ZFG6600-17-32H型放顶煤液压支架设计【含CAD图纸】
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山西工程技术学院毕业设计说明书学生姓名：牛少华专业：机械设计制造及其自动化学号：150514023指导教师：张晋琼所属系（部）：机械电子工程系 二一九年六月ZFG6600/17/32H型放顶煤液压支架设计摘 要采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。而液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。液压支架主要有以下几个基本部分组成：顶梁，底座，液压支柱，千斤顶，掩护梁，四连杆机构。设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。在支撑掩护式的设计中，前梁、主顶梁、掩护梁和立柱等结构件的设计是重点。本论文介绍了液压支架的结构、类型、工作原理、目的及要求，对掩护使液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的设计方案和用途。关键词：液压支架; 支护; 四连杆机构; 顶梁; 掩护梁；结构设计。Design of ZFG6600/17/32H Top Coal Caving Hydraulic SupportAbstractThe comprehensive mechanization of coal mining is the zcceleration coal industrial development of our country , raises labor productivity substantially, realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement working environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is one of the comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining. Hydraulic support major from some following basically partial compositions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender, base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle. In the design course that the type of supports cover type, the design of canopy and caving shield and props is key. This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of hydraulic support, for screening type hydraulic pressure support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support. Keywords: hydraulic support; shoring; 4 linkage mechanisms; canopy; caving shield; hydraulic legs or props; structure design.iii目 录摘 要iAbstractii1 绪论11.1 本课题研究的内容和意义11.2 液压支架的应用与研究现状11.3 国内外的发展概况21.4 液压支架的组成41.4.1 放顶煤液压支架适用范围41.4.2 低位放顶煤液压支架主要技术特征51.5 液压支架的机构类型61.6 液压支架的工作原理71.6.1 支架升降和推移71.6.2 支架的承载过程72 液压支架选型92.1 液压支架设计目的、要求92.1.1 设计目的92.1.2 对液压支架的基本要求92.1.3 液压支架必需的基本参数102.2 液压支架的基本架型及支护能力102.2.1 支撑式支架102.2.2 掩护式支架112.2.3 支撑掩护式支架112.2.4 放顶煤液压支架的分类112.3 液压支架架型的选择依据133 液压支架结构参数设计方法和要求143.1 确定液压支架结构参数原则和内容143.2 液压支架主要结构参数和形式的确定143.2.1 支架的高度和支架的伸缩比143.2.2 梁端距和顶梁长度的确定153.2.3 支架间距和宽度的确定173.2.4 支护强度和工作阻力183.3 四连杆机构的确定193.3.1 四连杆机构的作用193.3.2 四连杆机构的几何特征193.3.3 四连杆机构的几何作图法213.3.4 液压支架性能参数的确定253.3.5 各部件结构选择294 液压支架的强度计算394.1 强度条件394.2 液压支架的强度校核404.2.1 前梁强度校核404.2.2 主顶梁强度校核434.2.3 底座强度校核484.2.4 掩护梁的强度校核524.2.5 前、后连杆强度校核及对应销轴565 液压支架的液压系统605.1 立柱和千斤顶605.2 支架液压阀615.3 液压支架的控制方式626 液压支架的调试及保养64结 论66参考文献67外文文献69中文译文74致 谢77山西工程技术学院毕业设计说明书1 绪论1.1 本课题研究的内容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、工程力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。采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量，提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。而每个综采工作面平均需要安装150台液压支架，可见对液压支架的需要量很大。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液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量是很大的，由此可见，研制和开发新型液压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。1.2 液压支架的应用与研究现状液压支架是综合机械化工作面的主体设备，它能可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，保持安全的地下作业空间，并实现回采工作面及其相关设备的机械化推移。液压支架与采煤机、可弯曲输送机和顺槽转载机配合，构成了回采工作面的综合机械化设备，从而为煤矿地下开采实现高产、高效和安全生产创造了条件。因此，采用液压支架支护顶板是当代采煤技术的一次重要变革，也是煤矿生产现代化的重要标志。1.3 国内外的发展概况国外发展情况支护和控制顶板，保持工作面的安全生产空间，是煤矿地下开采中的首要任务。在二十世纪五十年代前，国内外煤矿生产中，基本上均采用木支柱、木顶梁或金属摩擦支柱和铰接顶梁来支护顶板。1954年英国首次研制出液压支架，将液压技术应用到支护设备上，从而开辟了回采工作面支护设备的技术革命。从二十世纪六十年代起，国外各主要产煤国家，如前苏联、英国、法国、澳大利亚、美国、波兰等国家均相继大力发展和研制了各种型式的液压支架，并在煤矿生产中获得了广泛而成功的应用，从根本上改变和提高了地下开采的作业条件和安全性。据统计，目前这些主要产煤国家的地下开采综合机械化程度己达到90%左右，取得了良好的经济和社会效益。八十年代以来，世界主要采煤国家一直围绕减面提产、减人提效、降低成本、实现矿井集中生产做努力，他们积极开发和应用新技术，致力于高性能、高可靠性的新一代重型液压支架的研制。目前，以液压支架为主体的地下开采设备，己逐步向遥控和自动化方向发展。这种新型液压支架普遍具有微型电机或电磁铁驱动的电液控制阀，推移千斤顶装有位移传感器，采煤机装有红外线传感装置，立柱缸径超过400mm。