1、 毕业设计（论文） 开题报告 论文题目： 姓 名： 董天然 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 年级、 学号： 14Z机制、 128321009 指导 教师： 刘玉 江苏师范大学教务处印制 6 柱充填开采液压支架的结构设计 毕业设计（论文）开题报告 研究目的和意义 : 煤炭是我国主要的能源物质，在未来的发展中， 煤炭在我国主体能源中地位 不会发生改变。 我国大部分的煤炭资源主要依靠井工开采的方式进行开采，垮落式顶板管理在促进经济发展的同时，也带来了严重的 环境问题 。 煤矿开采过程中造成了地下水流失和土地塌陷等问题，不仅 污染 了生态环境，而且也影响了社会的和谐稳定。为了
2、解决以上的问题，我国在煤炭的充填开采方面取得了较好的成效。充填开采是煤炭开采的重大变革，是煤炭行业落实科学发展观的具体表现 。 作为一种回采工作面的支护设备，液压支架的架型、结构与相关参数，必须与回采工作面的顶、底板条件和煤层条件相适应，才能取得良好的支护效果。地下开采条件的复杂性和多样性 ，对机械设备的损害与磨损腐蚀。 固体废弃物的井下处理和“三下”压煤的合理回收已成为国内外煤矿可持续发展的一个主要技术途径，固体充填采煤技术是解决煤矿开采环境问题的理想途径之一，已经取得了一些有益的研究结果和部分实践经验，初步解决了充填采矿的成本和高效机械化开采配套设备的研制问题，这为充填液压支架的研究奠定了
3、良好的基础。 综合机械化固体充填采煤技术，是随着近些年“三下”采煤而发展起来的，即利用充填综采设备把固体废弃物（矸石、粉煤灰、黄土、风积沙及建筑垃圾等）密实充入采煤工作面采空区的一种技术。其工作面关键设备，包括充填综采 液压支架和固体充填物料输送机。在这二者中，充填综采液压支架起着顶板管理、隔离围岩维护作业空间的作用，其适应性与可靠性是决定充填开采工作面能否安全高效生产的关键因素之一。实践表明，采煤技术的进步与发展，是与采煤机械化装备密切联系在一起的，每一次液压支架的重大改革与进步，都会带来机械化采煤技术的重大进步。六柱支撑式固体充填采煤液压支架的发展，也是固体充填采煤技术进步的显著标志。 因
4、此，为了 提高机械设备的使用寿命与 降低成本提高采煤的 经济 效益，保证采煤工作的安全性，应当对采煤设备 六柱充填开采 液压支架 的重要零部件 进行结构的优化 。 课题研究现状 : 国外液压支架电控技术的发展及现状国外在 20 世纪 70 年代开始开发研制液压支架用的电控系统 ,80 年代进人实质性应用阶段。 90 年代液压支架电液控制技术已经成熟 ,工作性能和可靠性已能满足使用要求。 美国早在 1990 年就已采用乳化液泵站 , 以实现支架快速推进 , 移架速度达 6 8s/架。美国的高产高效工作面采用两柱掩护式 支架 , 使用寿命 810 年 , 可用率高达 95 % 98 % 。支 架
5、平 均 工 作 阻 力 6470kN ( 最 大 为 9800kN) ,支架宽度普遍增大 ,中心距达到 1. 75m ,并向 2m 发展 ,增大架宽有利于减少工作面架数、缩短移架时间、增加有效工作时间和提高单产。如洛斯公司 20 英里矿在 250 5280m 长壁综采面用工作阻力为 2 8565kN 电液控制两柱掩护式支架。 1995 年 9 月 , 糜鹿矿用工作阻力为 8900kN 电流控制的两柱掩护式支架。澳大利亚也基本上采用两柱 掩护式支架 ,支架的平均工作阻力为 7640kN。如尤兰矿用电流控制的两柱掩护式支架 。英国也在大力发展两柱掩护式支架 , 工作阻力有了很大提高 ,达到 600
6、0 8000kN。 中国的液压支架是在 20 世纪 70 年代，通过引进、吸收，逐步发展起来的。经过 30 多年的攻关，已研制开发出能满足不同需求的各种类型的液压支架，可适合中厚煤层一次采全高、厚与特厚煤层分层开采及放顶煤开采、薄煤层开采和倾斜煤层开采工艺的综采技术装备。目前我国的液压支架正向着大型化发展，为矿井集约化生产提供了可靠的技术保障。 我国在 1964 年由 太原分院和郑州煤机厂设计 70 型迈步式自移支架 , 从此开始了液压支架的国产化道路。 1984 年 ,北京开采所、沈阳所、郑州煤机厂在沈阳蒲河矿进行我国第一套放顶煤液压支架的工业性试验 ,继而研制了多种低位、中位和高位放顶煤支
