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针对目前国内煤矿综掘巷道超前支护存在工人劳动强度大、安全性能差、效率低等问题,基于工程实际需要,设计一种巷道掘进用超前支护液压支架系统,用于防止顶板冒落并维持掘进的工作空间,从而保证工人和机械设备安全及各项工作正常进行,实现巷道安全高效的掘进。 本课题根据工作条件和要求提出新型液压支架的总体设计方案和设计目标,综掘用超前支护液压支架系统主要由顶梁和角梁及侧帮油缸所组成的支撑钢架、液压控制系统以及泵站系统三个基本部分组成。根据设计方案和设计目标设计出人字型液压支架机构的运动方案并绘制机构运动简图、确定人字型液压支架承载和搬运两极限位置,并对其运动和传力特性进行分析;对人字型液压支架的主要结构件顶梁、角梁、侧护帮在不同载荷的情况下进行强度计算和材料选型并确定截面尺寸;绘制出人字型液压支架的装配图和主要零件的结构图及设计人字型液压支架整体运动过程;建立人字型液压支架的三维模型,并在不同工况下对其顶梁运用 Abaqus软件进行有限元分析;根据使用要求,拟定液压系统并绘制出液压原理图,同时进行液压元件的选型和主要参数的确定及压力损失和机械效率的计算;根据液压系统的要求,对乳化液泵站进行选型计算;最后对人字型液压支架运动的稳定性进行分析,并提出相应的稳定性措施。本文设计的综掘用超前支护液压支架采用六杆开链承载机构,升降架速度快、安全可靠;采用液压系统驱动,机械化程度高,操作方便;运用两对支撑油缸支撑顶板,支护性能好、强度高、实用性强。此设备主要适用于煤矿综掘巷道,与掘进机配套使用实现巷道的超前支护,以获得安全高效的掘进。