为减少割煤时间，一般采用0. 81m的截深。支架还采用屈服强度8001000MPa的钢板，既有较高的强度、硬度和韧性，又具有良好的冷焊性能。随着长壁工作面长度的不断增加，为适应快速移架的需要，国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站，其额定压力为4050MPa，额定流量400500L / min ，可实现工作面成组或成排快速移架，达到68s/架。美国是世界上最先进的采煤国家，早在1990年就已采用额定压力50MPa、额定流量478L / min的乳化液泵站，以实现支架快速推进，移架速度达68s/架。美国的高产高效工作面采用两柱掩护式支架，使用寿命810年，可用率高达95%98 %。支架平均工作阻力6470kN (最大为9800kN)，支架宽度普遍增大，中心距达到1.75m，并向2m发展，增大架宽有利于减少工作面架数、缩短移架时间、增加有效工作时间和提高单产。1995年9月，阿科煤炭公司的西糜鹿矿用工作阻力为8900kN电流控制的两柱掩护式支架，月产煤达到60.11万t。美国综采工作面最高日产超7万吨,最高工效1336t/工。澳大利亚也基本上采用一井一面的高度集中化生产,使用两柱掩护式支架，支架的平均工作阻力为7640kN。如尤兰矿用电流控制的两柱掩护式支架，在1995年8月8日创下澳大利亚有史以来日产3.41万吨的最高记录，班产一直保持在50006000t。英国也在大力发展两柱掩护式支架，工作阻力有了很大提高，达到60008000kN。国内的发展情况我国是煤炭生产大国，在二十世纪六十年代也曾研制了几种液压支架，但未得到推广和应用。七十年代我国从英、德、波兰和前苏联等国引进了数十套液压支架，经过试用、仿制和总结经验，到八十年代以后我国液压支架的研制和应用获得了迅速的发展，相继研制和生产了TD系列、ZY系列和ZZ系列等二十多种不同规格的液压支架，并在国内大、中型煤矿中推广应用，大大提高了我国煤矿开采的机械化水平。我国在1964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。1984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。1990 年后，国产液压支架得到了全面的发展，到1998年止，全国已建成88 处高产高效矿井，其中14处矿单个工作面的单产达15.72万t /月，原煤生产人员效率达9.16t /工，综采机械化水平达49.32 %，达到了世界先进水平。据统计；1995年，我国统配煤矿的综合机械化程度已达50%左右，液压支架在籍套为509套：2000年统配煤矿机械化程度己达65%。液压支架在籍套数达700多套。目前，国内大、中型矿井中，条件合适的煤层均采用液压支架进行综合机械化开采。液压支架己成为保证安全、高效生产的一种重要设备。在综采比例方面也低与世界产煤大国地位极不相称世界主要产煤国家的综采比例都是全国煤炭井工生产的比例。波兰是92.5 %，俄罗斯是85.7 %，乌克兰是76.4 %，而美国、德国、英国、日本都是99 %以上。我国1998年统计，国有重点煤矿回采产量3.67亿t，只有1.87亿t是综采生产，占49.32 %。而国有地方煤矿的综采比例远低于此数；乡镇地方煤矿则基本是空白。据初步估计，按全国井工生产的煤炭来算，综采比例只有23 %左右。我们液压支架制造技术水平比较落后，在支架材料、加工工艺、性能和使用寿命等方面与世界先进国家相比还有很大差距。支架液压系统的阀类，用的是乳化油，防锈蚀要求很高，国外一直使用铜合金阀壳和高强度不锈钢阀芯；我国是45号钢加表面防腐处理。我国液压支架耐久性试验要求是大于7000次，印度要求是大于35000 次，美国是大于45000次。这样技术质量水平的支架在国内一般矿井勉强可以使用，在国内高产工作面及在国际上是没有竞争力的。综采工程技术人员普遍认为目前我国支架的工艺技术水平尚未达到1979年引进的100套支架的技术水平，可想落后远不止20年。我们液压支架控制系统的研究也落后，目前，我国国产液压支架的控制方式仍然停留在跟机手把单向邻架控制或本架控制水平。这种控制方式，虽然具有控制系统简单、制造容易、造价较低和对煤层地质条件变化适应性较强的优点，但它存在严重缺点：(1) 工人劳动条件差，安全性差；(2)移架速度慢，影响采煤机效率的发挥； (3) 通风条件差，支架故障率高；(4) 支架支护效能的发挥程度与操作人员的经验多少和技能高低有密切关系。1.4 液压支架的组成液压支架是综采工作面支护设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备。液压支架的组成可归纳为五个部分：承载结构件、动力油缸、控制部元部件、辅助装置、工作液体。1.4.1 放顶煤液压支架适用范围（1）煤层厚度一般为512m左右、或着厚度变化较大。（2）煤质比较松软，容易在矿压下冒落的煤层。（3）对于松软和易破裂煤层，厚度为58m左右时，可选用掩护式支架，采用天窗式结构，如单输送机放顶煤支架；对于厚度较大，煤质较硬，易破裂的煤层，可用支撑掩护式支架，采用插板式或天窗插板式等结构。（4）顶板中等稳定以下，可随采随冒。（5）工作面倾角一般不大于300（6）煤的自然发火期一般不大于半年，并应采取相应措施。1.4.2 低位放顶煤液压支架主要技术特征这是一种双运输机运煤、在掩护梁后部铰接一个带有插板的尾梁、低位放煤的支撑掩护式液压支架。这类支架有一个可以上下摆动的尾梁（摆动幅度在45左右），用以松动顶煤，并维持一个落煤空间。尾梁中间有一个液压控制的放煤插板，用于放煤和破碎大块煤。具有连续的放煤口。其主要特点如下：（1）由于具有连续的放煤口，放煤效果好，没有脊背煤损失，回收率高。（2）和其它支架相比，从煤壁到放煤口的距离最长，经过顶梁的反复支撑和在掩护梁上方的垮落，是顶煤破碎较充分，对放煤极为有利。（3）后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时尾梁插板可以切断大块煤，是放煤口不易堵塞。（4）低位放顶煤使煤尘减少。（5）前四连杆低位放顶煤液压支架的抗扭及抗偏截能力差，支架的稳定性较差。（6）尾梁摆动力和向上的摆角较小，破煤和松动顶煤的能力差。这类支架的原始形式是前四连杆式，在矿压较小的急斜水平分段开采时比较适应，为使这种架型在缓斜长臂工作面中发挥其优势，如今做了如下探索：（1）把四连杆的上连接位置由顶梁上改在掩护梁上，使支架底部和上部的连接位置更接近扭转力矩的作用点，增加了支架的强度，减少了支架的损坏，形成了目前在缓斜工作面大量使用的后四连杆式低位放顶煤液压支架。（2）大幅度加强前四连杆本身以及它与顶梁、底座的联接强度，这种作法增加了支架的重量，有的重达20t以上，但设计时容易实现加大后部运输空间和增加破煤能力。（3）增大后部空间和尾梁向上摆动的力，使其在较硬煤层中使用时也可以让顶煤顺利放落和运出。（4）后四连杆前连杆设计为Y型，后连杆设计为I型，增大了制件前、后人行道的宽度并加大了后部的人员工作与维护空间。（5）把后输送机千斤顶耳座与底座的联接改为活联接，改善了运输状况。在后输送机与千斤顶之间增加了结构件推杆，以避免后输送机与千斤顶活塞杆弯曲并防止支架下滑。前四连杆式支架和后四连杆式支架相比，前四连杆式支架稳定性及抗扭性较差，但其后部空间较大，且重量也轻。1.5 液压支架的机构类型液压支架有许多类型。按围岩的相互作用和维护回采空间的方式，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三类；按移架方式可分为整体自移式和迈步前移式两类；按使用地点不同可分为工作面支架和端头支架两类；工作面支架按煤层厚度和开采方法不同可分为铺联网支架和放顶煤液压支架。支撑掩护式液压支架是在支撑式液压支架的基础上，吸取掩护式液压支架的特点而设计的。如图1-2所示，支撑掩护式液压支架一般由顶梁、掩护梁、前后连杆、底座、立柱等主要结构件和前梁、侧护板、平衡千斤顶、前梁千斤顶、推移千斤顶等辅助结构件以及各种操纵阀、控制阀、动力液压缸等组成。顶梁又称主梁，是支护顶板的直接承载部件，并为立柱、掩护梁及护顶 装置提供联结点。它不但要求具有一定的强度和刚度，而且接触面积要大，并能适应顶板压力的变化。顶梁与顶板尽可能均匀接触，避免因局部接顶而造成顶梁集中受载，损坏支架其他构件。顶梁均设计成多腔室薄壁箱型结构，由上下盖板等钢板焊接而成。