7、架 , 成功地在缓倾斜厚煤层和急倾斜厚煤层水平分层工作面使用。 2012 年 7 月 2 日江苏恒神纤维材料有限公司发明出碳纤维液压缸，大大增加液压缸的使用寿命，减轻液压缸的 重 量。 课题研究主要内容、实施方案及创新点 : 主要内容： 根据 以往的对 6 柱充填液压支架的结构 设计进行改造 ，分析运动 规律， 并根据其工作环境及要求，充分考虑各种工况，对其 中 运动机构 ， 及液压缸，支架采用碳纤维进行改造。 实施方案： （ 1）收集充填开采液压支架相关的文献资料 ； （ 2） 多了解新型材料有关碳纤维的应用 ； （ 3）翻译一篇充填支架有关的外文文献； （ 4） 了解 充填开采液压支架的工
8、况条件 ； （ 5） 进行充填支架运动分析 改造用碳纤维 ； （ 6） 根据分析结果调整构件的尺寸和结构。 创新点： 新型碳纤维材料改造液压 支架的相关结构。 课题 进度 安排 : 1 2015.12.1-2015.12.10 确定课题，下发课题任务书。 2 2015.12.11-2016.1.15 进行课题的前期调研，收集相关资料，完成 毕业设计开题报告。 3 2016.2.24-2016.3.16 设计方案构思、评价与优化，填写毕业设计 中期报告。 4 2016.3.17-2016.5.11 方案细化，进行试验系统的细化设计，画出 零件图。 5 2016.5.12-2016.5.30 毕业
9、设计论文撰写。 6 2016 年 5 月下旬 毕业设计答辩。 主要参考文献 : 1 王国法 .液压支架技术 M .北京 :煤炭工业出版社， 1999. 2 吴震，王颖 .基于 ANSYS Workbench 液压支架整架有限元分析 J .煤矿机械， 2009， 30（ 9）： 106-108. 3 贺福 .碳纤维及其应用技术 .北京 :化学工业 出版社 ,2004. 4 夏亮，刘楚强，王颖 .极薄煤层液压支架新型抬底机构的设计 J .机械工程师， 2014（ 6）： 261-262. 5 张吉雄，缪协兴，郭广礼矸石（固体废 物）直接充填采煤技术发展现状采矿与安全工程学报， 2009， 26（）
10、： 395 401 6 惠功领我国煤矿充填开采技术现状与发展煤炭工程， 2010 （）： 21-23 7 张文海，张吉雄，赵计生，等 矸石充填采煤工艺及配套设备研究采矿与安全工程学报， 2007， 24（）： 79-83 8 缪协兴，张吉雄，郭广礼 综合机械化固体充填采煤方法与技术研究煤炭学报， 2010,35（）： 1-6 9 贺福 .碳纤维及石墨纤维术 .北京 :化学工业 出版社 ,2010 10 王国法液压支架技术体系研究与实践煤炭学报， 2010， 35（）： 1903 1908 11 陈炎光 ,钱鸣高 .中国煤矿采场围岩控制 M . 徐州：中国矿业 大学出版社 ,1994. 12刘建
11、功 ,赵庆彪 .煤矿充填法采煤 M . 北京 :煤炭工业出版社 ,2011. 13谢锡纯 ,李晓豁 . 矿山机械与设备 M . 徐州 :中国矿业大学出版社 ,2000. 14岑传鸿 . 采场顶板控制及监测技术 M .2 版， 徐州 :中国矿业大学出版社 ,2009. 15冯子芳 ,赵耀江 ,王旭杰 . 大倾角特厚煤层综放工作面支架合理工作阻力的确定 J . 煤炭技术 , 2013， 32(11):97-98. 16曹小荣，赵志良 . 胜利煤矿大采高综采面支架工作阻力参数确定 J . 煤炭技 术 ,2013， 32(10)： 57-59. 17 王国法 煤炭安全高效绿色开采技术与装备的创新和发展
12、 J . 煤矿开采， 2013， 18 ( 5) : 1 5. 18 钱鸣高，许家林，缪协兴 . 煤矿绿色开采技术 J . 中国矿业大学学报， 2003， 32 ( 4) : 343 348. 19 缪协兴，钱鸣高 . 中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望 J . 采矿与安全工程学报， 2009， 26 ( 1) : 1 14. 20 张吉雄，缪协兴，茅献彪，等 . 建筑物下条带开采煤柱矸石置换开采的研究 J . 岩石力学与工程学报， 2007 ( 26) :2687 2693. 21 张吉雄，缪协兴，郭广礼 . 矸石 ( 固体废物 ) 直接充填采煤技术发展现状 J . 采矿与安全工程学报， 2
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