万丽荣，陈 博，杨 扬，曾庆良

(山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590)

综合机械化放顶煤开采的关键技术之一是放顶煤液压支架技术[1]，液压支架在煤炭开采中起到了支撑顶层煤矸，防止端面冒顶、架间漏矸的作用。综采工作面上的液压支架经常遇到的现象是煤岩垮落导致的冲击载荷[2]，冲击载荷发生后，支架的工作状态、运动形式会发生变化，严重时会导致销轴变形破坏、立柱爆缸、活柱弯曲、掩护梁和尾梁的冲击变形，中断综放工作面的正常工作。例如，2008年某矿曾出现过的直接顶来压较大导致两架ZZ5600/17/35型支撑掩护式液压支架“压死”的事故，造成了严重的经济损失。液压支架的适应性和可靠性决定着采煤工作能否正常进行[3],影响着放顶煤开采的支护安全，对支架的强度分析和结构优化起着指导性的作用。自20世纪60年代起，国外主要采煤国就开始了综采技术与装备的研究[4-6]，但由于国情的影响，这方面的研究逐渐陷入了停滞。目前，国内学者对于液压支架的研究，主要集中于对液压支架的静力学研究及对液压支架在载荷作用下的动态响应。胡登高和范迅[7]应用有限元法对液压支架进行了强度分析，通过对液压支架整架进行划分网格等前处理，在立柱横断面上施加均匀定载荷，分析底座扭转、顶梁偏载等工况，得到了顶梁及底座的应力情况。杨胜利等[8]通过建立顶板动载冲击的力学模型，求得了不同条件下的最大冲击载荷和支架伸缩量的解析表达式，得到了判别是否压架的准则。……