杨 洁

（晋能控股装备集团大同装备制造中央机厂， 山西 大同 037001）

引言

现阶段矿井中进行煤炭开采时主要应用的液压支架是四柱支撑掩护式，现场实际应用表明，在使用四柱掩护式液压支架时，会与周围的深层围岩相互作用，使前排支撑立柱受力增大、后排支撑立柱受力减小，由于前后排支撑立柱的受力不均匀，导致液压支架的支撑能力明显减弱，支护有效强度降低，底座前端对底板的压力增大，支架的力学性能恶化，严重影响矿井的正常开采[1]。因此，提出一种两柱掩护式液压支架，通过分析其力学性能，为矿井的正常开采提供依据。

1 两柱掩护式液压支架力学分析

1.1 受力分析

两柱掩护式液压支架选用的是正四连杆机构，将尾梁连接在掩护梁的下端，通过尾梁千斤顶操纵尾梁，使尾梁在设计的角度内进行摆动，以达到控制尾梁运动的目的。在尾梁千斤顶的内部装有可伸缩的插板，便于对较大煤块进行破碎，以实现连续放煤作业。

煤炭和矸石会给液压支架掩护梁一个向下的垂直载荷，同时，也会给掩护梁和尾梁一个水平载荷，为了便于计算，将其简化成一根整梁，根据松散介质力学原理[2]，掩护梁和尾梁上的载荷q 计算公式为：

式中：α 为整梁与垂直线的夹角；φs为尾梁千斤顶与顶板的夹角。

将掩护梁摘除后，对原点取力矩得到：

式中：l2为插板和尾梁的总长度；P 为尾梁千斤顶的推力和拉力；l1为尾梁千斤顶铰接端与原点之间的距离；α2为尾梁千斤顶与l3之间的夹角；……