为了增强其结构的刚度，上下盖板之间设有加强筋板；顶梁前端呈滑撬状，以减少顶梁与顶板间的移动阻力。 掩护梁是组成液压支架四连杆机构的杆件之一。因此，掩护梁要求具有较高的强度和抗扭强度，其焊缝要求高标准、严要求以免开焊。掩护梁是由钢板焊接而成的箱型结构，它联结着顶梁、前后连杆以及底座，承载才空区矸石的作用载荷以及因顶梁受偏载作用而产生的扭转载荷，起着稳定支架重心并防止采空区矸石渗入工作面的作用，既能保证支架前梁顶端与煤壁的间距基本恒定，又承担了支架在工作过程中的水平分力，以保证支架的工作稳定性，一般掩护梁也设计箱型结构。底座是钢板焊接的箱型结构，底座是将顶板载荷传递到底板及固定立柱和前后连杆的承载部件，也是组成支架四连杆机构的杆件之一，它与底板直接接触，将立柱传来的顶板压力传递给底板。底座的后部与前后连杆铰接，前端焊接有安装推移千斤顶的联结耳，推移千斤顶的另一端与工作面运输机连接，通过推移千斤顶的伸缩，实现推溜和移架行走动作。因此它要求具有一定强度和刚度，对起伏不平地板的适应性要强，接触面积要大，由足够的空间安装立柱、推移千斤顶等其他辅助装置，便于人员操作与行走，以及确保支架的稳定性等。底座也是由钢板焊接成的薄壁箱型结构，前端均做成滑撬状，以减少支架的移动阻力。1.6 液压支架的工作原理1-顶梁；2-立柱；3-底座；4-推移千斤顶；5-安全阀；6-液控单向阀；7、8-操纵阀；9-输送机；10-乳化液泵；11-主供液管；12-主回液管图1-1液压支架基本工作原理图1.6.1 支架升降和推移当操纵阀8处于升柱位置时，从乳化液泵站来的高压液体通过操纵阀8、液控单向阀6进入立柱2的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撑紧顶板。当操纵阀8处于降柱位置时，工作液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔回液，支架下降。支架的前移和推移输送机是通过操纵阀7和推移千斤顶4来进行的。移架时，先使支架卸载下降，再把操纵阀7置于移架位置，从乳化液泵站来的高压液体进入推移千斤顶4的前腔即活塞杆腔，后腔即活塞腔回液。这时，支架以输送机为支点前移。移架结束后，在把支架升起，使支架撑紧顶板。若将操纵阀7置于推溜位置，高压液体进入推移千斤顶后腔即活塞腔，前腔即活塞杆腔回液，这时输送机以支架为支点被推向煤壁。1.6.2 支架的承载过程支架的承载过程是指支架与顶板之间相互力学作用的过程。它包括初撑、承载增阻和恒阻三个阶段。 (1)初撑阶段在升架过程中，当支架的顶梁接触顶板，直到立柱下腔的液体压力逐渐上升到泵站工作压力时，停止供液，液控单向阀6立即关闭，这一过程为支架的初撑阶段。初撑力的大小取决于泵站的工作压力，立柱缸径和立柱的数量。合理的初撑力是防止直接顶过早的因下沉而离层、减缓顶板下沉速度、增加其稳定性和保证安全生产的关键。(2)承载增阻阶段支架初撑结束后，随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这一过程为支架的承载增阻阶段。(3)恒阻阶段随着顶板压力的进一步增加，立柱下腔的液体压力越来越高。当升高到安全阀5的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下缩，液体压力随之降低。当降到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这一过程。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持在某一恒定数值上，这是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。对于掩护式和支撑掩护式支架，其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。2 液压支架选型2.1 液压支架设计目的、要求2.1.1 设计目的采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。而每个综采工作而平均需要安装150台液压支架，可见对液压支架的需要量是很大的。由于不同采煤工作面的顶板条件、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。为了有效地支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作员也是很大的，由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的一个环节。2.1.2 对液压支架的基本要求1为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力，以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。2液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为100kN左右；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为100kN150kN，中厚煤层一般为150kN至250kN厚煤层一般为300kN400kN。3防矸性能要好。4排矸性能要好。5要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面，从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。6为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。7调高范围要大，照明和通讯方便。8支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定值。9要求支架有足够的刚度，能够承受一定的不均匀载荷和冲击载荷。10在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。11要易于拆卸，结构要简革。12液压元件要可靠。2.1.3 液压支架必需的基本参数1顶板条件根据老顶和直接顶的分类，对支架进行选型2最大和最小采高根据最大和最小采高，确定支架的最大和最小高度，以及支架的支护强度。3瓦斯等级根据瓦斯等级，按保安规程规定，验算通风断面4底板岩性及小时涌水量根据底板岩性和小时涌水量验算底板比压。5工作面煤壁条件根据工作面煤壁条件，决定是否用护帮装置。6煤层倾角根据煤层倾角，决定是否选用防倒防滑装置。7井筒罐笼尺寸根据井筒罐笼尺寸，考虑支架的运输外形尺寸；8配套尺寸根据配套尺寸及支护方式来计算顶梁长度。2.2 液压支架的基本架型及支护能力2.2.1 支撑式支架支撑式支架立柱较多(46)，均呈直立状态，顶梁较长，立柱顶梁与底座构成多铰点的矩形结构如图2-1 ( a )所示。这类支架的工作阻力较大，支撑合力位于后部，切顶能力强，架型空间较大。但框架结构不够稳定，承受侧向力的能力较差。适用于直接顶稳定和坚硬(34类)， 老顶周期压力明显或强烈的顶板()，不适用于破碎顶板。支撑式支架有垛式和节式两种。2.2.2 掩护式支架掩护式支架都有掩护梁挡住采空区矸石，立柱较少(12)，均呈倾斜布置，顶梁较短，立柱可斜支在底座与顶梁或掩护梁之间。顶梁、掩护梁与底座构成一半封闭式结构，将顶板、采空区与工作面空间隔开。如图2-1 ( b)所示。这类支架的工作阻力较小，切顶能力较弱，架型空间较小，但支架的防护性能较好。适用于破碎和中等稳定直接顶(12类)，老顶压力不明显的顶板(级)。有直支式和间支式两种。2.2.3 支撑掩护式支架支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架的结构特点，如图2-1 (c)所示。均为四柱式，立柱可直立或斜支在顶梁或掩护梁上，相当于支撑式与掩护式的组合，以支撑为主，掩护为辅。这类支架的工作阻力、切顶能力均介于上述二者之间，但由于有掩护梁，其掩护性能与稳定性均较好，适用于直接顶稳定和中等稳定(24类)，周期压力明显()的顶板。图2-1(a)支撑式支架图 图2-1(b)掩护式支架 图2-1(c)支撑掩护式支架2.2.4 放顶煤液压支架的分类放顶煤液压支架按放煤高度划分，可分为高位放顶煤、中位放顶煤和低位放顶煤液压支架三类。