發(fā)布時(shí)間：所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：根據(jù)楊家村煤礦4101工作面不穩(wěn)定頂板的情況，結(jié)合液壓支架帶壓移架的特點(diǎn)，對(duì)液壓支架推移控制回路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于AMESim軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的推移控制回路進(jìn)行模擬仿真，并對(duì)所獲得的圖表進(jìn)行分析，并在工作面液壓支架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，證明所設(shè)計(jì)的
摘要：根據(jù)楊家村煤礦4101工作面不穩(wěn)定頂板的情況，結(jié)合液壓支架帶壓移架的特點(diǎn)，對(duì)液壓支架推移控制回路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于AMESim軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的推移控制回路進(jìn)行模擬仿真，并對(duì)所獲得的圖表進(jìn)行分析，并在工作面液壓支架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，證明所設(shè)計(jì)的液控回路具有良好的支護(hù)性能。
關(guān)鍵詞：液壓支架;帶壓移架;液控系統(tǒng);推移回路;AMESim
0引言
近年來(lái)，隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，液壓支架支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用是保證煤礦高效高產(chǎn)的重要保障，對(duì)液壓支架支護(hù)工作的性能要求也隨之不斷提高。特別是針對(duì)頂板不穩(wěn)定、易破碎的煤田,液壓支架的發(fā)展在很大程度上限制了煤礦井下采煤設(shè)備高產(chǎn)高效能力的發(fā)揮。
對(duì)于大傾角采煤工作面，液壓支架常出現(xiàn)下滑失穩(wěn)等事故，且在移架過(guò)程中，液壓支架不再提供支撐力而發(fā)生頂板破碎、冒落以及倒架等事故。而在采煤工作面運(yùn)用帶壓移架技術(shù)，能夠節(jié)省推進(jìn)時(shí)間，避免了液壓支架對(duì)頂板的反復(fù)支撐，可以減緩頂板裂隙的發(fā)育從而防止其斷裂，保證工作面的安全有效生產(chǎn);且液壓支架在帶壓移架過(guò)程中與頂、底板之間存在摩擦力，更適應(yīng)傾斜工作面，可減少滑倒等事故的發(fā)生。
國(guó)內(nèi)對(duì)帶壓移架技術(shù)研究相對(duì)較少，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，更多是通過(guò)人工操作使立柱產(chǎn)生較小的伸縮量進(jìn)行移架。移架過(guò)程中，底板條件會(huì)嚴(yán)重影響立柱底腔殘余支撐力，使液壓支架產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)蕩，影響帶壓移架的效果，且移架緩慢，嚴(yán)重影響工作效率。
1帶壓移架推移控制回路設(shè)計(jì)
由于采用帶壓移架技術(shù),要求拉架力大于推溜力，經(jīng)綜合考慮，楊家村煤礦4101工作面液壓支架推移裝置選用框架連接式。考慮到實(shí)際工作中存在沿程和局部壓力損失，使得液壓支架實(shí)際壓力不足，嚴(yán)重影響帶壓移架動(dòng)作，因此在推移控制回路中設(shè)計(jì)了增壓元件。推移控制回路液壓系統(tǒng)如圖1所示。
液壓支架帶壓移架時(shí)，液體經(jīng)控制閥直接進(jìn)入推移油缸無(wú)桿腔。取控制閥流量為300L/min，則拉架時(shí)間t=5.02s。
相關(guān)知識(shí)推薦：煤礦機(jī)械期刊投稿類型
與普通推移控制回路不同，帶壓移架推移控制回路增加了增壓裝置，利用AMESim仿真軟件建立推移控制回路仿真模型如圖2所示。
(1)推溜控制回路仿真分析
回路的供液流量為400L/min，行程為800mm。推溜過(guò)程活塞桿腔進(jìn)液，缸筒固定不動(dòng)，活塞桿相對(duì)于缸筒移動(dòng)將刮板輸送機(jī)推向煤壁。
經(jīng)過(guò)仿真，得到推移千斤頂有桿腔位移、速度、加速度、壓力曲線如圖3～圖6所示。
