幅度提高劳动生产率,实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大,效率高,成本低,而且能减轻繁重的体力劳动,改善工人的作业环境,保护工人的生命安全,是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟,不但生产水平,而且工艺水平已进入世界先进行列。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一,其重量约为综采设备总重量的 80%-90% ,其费用约占综采设备总费用的 60%-70% 。因此,为了降低成本,提高采煤的经济效益,世界各产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。依靠科技进步,建设高产高效矿井,实现煤矿生产的机械化、自动化和安全高效,是煤炭工业发展的根本出路。改革开放以来,我国煤炭科学技术取得了突飞猛进的发展,开采工艺及装备水平不断提高,机械化程度逐年上升,安全生产状况显著改善,高产高效记录不断刷新。一大批创新科研成果不断涌现并推广应用,使我国煤矿开采技术跻身世界先进行列。 支护设备的发展历史煤矿支护设备是保证回采工作面正常生产和安全生产的重要设备之一,也是煤矿工作面使用规模最大、耗费资金最多的煤机产品。目前世界各国使用的煤矿支护设备主要是回采工作面单体支柱和回采工作面液压支架。回采工作面使用的支护设备有金属摩擦支柱、单体液压支柱和自移式液压支架。它们与采煤机和工作面输送机分别组成“普采”、“高档普采”和“综采”设备。 单体支柱的发展历史我国所使用的单体支柱主要有: 1、木支柱 2、金属摩擦支柱 3、 DZ 型单体液压支柱液压支架毕业设计第 2页 4、 DWX 悬浮式液压支柱 20 世纪 50 年代出现了木支柱,它是一种古老而又简陋的支护材料,没有初撑力,也没有恒增阻降距,支撑力也无法保证,而且也浪费了大量的木材。 20世纪 60年代出现了单体金属摩擦支柱,与木支柱相比可节省大量木材, 而且也可复用。但是它不能保证恒增阻降距,支撑力受温度、湿度及操作工人的人为等不可控制的因素很多,顶板随时都有发生冒顶伤亡事故的可能。 20 世纪 80 年代出现了 DZ 型单体液压支柱,与前两种单体支柱相比可保证恒增阻降距,支撑力也能得到控制,但是由于这种支柱存在内泄露,因此存在严重的安全隐患。在20世纪 90 年代末,中国矿业大学矿山机械研究所所长李炳文教授成功研制了 DWX 型悬浮式单体液压支柱。该项产品凝聚了李教授十余年的心血。通过各项指标测试和现场应用证明, DWX 型悬浮式单体液压支柱具有显著的优点,能够切实地保证矿工的生命安全,它必将取代以上三种单体支柱。 液压支架的发展历史液压支架的发展从 20世纪 50年代开始。 1954 年,英国研制出剁式支架。它主要由安装在矩形整体底座上的立柱和顶梁组成。几个月后,英国奥尔蒙德煤矿的低主煤层的整个工作面都装备了这种支架。这就是世界上首个装备液压支架的采煤工作面。从此,开创了煤炭工业的新时代。 1958 年法国试验成功了节式支架。五十年代末,为开采煤层厚超过 2m 的松散和破碎顶板条件下的褐煤,前苏联开始研制掩护式液压支架,并与 1961 年在阿乐斯- 科拖举办的贸易展览会上展出了 OMKT 型掩护式支架。这种支架顶梁很短, 并与掩护梁铰接, 单根朝前倾斜液压支柱连接着掩护梁和底座。当支架在其工作高度范围内升降时,顶梁顶点相对于煤壁作圆弧运动。这样,不仅影响了支架的承载能力,而且端面距变化很大,不利于顶板的维护。但比起剁式和节式支架,掩护式支架能有效的控制顶板,防止开采过程中矸石渗入工作面,工作能力很好。为了保持顶梁端点相对于煤壁作近似的直线运动,在 OMKT 形掩护式支架的基础上作了许多改进: 1、利用支架滑架,即把支撑掩护梁的支座利用千斤顶沿滑架向前移动一个位置,以补偿由于立柱升高时端面距加大的差值。 2、利用伸缩顶梁,即当立柱升高时,在顶梁里利用千斤顶将顶梁伸出,以保持端面距基本不变。液压支架毕业设计第 3页 3、将四连杆机构应用于支架结构设计之中,研制出具有四连杆机构的液压支架,不仅从根本上解决了端面距变动大和支架不能承受水平力的问题,而