（1）高位放顶煤液压支架高位放顶煤支架在国内外已的到推广和应用。综合目前所生产使用的高位放顶煤支架可分为两大类。插底式支架：其特点是支架底座的前部插到输送机下部，而输送机放在其拖座上面。不插底式放顶煤液压支架，它的液压支架和输送机的关系与一般支架相同。（2）中位放顶煤液压支架 中位放顶煤液压支架是指放煤口设在掩护梁上，并采用两部输送机且后部输送机置于支架底座上的液压支架。中位放顶煤液压支架是我国当前应用数量较多，分布较广的综放支护设备，还是一种依靠矿山压力破碎顶煤，具有放煤功能的综采设备。中位放顶煤液压支架按其结构形式可分为两类：单绞点中位放顶煤液压支架和四连杆中位放顶煤液压支架。（3）低位放顶煤液压支架 低位放顶煤液压支架的放煤口位于支架掩护梁的下方，其后输送机直接放在底板上或在底座的拖板上。随着放顶煤综采推广应用，放顶煤支架的研制也迅速发展，特别是低位放顶煤液压支架有了新的突破，解决了工作空间、强度、抗扭和稳定性问题。低位放顶煤液压支架发展很快，各种支架按四连杆机构的位置，基本可分为连接顶梁和底座的中四连杆机构及连接掩护梁和底座的后四连杆机构两类。 （a）中四连杆机构放顶煤支架的特点支架的四连杆机构为单片式，铰接在顶梁和底座间。掩护梁有千斤顶控制可进行摆动，放煤口位于掩护梁下部，由千斤顶控制插板调节放煤口大小，后输送机位置空间较大；顶梁带有侧护板可防止漏碎煤并提高了横向稳定性；中四连杆机构提高了支架在垂直于工作面方向上的稳定性；放煤口大，放煤位置低，顶煤垮落下降量大易碎，煤层小；无脊背损失，回收率高；通过能力大，不易堵口。但由于四连杆机构为铰接在顶梁、底座上的单片，四连杆机构所以稳定性和承受侧向力的性能较差。（b）后四连杆机构放顶煤支架的特点 该支架架型与一般四柱支撑掩护式支架相同，由于支架后部需要有较大的后部输送机工作空间，因此采用了Y形前连杆和单片后连杆，而且前后连杆与掩护梁、底座的铰接点都比一般支架偏高，偏前。在掩护梁下端铰接一个带插板式尾梁，由两个尾梁千斤顶支撑，这就形成了放煤所需空间。根据支架工作高度不同，利用尾梁千斤顶及插板千斤顶控制、调节放煤口的开启和大小。2.3 液压支架架型的选择依据液压支架的支护性能和力学特性，必须与顶板性质和载荷特性相适应，才能取得良好的支护效果。而不同类型支架的支护性能和力学特性，主要取决于架型结构。当架型一定时，支架具有的支撑力分布规律和对顶板的适应性也相应确定。在支架的总体设计或用户选用中，首先必须选定架型，选型的主要依据是项板性质。根据支架固有的力学特性与支护性能，以及国内外的使用经验，可根据老顶级别和直接顶类别选择相应架型。由于老顶级别和直接顶类别的划分无严格的定量评定指标，因此按顶板定性质分级来选择架型就不一定是十分科学和严密的。同时，某些顶板条件下可采用多种支架。所以，支架架型的选择既要以顶板性质作为基本依据，还应考虑顶板级别划分的模糊性，在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的架型。具体选用时可遵循下列原则：1.对于老顶周期来压不很明显(级)，直接项中等稳定或破碎(1、2类)的顶板，可选用掩护式支架：对于直接顶稳定的情况，可选用支撑式或支撑掩护式支架。2.对于老顶周期来压强烈(级)，直接顶中等稳定以下(l 、2 类)的顶板，可选用支撑掩护式支架；直接顶坚硬(3、4类)，可选用支撑掩护式支架或支撑式支架。3.对于采高H 1.44.2 液压支架的强度校核4.2.1 前梁强度校核按理论支护阻力在前梁的最危险截面处，对前梁进行校核。前梁的强度校核步骤如下：1.画出前梁受力图、剪力图和弯矩图，如图4-1所示2.求各点的剪力和弯矩（1） 剪力：（从右向左取，向上力为负，向下力为正）。对各点左右剪力计算如下：A点：B点：C点：图4-1前梁受力图、剪力图和弯矩（2）弯矩：从A点向C点取矩（从右向左取，逆时针为正）A点：B点： C点： 所以危险截面为A-A截面最大弯矩Mmax=40992Nm图42 AA截面前梁强度计算形心位置各板件的计算数据列于表42中。表42件号12345数量12124面积139.216123.27448形心位置 0.5917.519.59惯性矩11.6341.310.34221.11024机构件的形心位置为： （5-3） =11.2cm 惯性矩 =53791.4 （5-4） 弯曲应力 （5-5）安全系数 （5-6）所以前梁强度合格。4.2.2 主顶梁强度校核按理论支护阻力在主顶梁的最危险截面处，对主顶梁进行校核。主顶梁的强度校核步骤如下：1.画出主顶梁受力图、剪力图和弯矩图，如图4-3所示2.求各点的剪力和弯矩（1） 剪力：（从右向左取，向上力为负，向下力为正）。对各点左右剪力计算如下：A点：B点：C点：D点：E点：F点：（2）弯矩：从A点向C点取矩（从右向左取，逆时针为正）A点：B点：C点：从F点向D点取矩（从左向右取，顺时针为正）F点：E点：D点：图43主顶梁受力图、剪力图和弯矩图所以危险截面为C-C截面最大弯矩3.按弯曲应力进行强度校核由计算得知，按弯压联合作用计算，不如按最大弯曲应力计算应力大。为安全计，在C-C截面（如图4-4）采用最大弯曲应力进行校核。计算截面积及截面形心至A-A面的距离。首先对每块钢板编号，把位置状态相同和截面积相同的钢板编成1个号，再计算截面积，最后计算截面形心距图44 C-C截面 则：/=204（mm）每个零件中心到截面形心的距离ai为：20415=189（mm）20440=164（mm）204177.5=26.5（mm）204300=96（mm）204300=96（mm）204300=96（mm）204510=306（mm）204475=271（mm）204510=306（mm）204280=76（mm）计算截面中心主惯性矩矩形截面的惯性矩为： 式中截面宽度；截面高度。计算弯曲应力： (MPa)计算安全系数：对比安全系数表4-1，=1.1所以主顶梁强度合格。4.2.3 底座强度校核1.画出底座受力图、剪力图和弯矩图，如图4-5所示2.求各点的剪力和弯矩（1） 剪力：（从右向左取，向上力为负，向下力为正）。对各点左右剪力计算如下：A点：B点：C点：D点：E点：（2）弯矩：从A点向C点取矩（从右向左取，逆时针为正）A点：MA左=0B点：C点：从E点向D取矩（从左向右取，顺时针为正）图4-5 底座受力图、剪力图和弯矩图E点：ME右=320Pax=320436=139520NmD点：所以危险截面为C-C截面最大弯矩Mmax=9044306Nm图46 C-C截面 则：/=150 （mm）每个零件中心到截面形心的距离ai为：15010=145（mm）150120=30（mm）150250=100（mm）150420=270（mm）计算截面中心主惯性矩矩形截面的惯性矩为： 式中截面宽度；截面高度。计算每个零件对截面形心的惯性矩：(mm4) (mm4)=1327733332(mm4)计算弯曲应力： 计算安全系数：对比安全系数表4-1，=1.1所以底座强度合格。4.2.4 掩护梁的强度校核掩护梁的受力如图47所示。 图4-7掩护梁受力图把所有力向掩护梁上投影则成图48。图4-8掩护梁投影图1.画出顶梁受力图、剪力图和弯矩图，如图49所示图49底座受力图、剪力图和弯矩图2.求各点的剪力和弯矩 （1） 剪力：（从右向左取，向上力为负，向下力为正）A点：B点：C点：（2）弯矩：从A点向D点取矩（从右向左取，逆时针为正）A点：B点：C点：所以危险截面为B-B截面最大弯矩m 图 410 B-B截面则：/=每个零件中心到截面形心的距离为：33510=325（mm）335305=30（mm）335305=30（mm）335690=355（mm）335350=15（mm）计算截面中心主惯性矩矩形截面的惯性矩为： 式中截面宽度；截面高度。计算每个零件对截面形心的惯性矩： =7699079707(mm4)计算弯曲应力： 计算安全系数：=1.3所以掩护梁强度合格。4.2.5 前、后连杆强度校核及对应销轴（1） 前连杆强度校核单个连杆受力截面如图411所示。单个连杆受力截面积30300218000mm21.810-2m2图 411前连杆受力截面两个前连杆受力为，F5=890KN则前连杆的应力为前连杆板材为15MnVN，查手册得，s=430MPa，b=580MPa则钢板拉应力安全系数为由表41知1.3，因此，前连杆的设计合适。（2） 前连杆的销轴校核销轴取为f184mm，与孔间隙为2mm，防止卡死。