1、本科毕业论文（20 届）放顶煤液压支架设计THE DESIGN OF CAVING COAL HYDRAULIC SUPPORT所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 II毕业设计（论文）共 77 页（其中：外文文献及译文 17 页） 图纸共3 张摘 要本文对国内外放顶煤开采技术发生历史及现状进行了综合阐述，对放顶煤液压支架进行了分类和对其各种形式研究；介绍了每种形式放顶煤液压支架各适应的煤层条件；并结合神东四盘区的现状，设计适用于煤层厚度 5.35-9.86，平均采高 8.9 米满足顶板、地板条件的放顶煤液压支架.形成满足神东现状的放顶煤开采技术理论。
2、通过对现有放顶煤液压支架的分析，优势对比，设计出适合的结构形式，最后对立柱、顶梁、掩护梁和底座进行了强度校核计算。关键字：放顶煤液压支架；立柱；顶梁；掩护梁；底座；放煤机构。IIAbstractIn this paper on the domestic and foreign technology of top coal caving mining occurred history and current situation has been discussed, on the roof caving coal hydraulic support the classification and
3、research in its various forms; introduced each kind of form of roof caving coal hydraulic support the adaptation conditions of coal seam; Shendong four disc area and combined with the status quo, designed for coal seam thickness 5.35-9.86, collect on average 8.9 meters high and meet the conditions o
4、f roof and floor of top coal caving hydraulic support. Formed to meet the Shendong status of top coal caving mining technology in theory.Through the analysis of the existing roof caving coal hydraulic support, comparative advantages of design for the structural form, strength check and calculates th
5、e column, a top beam and a shield beam and a base at the end of paper.Keywords: Caving hydraulic support；Column; beam; shield; base; coal caving mechanism.辽宁工程技术大学目 录1 绪论 .11.1 放顶煤综采法的优缺点 .11.2 放顶煤液压支架的发展历史 .11.3 放顶煤液压支架结构的基本特点 .21.4 放顶煤液压支架的分类 .21.5 放顶煤液压支架使用条件和适用范围 .21.6 设计任务 .32 支架的总体方案设计 .42.1 支
6、架结构方案设计 .42.1.1 中反四连杆放顶煤液压支架 .42.1.2 中正四连杆低位放顶煤液压支架 .52.1.3后四连杆低位放顶煤液压支架（摆动式放煤支架） .63 液压支架的整体设计 .93.1 液压支架的参数确定 .93.1.1 支架高度 .93.1.2 支架的伸缩比 .93.1.3 支架间距的确定 .103.1.4 底座长度的确定 .113.2 顶梁长度的确定 .113.2.1 顶梁长度计算 .113.2.2 顶梁宽度 .123.2.3 顶梁覆盖率 .133.2.4支护强度和工作阻力 .133.3 立柱位置的确定 .143.3.1 支架立柱数的确定 .143.3.2 支撑方式 .1
7、53.3.3 立柱间距 .153.3.4 立柱柱窝位置的确定 .154 液压支架的部件结构设计 .164.1 顶梁 .164.2 立柱 .174.3 掩护梁 .184.4 四连杆机构 .194.4.1 四连杆机构的作用 .194.4.2四连杆机构的几何特征 .194.4.3用几何作图法来设计四连杆机构 .194.5 底座 .244.6 侧护板 .254.7 千斤顶 .26辽宁工程技术大学4.7.1 推移千斤顶 .264.7.2 平衡千斤顶 .264.7.3 侧推千斤顶 .264.7.4.前梁千斤顶 .274.7.5护邦千斤顶 .274.7.6 后推移输送机千斤顶 .274.8 放煤机构设计 .
