李恒，高飞，袁祥，廉自生

(1.太原理工大学机械与运载工程学院，山西太原 030024；2.太原理工大学煤矿综采装备实验室，山西太原 030024)

0 前言

煤炭作为现代社会的主体能源，自20世纪90年代中期综采技术全面推广以来，它对经济发展起着不可代替的作用，需求量也逐步上升。液压支架作为井下综采工作面不可或缺的支护设备，主要通过高压乳化液提供的液压力提供支撑力以及改变支架的工作姿态，因此液压支架的工作性能直接影响采煤效率与支护空间的安全性[1]。支架与围岩不同耦合状态造成的顶梁复杂受力是影响支架安全性能的重要因素之一，且外载荷合力的作用对支架承载能力具有重要意义，因此对支架顶梁负载状态的监测成为当下众多学者研究掩护式支架的热门问题[2]。周永昌[3]通过分析掩护式支架的力学特性，详细讨论影响支架承载能力的各组成部分，首次引出支架力平衡区概念并对4种形式支架力学特性进行比较，提出支架稳定工作的前提是顶梁承受等效外载合力的大小与位置处于力平衡区范围。孟昭胜等[4]基于空间载荷对称假设，分析单区承载条件下全高度范围载荷平衡区分布特征及影响因素，并对实际工况中双区承载条件下支架极限平衡条件进行分析，进一步拓展平衡区理论。梁利闯等[5]通过仿真软件，分析冲击载荷作用于顶梁不同位置时，液压支架各铰接点的力传递特性与各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度，得出顶梁受冲击力作用位置对支架各铰接点力传递系数表现出不同影响趋势的结论。……