销轴所受最大弯矩为 销轴惯性矩为应力最大受力销轴的截面积剪应力取材料为12CrMo，安全系数为：弯曲时剪切时因此，轴的设计及选材合适。2后连杆强度校核及对应轴校核（1） 后连杆强度校核与前连杆强度校核同理，后连杆横截面面积30300218000mm21.810-2m2后连杆应力为后连杆材料为12MnVN，厚30mm，Ss=420MPa，Sb=560MPa，应力强度为安全系数为许用安全系数为，强度适用。（2） 轴强度校核销轴取为f184mm，与孔间隙为2mm，防止卡死。 销轴所受最大弯矩为Mmax191.5KNgm=11.5KNgm销轴惯性矩为应力最大受力销轴的截面积剪应力取材料为12CrMo，Ss=265MPa，Sb=410MPa，安全系数为：弯曲时剪切时因此，轴的设计及选材合适。5 液压支架的液压系统液压支架不仅需要有良好的结构以适应所工作的煤层地质条件，而且还要配备完善而可靠的液压系统及液压元件来实现支架的优良工作性能。液压支架的液压系统属于泵缸开式系统。动力源是乳化液泵，执行元件是各种液压缸。系统回液流入乳化液箱，然后由泵吸入并增压，经各种控制元件供给各个液压缸，。乳化液泵站通常安装在工作面下顺槽，可随工作面一起向前推进。泵站通过沿工作面全长敷设的主供液管和主回液管，向各个支架供给高压乳化液，接收低压回液。工作面中每个支架的液压控制回路多数完全相同，通过截止阀连接与主管路，相对独立。其中任一支架发生故障进行检修时，可关闭该架与主管路连接的截止阀，不会影响其他支架工作。液压支架的液压系统具有下列特点：1工作压力高，泵站工作压强一般为19.6 34.3MPa。立柱承载时，被封闭的下腔液压更高，一般为39.2 80MPa。因此要求液压元件包括有足够的耐高压强度。2工作介质是水包油乳化液，水占95%左右。这种乳化液粘度低，润滑性能和防锈性能都不如矿物液压油。因而支架液压元件一般不采用间隙密封方式，对液压元件的材料、加工精度和防锈处理也有较高的要求。3泵站集中供液，工作介质输送路程长，损失较大，要求主管路由足够的过流断面。4工作环境恶劣：潮湿，粉尘多，空间有限，采场条件经常变化。检修不方便，要求液压元件可靠工作时间长。5.1 立柱和千斤顶在液压支架中，用于承受顶板载荷，调节支护高度的液压缸称为立柱。液压支架的立柱多数是单伸缩双作用单活塞杆式液压缸。除立柱外，支架中其余的液压缸称为千斤顶，依其功能分别叫做前梁千斤顶、推移千斤顶、侧推千斤顶、平衡千斤顶、护帮千斤顶和复位千斤顶等等。由于前梁千斤顶也承受由铰接前梁传递的部分顶板载荷，结构与立柱基本相同，只是长度和形成较短，所以也有人叫它前梁短柱。通常支架中各类千斤顶是单伸缩双作用作用液压缸，只有复位千斤顶和伸缩前探梁的千斤顶是单作用液压缸。双伸缩式立柱控制回路如图5-1： 图5-1 双伸缩式立柱控制回路千斤顶控制回路如图5-2： 图5-2平衡千斤顶控制回路5.2 支架液压阀液压支架的液压控制系统中所使用的控制元件有两大类：压力控制阀和方向控制阀。压力控制阀主要有安全阀，方向控制阀主要有液控单向阀、操纵阀和液控分配换向阀等。液控单向阀液控单向阀在支架液压系统中主要用来闭锁液压缸中的液体，使之承载。它是大多数支架立柱必不可少的控制元件之一。对液控单向阀的要求：密封可靠，特别是锁紧立柱下腔液路的液控单向阀，需长时间保持绝对密封；动作灵敏，尤其要求关闭及时，保证刚刚锁紧的液压缸中的压强等于泵站供液压强；流动阻力小；工作寿命长，能保证工作面推进8001000米不需要更换；结构简单。支架常用的液控单向阀按其密封副形势可分为平面密封型、锥面密封型和球面密封型。安全阀安全阀是支架液压控制系统中必不可少的限定压强的元件。立柱安全阀可以防止支架的主要承载结构件过负荷，确保顶板岩层在不高于规定的工作阻力作用下沉降。对立柱安全阀的要求：关闭时必须完全封闭；能够稳定溢流的溢流量范围大，在顶板缓慢下沉时的微小流量(3040mL/min以下) 工况下，启闭压强差不大于整定压强的510%，以保证支架的恒阻性。在顶板急剧下沉的大流量(3050mL/min)工况下，被封闭的液体压强升高值不大于整定压强的25%。操纵阀在支架液压控制系统中用来使液压缸换向，实现支架各个动作的手动换向阀，习惯上称为操纵阀。按压力液通过操纵阀后的用途不同，可分为全流量操纵阀和先导液压操纵阀。5.3 液压支架的控制方式1手动控制目前液压支架多采用手动邻架控制。操作人员随采煤机前进，依次站在被移支架倾斜上方的支架里进行操作，使被移支架完成各个必要的动作。（1）全流量控制全流量控制目前是支架的基本控制方式。它使用全流量操纵阀，根据操作人员的要求，直接向液压缸工作腔输入压力液，实现支架的各个动作。在采取邻架控制时的全流量控制系统，过架管路除了主管路外，还有许多控制管路因而行人不便，系统可靠性不高，维护工作量大。（2）先导液压控制先导液压控制近年来在支架液压控制系统中发展很快。它是通过先导液压操纵阀将操作人员的命令变成液压指令，再由液控分配阀完成向液压缸工作腔供给压力的任务。因为先导控制需要传输的不是流量而是液压，所以先导控制管可以做的很细小，于是必须过架的许多先导控制管可以用一根直径不大的多芯管来代替，并且简化了支架在井下工作面的安装，系统可靠性增加。2 手动控制手动控制的操作速度受到人员在工作面行走速度限制。特别是在薄煤层工作中，操作人员花费在从一个支架行走到另一个支架的时间较长，体力消耗也很大。因此，手动控制液压支架使高效采煤机械的工作能力不能充分发挥出来。所以，研制和开发自动控制系统是液压支架进一步发展的方向之一。目前，液压支架的自动控制大部分都处于试验阶段。这是因为地下工作条件复杂多变，在工作条件的监控方面，在人机之间和采煤机与支架之间的完善联系还有大量工作要做。总的趋势是采用带有电脑控制的电液先导液压控制系统。分配阀多采用安全火花型电液控制分配阀，监控装置多转换成电信号输入电脑指令系统。6 液压支架的调试及保养调试；1、确认液压系统净化符合标准后，向油箱加入规定的介质。加入介质时一定要过滤，滤芯的精度要符合要求，并要经过检测确认。 2、检查液压系统各部，确认安装合理无误。 3、向油箱灌油，当油液充满液压泵后，用手转动联轴节，直至泵的出油口出油并不见气泡时为止。有泄油口的泵，要向泵壳体中灌满油。 4、放松并调整液压阀的调节螺钉，使调节压力值能维持空转即可。调整好执行机构的极限位置，并维持在无负载状态。如有必要，伺服阀、比例阀、蓄能器、压力传感器等重要元件应临时与循环回路脱离。节流阀、调速阀、减压阀等应调到最大开度。 5、接通电源、点动液压泵电机，检查电源连线是否正确。延长启动时间，检查空运转有无异常。按说明书规定的空运转时间进行试运转。此时要随时了解滤油器的滤芯堵塞情况，并注意随时更换堵塞的滤芯。 6、在空运转正常的前提下，进行加载试验，即压力调试。加载可以利用执行机构移到终点位置，也可用节流阀加载，使系统建立起压力。压力升高要逐级进行，每一级为1MPa，并稳压5分钟左右。最高试验调整压力应按设计要求的系统额定压力或按实际工作对象所需的压力进行调节。 7、压力试验过程中出现的故障应及时排除。排除故障必须在泄压后进行。若焊缝需要重焊，必须将该件拆下，除净油污后方可焊接。 8、调试过程应详细记录，整理后纳入设备档案。 9、注意：不准在执行元件运动状态下调节系统压力；调压前应先检查压力表，无压力表的系统不准调压；压力调节后应将调节螺钉锁住，防止松动。 保养；1、按设计规定和工作要求，合理调节液压系统的工作压力与工作速度。压力阀、调速阀调到所要求的数值时，应将调节螺钉紧固，防止松动。 2、液压系统生产运行过程中，要注意油质的变化状况，要定期取样化验，若发现油质不符合要求，要进行净化处理或更换新油液。 3、液压系统油液工作温度不得过高。 4、为保证电磁阀正常工作，应保持电压稳定，其波动值不应超过额定电压的5%10%。 5、电气柜、电气盒、操作台和指令控制箱等应有盖子或门，不得敞开使用。 6、当系统某部位产生异常时，要及时分析原因进行处理，不要勉强运转。 7、定期检查冷却器和加热器工作性能。 8、经常观察蓄能器工作性能，若发现气压不足或油气混合，要及时充气和修理。 9、高压软管、密封件要定期更换。 10、主要液压元件定期进行性能测定，实行定期更换维修制。 11、定期检查润滑管路是否完好，润滑元件是否可靠，润滑油脂量是否达标。 12、检查所有液压阀、液压缸、管件是否有泄漏。 13、检查液压泵或马达运转是否有异常噪声。 14、检查液压缸运动全行程是否正常平稳。 15、检查系统中各测压点压力是否在允许范围内，压力是否稳定。 