浅析煤矿液压支架结构设计与受力分析

摘要：在社会主义现代化建设中，煤矿能源对社会生产起着非常重要的支撑作用。而煤矿液压支架结构设计作为煤矿开采中的重要设计环节，其结构和受力分析承担着液压支架受力的作用。文章结合笔者多年的实际经验，对煤矿液压支架结构的设计进行了分析，探究了液压支架的关键组成部分和动力传动体系的构造，旨在促进煤矿开采工作的发展。

关键词：煤矿设备；液压支架；结构设计；受力分析；煤矿能源；煤矿开采 文献标识码：A

中图分类号：TD355 文章编号：1009-2374（2017）11-0295-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.149

在煤矿开采中，传统的人工开采显然已经不能满足日益增长的社会生产需求，在能源的供应上存在很大程度的不足。煤矿机械开采的施工建设由此诞生，其主要是采用专业的机械设备来实现对煤矿的高效率开采，进行煤矿液压结构的设计和受力分析等方面的考虑，有利于设备和能源供应体系的发展。然而煤矿机械主要是煤矿开采企业给开采工作提供的器材，在实际生产中没有得到大范围利用。以下主要从煤矿机械设备的结构设计和受力方面的问题进行简要分析。

1 煤矿液压支架的概念及认识

在煤矿机械的开采中，煤矿液压支架是通过支柱、底座、顶梁等结构组合而成的整体，并经过钢板结构进行拼接。在主体水平面的构造上具有较为平缓的倾斜度，在顶部结构中可以采用总体顶煤开采的形式来进行开采工作，适合倾斜度较小的煤矿开采工作中，有利于水平综合面的上煤矿开采。我们大致能够从煤矿液压的总体结构发现，煤矿液压支架主要是煤矿总体结构的整体构造，在煤矿的开采中起着关键作用。更加能够承担顶部煤矿结构的隔离，对原煤能起到很好的隔离效果，从整体上推动煤矿工作面的改造以及相关位置的传送，有利于配套设备机械能效的发挥。在采煤机械效率的提升中明显比计划中的总体规划下的煤矿开采有差距，对于煤矿和设备运输的传送来说会大幅度降低机械运输性能的调动，从根本上减少工作人员的工作量，能够在一定范围中实现智能自动化管理，为人们的生命安全做出必要保证。

2 液压支架的工作原理

液压支架的主要工作原理是迎合液压板块和顶板之间的协调作用，在抵抗阻力的情况下实现负载效果，结合数据信息进行分析。采用高压支架的设计来给液压支架提供更多的动力，通过动力装置来完成支架结构的构建，并结合液压支架的数据信息进行处理，在支架工作面的状态调整下进行对应的数据分析，不断改变工作面的设计，采用高压液态动力的方式来给液压支架提供更多的动力。不断完善整体機械设备的构造。在某些顶板结构中不能实现良好的支架防护，应该有效利用防护底部的方式来进行调控，防止顶板的下沉，并且结合有效的设计方式进行工作空间的控制，在顶板和防尘空间的设计中维持良好的底部结构，对矿井结构数据进行调节，减少防尘空间和地质条件之间的差距，从整体上促进地质条件的稳定。煤层地质条件和矿井的地质是变动的，所以在进行顶板的设计时，要考虑到同等顶部结构的设计范围，减少平板顶部和台阶之间的差距，确保正常的生产环境，在设计基础上进行矿井结构的协调设计，对支架的整体构造进行考虑。支架和中心结构之间要维持对应的变化趋势，在防止支架沉淀和配套的工作基础上进行协调设计。液压的主要工作尺寸和工作空间之间要形成一定的台阶设计，并且和其他单位之间形成适用范围的构造，考虑支架结构的协调性，根据支架的范围进行分析，调节底座和立柱的结构间距，维持相对协调，保持足够的设计强度。

3 煤矿液压支架的结构设计

在对煤矿液态支架进行调节的同时，要控制煤矿液压支架的结构来协调作用，通过液压控制的范围，结合液压缸和其他元件之间进行控制，实现金属结构设备运作的协调统一。能够承载更多的水平压力，在挡板结构和其他底座之间的相互作用下，实现对顶板水平结构的操控。在对煤矿开采设备的不同组成部位进行协调时，应该考虑执行元件和支撑单元的构造，要在承受压力范围的基础上进行控制，将更多的压力分散给辅助部位，通过操作阀门的协调来进行压力的传递，并在主板结构的基础下对不同结构进行阻挡，改变操作阀受到的压力。而执行元件受到的负载要考虑到不同承受重力之间的差距，在液压承载压力元件下改变支撑单位的结构强度，来提升支架的水平范围。通过其他构件的辅助来从整体上提升辅助单元的构造，改变水平承受压力大小的范围，在进行操作阀控制的协调中，对液压元件的开关进行改变，通过结构强度来决定支架结构和承受压力范围之间的联系。通过部分元件来进行整体设备维修，防止主板结构的改变，以液态支架结构来实现煤矿采集的外载。改变液压支架和顶部支架之间的联系，通过外载压力来进行合力方向的控制，并与煤矿开采范围相适应，以达到最好的开采效率为基本原则，协调操作阀受到的压力强度，对不同的负载条件进行控制，协调底部结构和水平压力大小的关系，进行更好的压力传递。液压支架结构的连接处要利用连接头进行设计，才能够达到液压结构设计的需要，达到最好的煤矿采煤效果。

