的，完全手工式的，而且煤炭损失特别大，长期以来受到严格限制。还有仓储式采煤法仓房式采煤法也都属于早期的放顶煤开采方法。随着煤炭开采技术的发展，特别是煤矿支护设备的发展，放顶煤采煤法已经发展成为种山东科技大学学士学位论文正规的采煤方法。我国综采放顶煤开采开始于年，是由郑州煤矿机械厂煤炭科学研究图低位双运输机放顶煤综采示意图放煤口前输送机后输送机总院北京开采所沈阳煤研所共同研制的中位放顶煤支架在沈阳局蒲河矿安装试验多年来得到了迅速的发展，截止到年，已经在个省的个矿务局个工作面使用，达到了日产万吨，月产万吨，年产万吨的生产水平，成为世界上综采放顶煤开采技术发展最快拥有放顶煤液压支架数量最多的国家。实践证明，在特厚煤层开采中，采用放顶煤开采较分层开采等具有明显的优越性，主要有煤层掘进量小，掘进费用低缓和了采掘关系减少了搬家倒面次数，节省了综采面设备搬迁安装的工作量及费用较分层开采减少了铺网工序材料工资及巷道维护费用等对急斜厚煤层，较普通法开采的工作面产量提高倍提高了煤炭的块炭率，增加煤炭的售价山东科技大学学士学位论文减少了设备的运行费，特别是采煤机，相对减少了吨媒设备折旧费或租赁费有利于矿井的集中控制，实现减面减人提高工效的目的提高劳动生产率，降低成本，比般回采工效提高倍，经济效益十分显著，吨媒成本般降低元吨。基于上述原因，我国放顶媒液压支架从年至年上半年已发展到套，个品种，占世界总数的。当然，放顶煤开采也有急待解决的问题，主要是煤尘大，比分层开采高出倍，甚至更高回采率偏低，般在左右，造成定的煤炭损失自然发火的问题尚未得到很好的解决对高瓦斯矿井，瓦斯涌出量大，有局部积聚的危险。因此，煤炭工业部提出要有试点地进行，稳步发展的方针。然而有于放顶煤开采的优点十分突出，并对存在的问题逐步得到解决的同时，使这新的特厚煤层的开采工艺从东北西北迅速扩展到华北，年初又推广到华东四个矿务局，并首先在兖州兴隆庄矿创出了月产万吨的好成绩年月产已达万吨，可以预计，今后将会更快地发展。放顶煤液压支架的分类按与液压支架配套的输送机的台数，放顶煤液压支架可分类如下插底式单输送机不插底式放顶煤液压支架单铰接式开天窗式双输送机四连杆式山东科技大学学士学位论文前四连杆式插板式中四连杆式后四连杆式按放煤口位置，放顶煤液压支架可分类如下高位单输送机开天窗式放顶煤液压支架中位双输送机开天窗式低位双输送机插板式低位放顶煤的组成序号部件功能例子承载结构件承受并传递顶板载荷作用的结构件顶梁掩护梁底座千斤顶动力油缸用液体做介质可以主动产生作用力，实现各种动作的油缸立柱各类千斤顶山东科技大学学士学位论文控制元部件操纵控制支架各个动力油缸动作及保证所需工作特性的液压元部件操纵阀单向阀安全阀及管路液压元件辅助装置不直接承受顶板载荷，而实现支架些动作或功能所必须的装置推移装置护帮装置活动侧护板防倒防滑装置工作液体传递能量的工作液压介质乳化液低位位放顶煤液压支架的组成山东科技大学学士学位论文顶梁用途用于支撑维护控顶区的顶板承受顶板的压力将顶板载荷通过立柱掩护梁前后连杆经底座传到底板。要求顶梁应有足够的强度，即使在接触应力分布不均匀的情况下也不致被压坏顶梁应有足够的刚度，以承受扭力顶梁对顶板的覆盖率高山东科技大学学士学位论文顶梁能适应顶板的起伏变化。二底座用途为支架的其他结构件和工作机构提供安设的基础与前后连杆和掩护梁起组成四连杆机构将立柱和前后连杆传递的顶板压力传递给底板。要求底座应有足够的强度和刚度底座对底板的起伏变化适应性好底座与底板的接触面积大，以减小底座对底板的接触比压，避免支架陷入底板底座应有足够的地方来安设立柱推移装置以及液压控制装置底座要能把落入支架内的碎矸排弃到老塘中。