16、检查系统各部位有无高频振动。 17、检查换向阀工作是否灵敏。 18、检查各限位装置是否变动。结 论大学期间最后的毕业设计就快结束了，这次毕业设计是过去四年所学的基础理论知识、专业理论知识等知识综合应用，也是踏上社会和工作岗位的最后一次试炼。通过这次毕业设计，我深深体会到做任何事都必须耐心、细致。在这次毕业设计中，不仅是对以前知识的复习，也从中学到其他的专业知识，并且让我摆脱了单纯的理论学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高了我的查阅文献资料、设计手册、设计规范、以及电脑制图等其他的专业能力水平，而且弄过的整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都是我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升，这是我们都希望看到的也是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，但是做完之后让我对自己所设计的放顶煤液压支架有了十分详细的认识，也进一步对其设计要点有了自己的认识。本次设计不仅仅是对钢结构进行设计校核，也设计了支架的液压系统，详细介绍了液压系统的工作原理。参考文献1 吴鹏，基于煤层条件液压支架总体设计分析，2018；2 薛聪，煤用液压支架的轻量化设计，机械管理开发，2018年11期；3 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Computer Application and System Modeling (ICCASM), 2010 International Conference on,2010. 25 Chen Fei, Hou You-fu, Rong Yan-ping, Wang Li-guo. Research on Network Control System of Hydraulic SupportsP. Electrical and Control Engineering (ICECE), 2010 International Conference on,2010. 外文文献Type, Application and Development Trend of Top Coal Caving Hydraulic SupportComprehensive mechanized top coal caving mining is to break the top coal in the fully mechanized working face at the bottom of the coal seam by means of common three-machine mining assisted by the mines own pressure and manual loosening, so that it can be released or recovered with the movement of the working face. Hydraulic support of caving coal is very important in comprehensive mechanized mining of caving coal, which directly affects the mining process.The top coal caving hydraulic support can be divided into high, middle and low caving hydraulic support according to different positions, which have different characteristics and different use conditions.Hydraulic support for top coal caving is a kind of shield support with single conveyor, short roof beam and shield beam opening skylight for top coal caving. The remarkable characteristic of this kind of support is that the top beam is relatively short because of its high caving position and small distance from the coal wall, which has higher requirements on the caving ability of coal seam. On the one hand, the integrity of top coal should be guaranteed, on the other hand, the top coal should be delivered smoothly from the caving mouth after being broken. The characteristics of high-level caving coal hydraulic support are as follows: the structure of support is relatively simple, the design of working face is basically the same as that of common long-arm working face, which is more conducive to the maintenance of relevant managers and the smooth operation of work; the length of support is shorter, because of its structural stability, the closure of the whole equipment is also strong, resulting in a relatively low rate of top coal adoption. Coal dust is also very serious at the top coal caving mouth, poor ventilation, which increases the workload of dust removal. This kind of support cuts off the pedestrian passage under normal conditions when coal caving, and can only place one conveyor in limited space, which greatly affects the output of coal mine.Medium caving hydraulic support is a double conveyor coal conveyor device, which opens a caving port in the middle of the shield beam. The main feature is the use of double conveyors, which greatly improves the production efficiency. This kind of support has better stability, more durability and is not easy to be damaged. The distance between the coal caving mouth and the coal wall is longer, the top beam of the support is longer, which is convenient for the maintenance of the top coal, and also can