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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应

2024-06-19



本论文创新点


(1)研究了大倾角伪俯斜工作面“支架-围岩”相互作用特征,明确了大倾角煤层液压支架稳定性影响要素,并设计了一种适用于大倾角煤层伪俯斜工作面的平行四边形液压支架。

(2)通过建立数值计算模型并进行数值仿真,研究了平行四边形液压支架运动学特征,并验证了1:5物理模型与虚拟样机运动特征相吻合,证明了支架设计理论、仿真的合理性。

题 目



大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应


作 者



   
伍永平1,2,杜玉乾1,2,解盘石1,2,王红伟1,2,胡博胜1,2,闫壮壮1,2,王同1,2,胡涛1,2
单 位


1. 西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室

2. 西安科技大学 能源学院


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摘   要



液压支架是大倾角煤层伪俯斜工作面“围岩—装备”系统稳定性的核心,现有液压支架结构无法适应伪俯斜开采空间稳定性要求,严重影响了该类条件下工作面安全高效开采。以大倾角煤层伪俯斜开采工作面为研究背景,采用工程类比、结构运动学分析、数值仿真的综合研究方法,分析了大倾角伪俯斜工作面“支架—围岩”稳定性特征,并以 ZY7000/22/45 型液压支架为基础,发明一种新型平行四边形液压支架,进行了结构合理性设计,分析了关键构件运动学响应特征。研究表明:大倾角伪俯斜综采工作面垮落矸石非均匀填充以及矸石对支架的砸、压、推作用是影响支架稳定性的关键因素,  平行四边形顶梁与底座更适应伪俯斜工作面。设计的平行四边形支架顶梁、底座及立柱排布方式为平行四边形,异形掩护梁与后连杆、油缸连杆、底座构成柔性四连杆结构。平行四边形支架立柱为主要承载结构,油缸连杆为主要运动机构,其运动特征影响因素主要为上下柱窝间距和前后连杆与掩护梁铰接位置间距,其中掩护梁与后连杆是支架位姿调控的关键,且支架运动过程中无双扭线产生。研究结果为该类条件工作面支架提供了一种选型,一定程度上保障了该类煤层的安全生产。








作者简介





    
伍永平
教授
博士生导师

伍永平,教授,博士生导师,享受国务院特殊津贴专家,国务院学位委员会第七届学科评议组成员,中国工程院院士有效候选人,全国优秀教师,全国煤炭工业先进工作者,陕西省“三秦学者”特聘岗位教授,教育部首批“新世纪优秀人才”,国家煤炭工业专业技术拔尖人才,陕西省“三五”人才,陕西省优秀博士论文指导教师,四川煤业集团、新疆焦煤集团“荣誉矿工”。现任教育部“西部矿井开采及灾害防治”重点实验室、陕西省岩层控制重点实验室主任、陕西省煤炭资源安全绿色高效开发协同创新中心主任;兼任《西安科技大学学报》主编,《煤炭学报》《采矿与安全工程学报》编委。




研究方向


大倾角煤层开采
主要成果



 

伍永平教授长期从事矿山压力与岩层控制方面的教学、科研工作,是我国大倾角煤层开采领域的首席专家,承担了国家自然科学基金重点项目、重大研究计划等科研项目60余项,主持完成了我国大倾角煤层走向长壁综合机械化开采技术研究与工程实践工作,形成了理论-技术-装备一体化集成创新成果,获国家科技进步二等奖2项,省(部)级科技进步一等奖5项、二等奖5项,授权国家发明专利30项,发表论文300余篇,出版专著5部,为提升我国难采煤层开采技术水平、推动采矿科学和工程技术发展做出了突出贡献。

引用格式





永平,杜玉乾,解盘石,等.大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应[J].煤炭科学技术,2024,52(4):314-325.

WU Yongping,DU Yuqian,XIE Panshi,et al.Structural design and motion response of parallelogram hydraulic support in pitching oblique mining face of steeply dipping coal seam[J].Coal Science and Technology,2024,52(4):314-325.

  责任编辑:宫在芹
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