放顶煤端头支架的设计开题报告

一、 本课题的研究目的和意义

通过本次毕业设计，培养学生综合运用液压传动、机械设计、工程理学等课程中所学理论知识的能力；强调设计的独创性和实用性，培养和提高设计者独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。

由于不同采煤工作面的顶底板条件，煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同，为了有效的支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的端头支架。因此，端头支架的设计工作是很重要的。由于端头支架的类型很多，因此其设计工作量是很大的，由此可见，研制和开发新型端头支架是必不可少的一个环节。 在过去的半个多世纪中，煤矿井下开采支护设备的设计和使用发生了巨大变化。其中，最引人瞩目的是世界范围内广泛采用液压支架作为长臂开采支护工程的主要设备。从采煤设备的发展过程来看，采用液压支架管理顶板是当代采煤技术史上一次重要的变革，也是煤矿现代化的主要标志。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一，其重量约占综合采煤设备总重量的80%~90%，其费用约占综合采煤设备总费用的60%~70%。因此，为了降低成本提高采煤的经济效益，世界各主要产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。

二、液压支架发展历程折叠

我国自19xx年开始大规模引进德国、英国等国家的综采设备，经历了消化、吸收和改进提高的过程，已形成了较完善的设计、制造和科研体系。我国液压支架的发展历程可分为以下四个阶段：

(1)学习起步阶段：我国从20世纪70年代初开始液压支架的研制工作，基础条件很差，一切都是从零开始，所需的板材、管材及液压管胶等都需要研制及试验。19xx年由太原分院和郑州煤机厂设计70型迈步式自移支架，从此开始了液压支架的国产化道路[5]。在广大科技工作者的辛勤努力下，先后研制出了垛式、节式和掩护式支架。尽管这些支架的性能和可靠性都较差，但为我国液压支架的发展奠定了基础，积累了经验。

(2)引进、消化、吸收、发展阶段：20世纪70年代末80年代初我国分三次大规模地引进国外支架，尤其是第三批引进了当时西方国家较为先进的综采设备共100套，其中的液压支

架主要以二柱掩护式和四柱支撑式为主，支架的参数和性能比以往进口支架有明显提高。19xx年，北京开采所、沈阳所、郑州煤机厂在沈阳蒲河矿进行我国第一套放顶煤液压支架的工业性试验，继而研制了多种低位、中位和高位放顶煤支架，成功地在缓倾斜厚煤层和急倾斜厚煤层水平分层工作面使用。通过消化吸收国外先进技术，科研人员自主开发了多种不同用途的液压支架，具有代表性的支架有QY系列和ZY系列支架，其中QY31和ZY35支架在较大范围内得到了推广使用。这一时期开发出的支架重量普通较轻，如QY31经济型支架重量仅6T，支架的工作阻力也偏小，二柱支架一般在2000～3500kN，四柱支架一般在3000～4600kN。支架的可靠性比较差，寿命试验仅8000次，与国外的差距较大。在支架的控制方面，操纵阀主要以ZC片阀为主，流量只有80L/min。乳化液泵站流量一般为80～200L/min，支架的移架速度较慢，一般在20～30s/架，立柱千斤顶的密封圈全部为橡胶件，寿命较短[6]。

(3）完善和提高阶段：从上世纪90年代中期开始，我国液压支架进入了快速发展的阶段。这时期综采技术得到推广，全国的综采工作面数量有了大幅度的提高，同时液压支架的使用性能、技术参数、稳定性和可靠性也有了明显的提高，支架的架型不断地丰富。特别是放顶煤开采技术的成功应用，大大地推动了放顶煤液压支架的快速发展。放顶煤液压支架的架型按放煤位置分有高位、中位、低位放顶煤支架；按四连方向来分有正四连杆和反四连杆放顶煤支架等。

(4）高速发展阶段：随着液压支架国产化进程的发展和我国高端液压支架需求量的不断增加，我国液压支架技术进入高速发展阶段。国内主要的液压支架生产厂家，如郑州煤机厂、北京煤机厂、平阳重工等都更加注重液压支架的自主研发，先后生产出了5m、6m甚至7m的高端液压支架。在液压支架结构件的材质方面，对800MPa、900MPa级高强钢板的焊接性能进行了研究；在液压支架电液控制技术方面，也进行了研究和开发。我国液压支架的设计和制造水平逐渐接近国际先进水平。

三、端头支架的功用

作为放顶煤液压支架其中的一种，放顶煤端头液压支架布置于巷道与工作面交汇处，用以支护端头顶板，为端头综采设备及液压泵站和配电站等提供充足的布置空间，并完成巷道顶煤放煤作业，实现端头机械化。

四、端头支架的种类

液压端头支架的种类很多，根据相对于中心线的位置可分为中置与偏置两种，偏置可以更好地利用巷道下帮断面。端头支架大都是两架一组，根据配套情况，有与一般掩护式、支

撑掩护式配套的；有与大采高放顶煤液压支架配套的；也有为大倾角工作面配套的。此外，除正式研制生产的端头支架，还有各局矿在工作面支撑架的基础上改制的端头支架，也有简易的滑移支架，提腿式组合端头支架。根据使用地点还有下端头、上端头之分。

五、拟解决的关键问题

1、端头支架的选型； 2、端头支架掩护梁的设计；

3、端头支架掩护梁设计及强度计算； 4、端头支架设计说明书及主要部件图纸；

六、 研究思路和方法

首先根据设计题目明确设计任务，了解端头支架的工作原理原理、功能、工作环境以及国内外发展现状，理清设计思路和确定方向，拟定初步设计方案。

其次根据设计任务书给定参数和技术要求对支架整体结构设计、支架液压系统设计等要合理，满足生产要求，制造过程不易复杂，生产成本低廉，制造过程安全，便于广泛应用批量生产。对于支架各部分的结构，要经过严格的设计、计算和校核。要满足可靠性设计，使用周期长等要求。

在设计过程中要按照制定的工作流程，运用各种方法和多门学科知识。在支架本体各部件设计时，拟定详细方案，认真分析其功能，明确个部分的结构。通过本次设计把所学各学科充分融会贯通在一起，最终完成设计任务。

七、进度安排

1、第1周布置和明确设计任务，收集相关设计资料。

2、第2周完成开题报告。

3、3—5周到现场参观端头支架设计和生产制造相关的内容，向现场工程师和工人师傅请教 学习。

4、6—11周进行具体技术设计并完成设计任务。

5、12—14周撰写和修改学位论文。

6、15周熟悉答辩流程，进行论文答辩。

 

第二篇：开题报告模板

毕业设计（论文）开题报告