8、305 液压支架参数的确定 .325.1 液压支架基本技术参数的确定 .325.1.1支护强度 .325.1.2初撑力 .325.1.3 移架力和推溜力 .335.1.4 支柱及相关液压系统参数确定 .336 支架强度校核 .376.1 强度条件 .376.2 液压支架立柱强度验算 .396.2.1已知参数 .396.2.2油缸稳定性计算 .396.2.3活塞杆的强度计算 .406.2.4 缸体的强度计算 .436.2.5液压支架主要技术参数 .446.3 顶梁强度校核 .456.4 掩护梁的强度校核 .51总结 .56致 谢 .57参考文献 .58附录 A .60附录 B .65辽宁工程技术
9、大学11 绪论1.1 放顶煤综采法的优缺点优点：1 生产集中化程度高，大大减少了采区数目与工作面的巷道掘进量，以及相应的支护，维护等工作量与材料消耗。2 依靠矿压自动破煤，大大减少了设备的动力。缺点：1 煤的采出率一般较分层开采时低2 易使顶板矸石与放落的顶煤相混合，使煤的含矸率增加。3 对防火，防尘，防瓦斯积聚的要求高。4 受顶板和煤层特性的限制，工作面推进速度也受一定的限制。1.2 放顶煤液压支架的发展历史20 世纪 80 年代中期以来，综采技术特别是放顶煤开采技术已成为我国缓倾斜，倾斜厚煤层的重要采煤方法实现了厚煤层采煤方法的一次技术革新达到了高产、高效、低耗的目的，消除了分层开采和非正
10、规采煤方法的主要缺陷，由粗放生产转变为高度集中化生产。但他们对矿井地质条件要求苛刻，实用性较差，而且所要的设备和设施投资巨大，对于地质构造复杂的井田大矿边角块段，矿井巷道保护煤柱倾角变化大的煤层以及赋存不稳定的煤层的开采。特别是那些经济实力较弱的中小型煤矿和乡镇煤矿不但收不到良好的效果，反而是煤矿造成巨大的投资和经济损失，也给国家造成不可挽回的资源浪费。80 年代以来放顶煤开采技术逐渐应用到普采和炮采工作面采煤工艺中，同时也是对高落式采煤法的发展与完善，从而形成了一系列不同的支护方式的普通放顶煤开采技术，如悬移支架放顶煤、滑移支架放顶煤、网格式放顶煤，特别是单体支柱放顶煤他对于地质条件和经济实
11、力上不适宜采用综采放顶煤开采的中小型煤矿是较为合理的采煤技术。2如陕、鲁、黑、辽、晋、冀中小型煤矿都采用了该项采煤技术，实现了高产、高效、低耗、低投入、低成本的目标，取得了良好的技术效果和显著的经济效益。1.3 放顶煤液压支架结构的基本特点1 一般采用整体性，稳定性及掩护性好的支撑掩护式和掩护式液压支架。2 有较宽敞，便于控制的放煤口以及松动，破碎煤块的辅助装置。3 支架受上部顶板和顶煤放落时的动载影响较大，因此要求支架纵向和侧向稳定性较高。1.4 放顶煤液压支架的分类放顶煤液压支架可分为以下两类：第一种为掩护尾梁插板式放顶煤液压支架，其结构形式为支撑掩护式，在掩护尾梁后部带插板，按四连杆机构
12、可分为正和反两类。第二种为落煤窗口式放顶煤液压支架按结构形式可分为掩护式和支撑掩护式，按输送机的台数可分为单输送机和双输送机两类，按窗口的设置位置可分为水平窗口和倾斜窗口两类。1.5 放顶煤液压支架使用条件和适用范围主要根据煤层条件和采煤工艺来选型。1、煤层地质条件采用放顶煤开采法应考虑如下条件：煤的自燃发火期要长，要在三个月以上，而且要有完善的预防发火的措施，要在煤自燃之前采完一个采面，并创造隔绝封闭的条件使灾区不会波及邻区邻层。煤层节理要发育，易破碎冒落，便于放煤。对于有大面积悬顶和冒落时间过长的煤层不要选用放顶煤液压支架，否则会大面积损坏支架。顶板条件应为破碎顶板或中等稳定顶板。能随顶煤的冒落是顶板随之下沉破裂至冒
