發布時間：2021-05-13所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：根據楊家村煤礦4101工作面不穩定頂板的情況，結合液壓支架帶壓移架的特點，對液壓支架推移控制回路進行優化設計，基于AMESim軟件對所設計的推移控制回路進行模擬仿真，并對所獲得的圖表進行分析，并在工作面液壓支架上進行現場應用試驗，證明所設計的
摘要：根據楊家村煤礦4101工作面不穩定頂板的情況，結合液壓支架帶壓移架的特點，對液壓支架推移控制回路進行優化設計，基于AMESim軟件對所設計的推移控制回路進行模擬仿真，并對所獲得的圖表進行分析，并在工作面液壓支架上進行現場應用試驗，證明所設計的液控回路具有良好的支護性能。
關鍵詞：液壓支架;帶壓移架;液控系統;推移回路;AMESim
0引言
近年來，隨著我國煤炭工業的不斷發展，液壓支架支護技術的創新與應用是保證煤礦高效高產的重要保障，對液壓支架支護工作的性能要求也隨之不斷提高。特別是針對頂板不穩定、易破碎的煤田,液壓支架的發展在很大程度上限制了煤礦井下采煤設備高產高效能力的發揮。
對于大傾角采煤工作面，液壓支架常出現下滑失穩等事故，且在移架過程中，液壓支架不再提供支撐力而發生頂板破碎、冒落以及倒架等事故。而在采煤工作面運用帶壓移架技術，能夠節省推進時間，避免了液壓支架對頂板的反復支撐，可以減緩頂板裂隙的發育從而防止其斷裂，保證工作面的安全有效生產;且液壓支架在帶壓移架過程中與頂、底板之間存在摩擦力，更適應傾斜工作面，可減少滑倒等事故的發生。
國內對帶壓移架技術研究相對較少，在實際應用過程中，更多是通過人工操作使立柱產生較小的伸縮量進行移架。移架過程中，底板條件會嚴重影響立柱底腔殘余支撐力，使液壓支架產生相應動蕩，影響帶壓移架的效果，且移架緩慢，嚴重影響工作效率。
1帶壓移架推移控制回路設計
由于采用帶壓移架技術,要求拉架力大于推溜力，經綜合考慮，楊家村煤礦4101工作面液壓支架推移裝置選用框架連接式�？紤]到實際工作中存在沿程和局部壓力損失，使得液壓支架實際壓力不足，嚴重影響帶壓移架動作，因此在推移控制回路中設計了增壓元件。推移控制回路液壓系統如圖1所示。
液壓支架帶壓移架時，液體經控制閥直接進入推移油缸無桿腔。取控制閥流量為300L/min，則拉架時間t=5.02s。
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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。推溜過程活塞桿腔進液，缸筒固定不動，活塞桿相對于缸筒移動將刮板輸送機推向煤壁。
經過仿真，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，位移與時間成正比，液壓支架在2.8s內位移達到800mm，完成了推溜工序，結合圖4可以看出，整個推溜過程速度保持恒定，只有在推溜動作開始時速度出現輕微波動，這是由于開始進液時沖擊力較大造成的;結合圖5及圖6可知，在推溜開始時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，工作壓力穩定在26.4MPa。推溜動作過程基本穩定，受到沖擊時間很短，不影響推溜動作的正常進行。
(2)拉架控制回路仿真分析
拉架和推溜的AMESim模型基本一致，仿真結果如圖7～圖10所示。
如圖7~圖10所示，液壓支架在拉架動作剛開始時，出現沖擊壓力約為29.8MPa(見圖10(b))，這是由于帶壓移架工作條件下拉動支架所需的瞬時拉架力比較大，支架運動起來之后由最大靜摩擦力變為滑動摩擦力，約0.02s振蕩后無桿腔壓力維持在28MPa左右(見圖8(b))，在0~5s內，拉架速度僅僅在拉架動作開始時速度出現波動，隨后維持在0.16m/s左右，與加速度曲線相對應，開始拉架動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液壓支架運動。
2帶壓移架井下現場試驗
將優化設計的推移回路應用在楊家村煤礦4101綜采工作面中ZY12000/28/63D型兩柱掩護式液壓支架上進行現場試驗，觀察支撐情況并采集支架相關數據參數。工作面共有180臺液壓支架，從1#支架每間隔6臺支架進行選取，選取30臺支架，編號1#~30#，作為試驗支架，對帶壓移架過程中立柱底腔壓力、推移千斤頂無桿腔壓力、移架時間3個參數進行采集，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，由此說明帶壓移架過程中液壓支架能夠有效支撐頂板，在頂底板之間的垂直距離變化時可以及時有效地進行保壓和補液;由圖11(b)可知，推移回路應用增壓裝置后液壓支架推移千斤頂無桿腔壓力最高普遍可以達到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，所有試驗支架帶壓移架時間均在5s左右，最大時間也不高于6s，說明該帶壓移架液壓系統運行平穩，移架的速度相對較快。因液壓支架在生產制造過程中精度、誤差影響及工作狀態中沿程壓力損失和管路阻力損失等而存在微小差異，從而導致對于不同支架的同一數據參數會出現微小偏差，但其整體趨勢是基本一致的。
3結語
仿真曲線對比和試驗數據分析結果表明：
(1)該帶壓移架立柱控制系統獨立于原始液壓系統，對正常的升架、降架沒有影響;
(2)推移控制回路系統拉架時間平均在5s左右，節省推移時間，效率更高;
(3)整個過程無較大波動，基本平穩，避免了推移千斤頂因壓力不足而沒有足夠的推拉力，帶壓移架推移控制回路系統工作穩定。——論文作者：遲振宇，王軍輝，鞏德華，賈暉，曹連民
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