此种垫块加载位置如图1所示：

前梁受力图如图2所示：

考虑到液压结构设计对煤矿开采工作的影响，在进行顶部支架结构建设时，结合操作阀和液压结构之间相互协调，从整体上促进外载压力的支撑效果。促进液态支架结构的稳定，减少液压结构对设备本身产生的影响，并且结合结构的整体设计，在设备运行和液压结构上维持相对的稳定。从支架结构的水平承受压力方面进行协调，改变开采结构和设备稳定方面的关系，防止辅助装置在总体设备设计中影响到承载结构的稳定性，从外载压力进行分析，达到更加稳定的效果，减小水平方向上受到的压力，控制煤矿结构在煤矿开采方面的协调性，从液压支架的角度进行综合挂载。在水平液压支架结构周围采用更加稳定的设计，结合煤矿开采工作的实际情况，进行整体的设计安排。尽量避免其他因素对液压支架结构的稳定性产生影响，从设备运行的协调性进行分析，探究整体采煤的效率。为保持拼接结构的外载压力稳定，在原有液压结构的基础上采用操作阀相互协调的设计方式，更加有利于结构设计的稳定性，打破传统意义上对液压支架的承受压力变动，并且在水平方向承载挂载的基础上进行协调，维持相对的结构支撑作用。在输出范围的基础上，达到更加稳定的效果，结合液压支架的参数同时进行对比，在同等的受力上不断改变整体的结构，使其达到相对稳定。

4 煤矿液压支架的受力分析

从煤矿液压支架的控制结构来看，我们大致上可以发现整体结构的设计方向，通过受力情况进行分析。液压支架结构在整体上具有一定的优势，在支架的最大和最小高度处都能够维持一定范围的空间输出范围承载。并在连续结构的基础上，前连杆掩护结构进行对应坐标的受力分析。为更加形象地表示出后连杆的位置坐标，应该结合四连杆的机构进行分析，在平面坐标系中，我们大致可以发现液压支架的平面结构和图形方法，在四连杆机构下的对应支架设计中，应该结合不同支架结构参数进行对比分析，在相同的阻力下承受同等的压力，结合千斤顶的平衡作用，对相同状态下的程序进行对比，承受相同的底座压力后就可以进行选取。在CAD软件中对整体煤矿液压支架结构进行模拟，协调数据参数和整体结构之间的联系，在相同的液压结构中进行模拟，控制同等程序之间的支架构造，并结合自动模拟的参数对顶梁分数模拟进行分析，才能够达到最好的效果。在设计方案中与同等的设计方案相互协调，进行液压结构的有效控制，在液压浮点范围的基础上进行连续坐标结构的相互协调，改变有效的数据参数，就能够更加形象生动的展示出支架结构的平面结构，并通过有效的数据来改变顶梁的分数，进行支架结构参数的分析，并通过有效的分数设计来标识连杆坐标，协调不同的支架参数得到适应煤矿开采的液压结构设计数据。在同等的煤矿液压数据下，可以按照支架的最高空间承载范围中进行系统结构参数的改变，并对比其他工程设计参数得到更好的液压支架结构数据。

改变原有液压支架结构的限制，在支架参数结构上进行适应，通过顶梁结构的输出范围，改变原有的数据参数，以连续的液压结构设计参数进行对应结构设计的分析。在支架的承受范围内改变支架结构的设计方式，并和煤矿开采工艺相适应，达到最优化的生产。

5 煤矿液压支架的未来发展

从煤矿液压数据对比进行分析，我国煤矿开采机械设备中存在很大的竞争，同比于煤矿行业在20世纪能源结构中占据的比例，大致可以推断出大型开采设备在未来的煤矿能源开采中所发挥的重要作用，在能源结构中起到的效果以及达到的生产规模。从我国煤矿开采中机械化设备的进程来看，大致可以分析出煤矿机械设备的生产规模将会越来越大，最终达到社会生产中的比例。总的来讲，我国机械化设备的推广范围将会非常广泛，逐渐成为煤矿能源开采中关键的组成部分。在煤矿液压支架的构造中，相对于传统的设备生产来讲，机械生产设备具有更加广泛的能源基础，并且在机械生产设备运行的基础上，能够对煤矿开采生产进行更好的调节，进行生产协调的有效控制，尽量减少机械设备的生产损耗，在对应的设备损耗下进行关键部位的控制，在液压支架的协调下配合设备检测范围进行煤矿液压支架工作的调节。

6 结语

随着时代的发展，液压支架工作已经成为煤矿开采中的重要组成部分。在有关设备的配合检测下，对液压结构设计和受力情况进行分析，就可以精确得到最适合于煤矿开采情况的液压支架结构参数。并且在实际生产中，有关部门还可以进行煤矿开采工作的协调，通过对液壓结构设计和受力分析的有关参数配合，在最大限度中降低煤矿液压的比例，并结合支架构造的受力情况进行分析，得到良好的比例数据。

参考文献

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作者简介：张取（1986-），男，云南大理人，供职于陕西陕煤彬长矿业集团有限公司生产服务中心，研究方向：机械设计制造。

（责任编辑：秦逊玉）