由圖3可知，位移與時(shí)間成正比，液壓支架在2.8s內(nèi)位移達(dá)到800mm，完成了推溜工序，結(jié)合圖4可以看出，整個(gè)推溜過(guò)程速度保持恒定，只有在推溜動(dòng)作開(kāi)始時(shí)速度出現(xiàn)輕微波動(dòng)，這是由于開(kāi)始進(jìn)液時(shí)沖擊力較大造成的;結(jié)合圖5及圖6可知，在推溜開(kāi)始時(shí)推移千斤頂受到高壓乳化液的沖擊較大，最大沖擊速度約為0.42m/s，加速度約為180m/s2，沖擊壓力約為28.2MPa，隨后速度維持在0.29m/s，工作壓力穩(wěn)定在26.4MPa。推溜動(dòng)作過(guò)程基本穩(wěn)定，受到?jīng)_擊時(shí)間很短，不影響推溜動(dòng)作的正常進(jìn)行。
(2)拉架控制回路仿真分析
拉架和推溜的AMESim模型基本一致，仿真結(jié)果如圖7～圖10所示。
如圖7~圖10所示，液壓支架在拉架動(dòng)作剛開(kāi)始時(shí)，出現(xiàn)沖擊壓力約為29.8MPa(見(jiàn)圖10(b))，這是由于帶壓移架工作條件下拉動(dòng)支架所需的瞬時(shí)拉架力比較大，支架運(yùn)動(dòng)起來(lái)之后由最大靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，約0.02s振蕩后無(wú)桿腔壓力維持在28MPa左右(見(jiàn)圖8(b))，在0~5s內(nèi)，拉架速度僅僅在拉架動(dòng)作開(kāi)始時(shí)速度出現(xiàn)波動(dòng)，隨后維持在0.16m/s左右，與加速度曲線相對(duì)應(yīng)，開(kāi)始拉架動(dòng)作的瞬間加速度快速上升，隨后變成0，推移千斤頂勻速帶動(dòng)液壓支架運(yùn)動(dòng)。
2帶壓移架井下現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
將優(yōu)化設(shè)計(jì)的推移回路應(yīng)用在楊家村煤礦4101綜采工作面中ZY12000/28/63D型兩柱掩護(hù)式液壓支架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，觀察支撐情況并采集支架相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。工作面共有180臺(tái)液壓支架，從1#支架每間隔6臺(tái)支架進(jìn)行選取，選取30臺(tái)支架，編號(hào)1#~30#，作為試驗(yàn)支架，對(duì)帶壓移架過(guò)程中立柱底腔壓力、推移千斤頂無(wú)桿腔壓力、移架時(shí)間3個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，并繪制成折線圖如圖11所示。
由圖11(a)可知，液壓支架立柱底腔壓力維持在8~13MPa，由此說(shuō)明帶壓移架過(guò)程中液壓支架能夠有效支撐頂板，在頂?shù)装逯g的垂直距離變化時(shí)可以及時(shí)有效地進(jìn)行保壓和補(bǔ)液;由圖11(b)可知，推移回路應(yīng)用增壓裝置后液壓支架推移千斤頂無(wú)桿腔壓力最高普遍可以達(dá)到30MPa，滿足液壓支架帶壓移架所需最高壓力的要求;由圖11(c)可知，所有試驗(yàn)支架帶壓移架時(shí)間均在5s左右，最大時(shí)間也不高于6s，說(shuō)明該帶壓移架液壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，移架的速度相對(duì)較快。因液壓支架在生產(chǎn)制造過(guò)程中精度、誤差影響及工作狀態(tài)中沿程壓力損失和管路阻力損失等而存在微小差異，從而導(dǎo)致對(duì)于不同支架的同一數(shù)據(jù)參數(shù)會(huì)出現(xiàn)微小偏差，但其整體趨勢(shì)是基本一致的。
3結(jié)語(yǔ)
仿真曲線對(duì)比和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：
(1)該帶壓移架立柱控制系統(tǒng)獨(dú)立于原始液壓系統(tǒng)，對(duì)正常的升架、降架沒(méi)有影響;
(2)推移控制回路系統(tǒng)拉架時(shí)間平均在5s左右，節(jié)省推移時(shí)間，效率更高;
(3)整個(gè)過(guò)程無(wú)較大波動(dòng)，基本平穩(wěn)，避免了推移千斤頂因壓力不足而沒(méi)有足夠的推拉力，帶壓移架推移控制回路系統(tǒng)工作穩(wěn)定。——論文作者：遲振宇，王軍輝，鞏德華，賈暉，曹連民