我国众多露天煤炭生产基地存在大量端帮煤,开采端帮煤对促进煤炭资源回收利用具有重要意义。然而,目前露天端帮采煤防护装置,主要由钢板简易搭建而成,这样搭建的防护装置抗冲击性较差,对落石冲击无法提供有效缓冲;同时,简易搭建的防护装置无法自主移动,需要大量人力来进行拆除和重建,降低了端帮煤开采回收效率。因此,防护装置不仅需要具备良好的抗冲击性,保障采煤设备和工作人员的安全;而且需要具备自主移动的性能节省人力,提高端帮煤开采回收效率。本文针对目前端帮采煤防护装置的弊端,设计研究了一种新型的履带行走硐口防护顶棚,该防护顶棚在机械结构上包含:拱形抗冲击顶棚、支架和自行走回转装置等。利用Solid Works软件,创建了防护顶棚各部件三维模型,并使用自下而上的方法,对防护顶棚进行装配设计,构建了完整的履带行走硐口防护顶棚虚拟样机模型。根据履带行走硐口防护顶棚的运动情况,设计了整机液压驱动系统,确定了系统流量、液压泵排量及各类油缸的活塞直径、杆径、行程等参数。由分流集流阀的工作原理,在软件AMESim中利用HCD库构建其模型,建立了防护顶棚伸缩调高液压同步回路,仿真了调高伸缩油缸在偏载工况下的同步性能,得到了在偏载条件下,油缸位移曲线及油缸进、出油口的流量曲线。其次,依据Hertz碰撞接触理论及能量耗散原理,在ADAMS软件中,建立了落石-履带行走硐口防护顶棚冲击刚柔耦合模型,研究了防护顶棚的抗冲击性能,同时结合防护顶棚液压系统,建立了机液联合仿真模型,探究了在不同高度下、不同质量岩石对防护顶棚冲击影响规律。结果表明,岩石冲击防护顶板时,应力主要集中在防护顶板与油缸铰接位置,以及防护顶板间的铰接位置;防护顶板应力随落石质量、冲击高度的增加而增大;防护顶板伸缩油缸可以有效释放由岩石冲击防护顶板所带来的能量,增强防护顶板的抗冲击性能;防护顶板所能承受的最大能量为1200 J。最后,对履带行走系统路面适应性进行了研究,利用Recur Dyn软件建立了履带-防护顶棚多体动力学仿真模型,分析了整机在煤岩路面横向、纵向行驶和原地转向工况的动力驱动情况。结果表明:整机在纵向、横向平坦路面行驶时,各履带驱动轮扭矩值稳定,均值约为2000 Nm;整机在纵向、横向过坑过坎路面行驶时,各履带驱动轮扭矩会在合理的范围内急剧变化,后趋于平稳;整机在纵向、横向爬坡路面行驶时,由于履带安装位置及整机重量原因,使得位于整机后部的履带驱动轮扭矩值,大于整机前部的履带驱动轮扭矩值。而对于整机原地转向工况的仿真,得到各摆动油缸的扭矩稳定在约2000 Nm左右。本文设计开发了履带行走硐口防护顶棚,对其顶棚抗冲击性能和能量耗散、整机履带行走动力学特性进行了仿真分析,验证了新型履带行走硐口防护顶棚的可靠性,对提高端帮煤的开采回收,保护工作人员和设备的安全具有重要意义。