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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

大倾角煤层俯伪斜工作面液压支架设计系统实用性分析

2024-08-08



本论文创新点



(1)分析了大倾角煤层三维倾斜采场空间液压支架的力学响应特性,提出了顶梁、掩护梁多维稳定性判据。

(2)构建以Top-Down设计理论、VB.NET为开发语言结合线性矩阵和SOLIDWORKS二次开发建模软件搭建液压支架设计系统,开发出良好的人机交互用户界面。包含平面设计和立体设计两部分,平面设计主要对液压支架的连杆优化、力学模型分析;立体设计主要针对平面设计优化后的参数进行液压支架三维模型的搭建。

(3)以ZY5000/15.5/38型大倾角煤层液压支架为例,对支架进行运动仿真、数值实验,并在三维倾斜采场模拟空间下验证了液压支架参数化设计系统的可行性。

题 目



大倾角煤层俯伪斜工作面液压支架设计系统实用性分析

作 者



伍永平1,2,胡涛1 ,胡博胜1,2,解盘石1,2,杜玉乾1,闫壮壮1,王同1,刘宝恒1

单 位



1.西安科技大学 能源学院

2.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



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摘   要


为解决大倾角煤层液压支架设计过程中多维受载特征被忽略、建模过程繁琐、设计周期长等问题,结合大倾角伪俯斜工作面液压支架受载特性,研发大倾角液压支架设计系统。采用运动仿真、强度测试、物理实验等综合研究方法,以ZY5000/15.5/38型大倾角煤层液压支架设计为例,根据大倾角伪俯斜采场液压支架多维受力特征建立力学模型,分析大倾角液压支架的空间受载特性,建立伪俯斜工作面液压支架顶梁、掩护梁力学线性矩阵,利用 VB.NET为开发语言结合线性矩阵和SOLIDWORKS二次开发建模软件搭建液压支架设计系统,开发出良好的人机交互用户界面。研究分析表明:该系统生成下的模型液压支架顶梁前端运动轨迹范围48mm左右,支架顶梁前端运动轨迹曲线满足双扭线特性;模型支架最大应力为146.7MPa,远小于材料屈服的等效应力,最大变形位移也不超过0.531mm;研制相似比为1∶5物理模型液压支架工作阻力在38kN左右,在不同条件下测试支架顶梁、掩护梁受载特性,实验中模型支架的力学数据与系统生成的力学数据基本相符,且实验在初撑、增阻、恒阻及卸压各阶段均满足支架的运动要求及承载特性。研究结果体现了该设计系统下模型液压支架较好的适应性,对丰富大倾角煤层液压支架设计理论和指导液压支架设计生产具有一定的科学和实践意义。











作者简介





    
伍永平

教授

博士生导师


伍永平,男,1962年12月生,陕西汉中人,中共党员,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



岩层控制理论与技术、难采煤层开采

主要成果



长期从事大倾角煤层开采理论与技术方面的科学研究工作。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,主导完成了我国多项首次大倾角煤层长壁综采领域的理论技术研究与工程实践,形成了“理论—技术—装备”一体集成的原创性成果,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余项,发表论文近300篇,出版学术专著5部。

注重科研教学转化,潜心采矿人才培养。承担建设国家一流课程1门,主持首批国家级新工科研究与实践项目。成果先后获陕西省教学成果一等奖、中国煤炭教育协会教学成果特等奖等省部级奖励6项,主编参编教材4部。

引用格式




伍永平,胡涛,胡博胜,等. 大倾角煤层俯伪斜工作面液压支架设计系统实用性分析[J]. 煤炭科学技术,2024,52(7):187−198.

WU Yongping,HU Tao,HU Bosheng,et al. Practicability analysis of hydraulic support design system for steeply dipping coal seam inclined pseudo inclined working face[J]. Coal Science and Technology,2024,52(7):187−198.


责任编辑 | 常   琛

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