特厚煤层坚硬顶板地质条件下放顶煤支架结构件强度研究

发布时间：2017-10-20 00:29

  本文关键词：特厚煤层坚硬顶板地质条件下放顶煤支架结构件强度研究

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【摘要】：特厚煤层放顶煤液压支架的综放工作面采高大,矿压显现异常激烈,放煤和顶板垮落时对支架的冲击大,对放顶煤液压支架的稳定性、支架整体强度和可靠性进行研究十分必要。本文分析了特厚煤层综放液压支架设计的关键技术,研究了该放顶煤液压支架结构件强度的设计影响因素,通过对四连杆机构的运动轨迹与受力状况分析,构建了放顶煤液压支架的力学模型,优化了四连杆机构参数,选取液压支架设计参数的最优值,使液压支架内力值下降至最小,为液压支架主体结构件的结构分析和优化提供了必要的参数。根据确定的支架参数,以及工作面设备配套的具体尺寸,采用Pro/E三维软件进行放顶煤液压支架设计。然后,把设计模型经过简化后导入到ANSYS软件,采用试验要求最恶劣的工况进行了放顶煤液压支架的有限元分析计算。根据计算结果分析,对支架主体结构件进行了优化,完成了满足特殊使用地质条件下的放顶煤液压支架设计。通过对特厚煤层坚硬顶煤地质条件下特厚煤层放顶煤液压支架的设计,尤其是对支架主体结构件强度的分析,为特厚煤层大采高放顶煤液压支架的设计提供了设计依据。
【关键词】：特厚煤层 放顶煤液压支架 强度 结构优化 ANSYS 有限元分析
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD355.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题来源及意义9-10
• 1.2 课题研究的现状与进展10-12
• 1.2.1 放顶煤液压支架发展状况10
• 1.2.2 放顶煤液压支架的发展方向10-11
• 1.2.3 综放开采在坚硬顶煤条件下存在的危害11-12
• 1.3 本课题主要研究内容12-13
• 2 放顶煤液压支架架型及结构的确定13-27
• 2.1 液压支架的使用地质条件13-14
• 2.1.1 井田概况13
• 2.1.2 煤层概况13-14
• 2.2 该项目放顶煤液压支架的选型14-15
• 2.2.1 工作面倾斜长度的确定14
• 2.2.2 坚硬顶板条件下放顶煤支架选型14-15
• 2.3 放顶煤液压支架的基本参数的确定方法15-19
• 2.4 放顶煤液压支架结构特点19-23
• 2.5 支架架型结构特点的确定23-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 放顶煤液压支架结构参数的设计27-34
• 3.1 顶梁梁端距轨迹优化27-30
• 3.2 四连杆机构受力优化30-31
• 3.3 支架四连杆参数的确定31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 液压支架受力分析及强度计算34-42
• 4.1 液压支架的理论受力分析34-37
• 4.1.1 液压支架的载荷特性分析34
• 4.1.2 液压支架试验规范34-37
• 4.2 强度计算37-41
• 4.2.1 液压支架的强度条件37-38
• 4.2.2 液压支架主体结构件的强度校核38-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 液压支架三维模型的建立42-45
• 5.1 建模软件的选择及模型的简化42-43
• 5.2 液压支架三维模型的建立43-44
• 5.3 本章小结44-45
• 6 液压支架主要结构件分析与优化45-58
• 6.1 有限元分析方法及分析流程45-46
• 6.1.1 有限元法45
• 6.1.2 基于ANSYS软件的有限元分析流程45-46
• 6.2 有限元模型的建立46-47
• 6.2.1 导入ZF15000/25/45型四柱放顶煤液压支架模型46
• 6.2.2 设置材料属性46
• 6.2.3 划分网格46-47
• 6.3 接触处理47-49
• 6.4 载荷及边界条件的施加49-50
• 6.5 设置求解参数50
• 6.6 计算结果与分析50-53
• 6.7 顶梁柱窝结构优化53-57
• 6.8 本章小结57-58
• 7 结论与展望58-60
• 7.1 结论58
• 7.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果63-64
• 致谢64

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本文编号：1064228