四柱综放支架总阻力及其作用点位置确定探讨 .pdfVIP

学兔兔 201 1年第4期 煤 炭 工 程 四柱综放支架总阻力及其作用点位置确定探讨 韩光远 ，刘长友 ，杨 伟 ，杨 宇 (1．徐州矿务集团，江苏徐州 221116；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州 221116； 3．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州 221116) 摘 要：采用综采放顸煤方法开采的煤层，工作面支架受力状态关系到支架的选型及支护效 果。考虑到放顶煤开采采空区冒落煤岩体对支架掩护梁的作用，以四柱式综放支架为例，从支架受 力的理论角度对总阻力及阻力作用点位置的确定进行了相关分析，给出影响其值大小及位置变化的 各因素间函数表达式，并以控制变量的方法分析了各参数的影响作用。为定量研究支架总阻力及其 作用点位置变化提供理论依据，对给定生产条件工作面支架合理选型及设计具有参考价值。 关键词：液压支架；支架受力；总阻力；阻力作用点 中图分类号：TD355 ．4 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(2011)o4 39-()3 由式(2)的前一等式可知，附加力q 与水平分力Q 1 总阻力计算 冒落煤体重力 及掩护梁支撑高度是密切相关的。这种支 取掩护梁为隔离体，根据平面汇交力系的平衡原理 ， 架的附加力，只有当IVc=q 1 0 K I，即满足关系式，耽 顶梁的合力及采空区冒落煤岩体重力必与前后连杆的力汇 = (H1Gd—P1 sinal一 sinot2)f O Kf时，才会出现Q =0 交于瞬心O 点。将支架顶梁对掩护梁的合力作用分解为水 的情况。由于任何支架的设计中O与O 点一般不在一条直 平及垂直分力，如图1所示。有些书中称这个垂直分力Q 线上的，因此l O K I一般并不为零，并且在采用放顶煤工 为附加力，其值可由力矩平衡关系得出。 艺的工作面中，采空区有煤岩作用力IV#0，且 作用线一 般并不通过瞬心O ，即c#0，所以说附加力的存在是较为 普遍的。因为较大的Q 对支架的支撑能力并起不到积极作 D 用，为此在选择放顶煤支架时，必须考虑支架掩护梁工艺 设计对附加力的影响，限定掩护梁与连杆连接节点位置高 度及连杆倾斜角度在一定范围内，否则就会引起附加过大， 从而导致Q 过大引起支架的支护强度损耗或不足。 取顶梁为隔离体，顶梁上作用有顶板压力及摩擦力、 掩护梁的支撑反力及立柱阻力，如图2所示。 图1 掩护梁隔离体受力模型 Fy=0，Ga+Qy=P1COSO~1+P2COSOt2 (3) 由力及力矩平衡条件可得： 式中，G 为煤层顶板对支架顶梁作用力。 ∑MO =0，Q f o KI+Qy I OKf=Wc ∑ =0，n，Gd—P1 sina。一P2sinot：=Q (1) 解之得：