increase the broken degree of the top coal. The rear conveyor in the double conveyor is placed on the base of the support. The base area of the support is larger, it can be properly pressurized, the space behind the equipment is limited, and the release of the conveyor. Location makes the transportation of large coal blocks more difficult and may cause blockage. The top-coal caving openings are higher, similar to high-level equipment, the coal loss is large but the adoption rate is low. It also causes a large amount of coal dust.Low-level caving hydraulic support is also a double-conveyor equipment. The difference between it and the middle equipment is that it adds a movable tail beam, the range of movement is about 45 degrees, which can be used. At the same time, a stable caving space is created when top coal is loosened. It has the longest distance between the coal caving port and the coal wall, the largest broken degree of the top coal, and is equipped with continuous coal caving port, which greatly increases the output rate. After the floor is placed, the conveyor has been improved and the blockage of large coal is not easy to occur when passing. In addition, the reduction of the coal caving position is conducive to dust reduction and will not produce a large amount of coal dust, which has strong superiority in all aspects. Cross sex.Top coal caving hydraulic support is mainly used in coal mining process, which can be divided into three stages: first, partial coal cutting; second, semi-finished coal cutting into the front conveyor; third, coal caving and pulling back conveyor. In the overall production process of the coal mine, the roof is supported by the way of chasing machine moving frame. When the shearer cuts coal, it must first move the support, and then transfer the conveyor. The task of roof beam in the process of coal mining is roof lifting, protection and temporary roof interaction. Because the front roof beam has strong support ability, it avoids the phenomenon of roof falling on the end face or coal wall.Caving coal hydraulic support in the production process of coal mine will inevitably lead to the loss of coal, mainly due to the floor float coal and overflow chute coal loss and coal loss in the working face. Coal loss in top coal and pure caving technology is the main cause of coal loss in working face. Many achievements have been made in the process of coal mine production by caving hydraulic support. First, caving hydraulic support combines mining height support and caving technology, which greatly increases the stability of the overall process and also forms a good support effect, which is more conducive to the full breakage of top coal. Secondly, the caving coal hydraulic support has a large placement range and compatibility with various levels and thick seam production. In the design of caving coal hydraulic support, double front connecting rods are used to make its overall structure behave as the state of front and rear connecting rods. This structure can make its operation more stable, and the structure of adding tail beam insertion plate makes the whole production process more flexible and easy to caving. The operation of crushing coal also effectively avoids blockage of large lump coal. Thirdly, the top coal caving hydraulic support is set on both sides of the cover beam of the top beam of the shield plate, which increases its practicability. The bottom lifting device is installed on the chassis, which makes the movement of the support more convenient and more smoothly adapts to a variety of different working environments and conditions .The development of top-coal caving technology in China has been in progress since 1980s. At first, there are high, middle, positive four-bar small plugs, reverse four-bar large plugs and so on. They have developed into two-pillar shield type and large-mining high and low-level caving hydraulic support, which continuously carries out the transformation of frame type and symbolizes the continuous progress of top-coal caving technology. In the continuous progress and improvement of caving technology, the development of caving hydraulic support has also been innovated, resulting in better types and effects of the frame type, innovation is the continuous power of production, this sentence is also applicable to the development of caving technology, innovative thinking promotes the continuous development of caving technology.In the course of 30 yearsdevelopment of caving technology, low caving technology has gradually replaced high and middle caving technology. Low caving technology has been continuously developed, including four-bar four-pillar support shield caving hydraulic support, four-pillar anti-four-bar support shield caving hydraulic support, single pendulum light caving hydraulic support and two-pillar shield caving hydraulic support. Support and other different types of support play a role in different types of coal mining.The positive four-bar and four-pillar support shield caving hydraulic support is a kind of support type widely used in fully mechanized caving face, which has mature development. Its characteristics are shown in its strong support ability, which makes the overall structure more stable. The pedestrian passage designed according to the structure characteristics is wider, which is more conducive to the operation of staff, and makes the overall operation more convenient, and then in a large extent. To a large extent, the production efficiency has been improved, and the output has also been improved.The mechanical characteristics of the anti-four-link four-pillar support shielded caving hydraulic support are better than that of the positive four-link hydraulic support, which enlarges the space of rear caving in the design, improves the efficiency of caving and the recovery rate of top coal to a certain extent, avoids unnecessary waste, and greatly improves the force situation of the pillar .The single pendulum rod light caving hydraulic support is a kind of hydraulic support with light weight and simple operation. It is widely used in small and medium-sized coal mines and can realize mechanization and automation of coal mining within a limited range. However, its disadvantage is that its stability is significantly worse than other types of support, and it is difficult to achieve excellent support effect.At present, the development direction of caving hydraulic support in China is mainly focused on the development of two pillars and light caving hydraulic support. With the development of caving technology, the high mechanization and automation of coal mining can be realized. To a large extent, the overall efficiency of fully mechanized caving mining can be improved, the coal mining technology in China can be continuously improved, and a highly adaptable coal mining technology can be developed. Top coal caving hydraulic support is widely used in coal mine production process. With the continuous development of economy and science and technology in China, the hydraulic support type is also constantly innovating, which makes the product
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