三立柱用途支撑顶梁，承受载荷的作用调节支架的高度，使支架的高度满足工作面的要求立柱设置有大流量安全阀，以避免顶板冲击压力造成支架过载较大。四掩护梁用途掩护梁承受顶梁部分载荷和掩护梁背部载荷并通过前后连杆传递给底座掩护梁承受对支架的水平作用力及偏载扭矩掩护梁和顶梁包括活动侧护板起，构成了支架完善的支撑和掩护体，完善了支架的掩护和挡矸能力。山东科技大学学士学位论文五活动侧护板用途消除相邻支架掩护梁和顶梁之间的架间间隙，防止冒落的矸石进入支护空间作为支架移架过程中的导向板防止支架降落后倾倒调整支架的间距。六放煤板主要用于放下顶煤。七连杆前后连杆是四连杆机构中重要的运动和承载部件，与掩护梁和底座的部分共同组成四连杆机构，使支架能承受围岩载荷水平作用力和保持稳定。其四连杆机构的作用通过四连杆机构，使支架顶梁端点的运动轨迹呈近似双纽线，从而使用使支架前端头离煤距离大大减小，提高了管理顶板性能能承受较大的水平力。八操纵控制系统液压支架由不同数量的立柱和千斤顶组成，采用不同的操纵阀以实现升柱降柱移架推溜等动作。虽然支架的液压缸成次移架操作。液压支架每次推移的距离在英寸合。山东科技大学学士学位论文前支架后移支架图框式支架的移架方式框式支架结构简单灵活，但是稳定性较差。相互连接的两块顶梁板之间有相当大的未遮盖空间，这使得破碎的顶板岩石冒落。因而，框式支架对松软顶板的适应性较差。框式支架的结构不稳定并且需要较频繁的维护和保养，这使得它的应用正变得越来越少。垛式支架在垛式支架中，顶梁是整体式，底座可能是整体式，也可能是对分式，由两个分离的底座箱在前端或后端通过弹簧钢板或销轴相连接。支架底座无论是整体式还是对分式，支架中部都会留出足够的空间用来放置双作用液压千斤顶，该千斤顶能够使刮板输送机向前推进推溜，还能使垛式支架向前推移移架。这也是垛式支架明显不同于框式支架的地方，这推移千斤顶装置也广泛应用于掩护式支架和支撑掩护式支架当中。另外，在垛式支架中，所有的液压立柱都在底座和顶梁之间垂直安装图。垛式支架通常采用根立柱，但目前绝大多数垛式支架装有根立柱。六柱垛式支架广泛应用于薄壁煤层的开采，其布置方式为前部根立柱，后部根立柱，前后两部分被通道隔开。对六柱垛式支架来说，顶梁通常是在通道上方处铰接的。大部分垛式支架都在顶梁后端开有通向采空区的窗口，这些窗口是由很多矩形钢板在顶梁两端水平低连接山东科技大学学士学位论文而成的。大多数垛式支架的立柱和顶梁以及立柱和底座之间都是铰接的，但为了增加支架的纵向稳定性，通常在支架底座和各根立柱之间安装箱形钢式框架，钢式框架的上端立柱四周装有立柱复位装置。垛式支架对硬质顶板的适应性较强。当顶板在采空区上方被支撑好并且需要进行采掘时，支架可以提供通向采空区的通道。图垛式支架的各种结构掩护式支架掩护式支架作为上世纪年代初刚出现的产品，其显著特征是在顶梁末端和底座之间附加有掩护梁。掩护梁般是倾斜的，铰接在顶梁和底座之间。从运动学讲，它是稳定的，这是掩护式支架最优于框式支架和垛式支架的点，掩护梁也完全封闭了采空区，从而能够防止破碎顶板岩石掉入支撑工作面。因此，般来说，掩护式支架的支撑工作面是较清洁的。为了给井下运输提供较大的开放空间，掩护式支架里的液压立柱般都是倾斜的。由于这种支架的顶梁掩护梁和底座间是互相紧密连接的，这使得掩护式支架能承受水平方向的外加载荷而不使立柱发生弯曲变形。掩护式支架里的立柱和顶梁以及立柱和底座之间的销钉联接使得立柱的倾斜角度随采煤高度的变化而变化，而框式支架和垛式支架中的固定约束则不具有这些优点。因为只有液压立柱所受压力的竖直分量才能够支撑顶板，而立柱的倾斜角度是不断变化的，这使得支架所承受的实际载荷随采煤高度的变化而变化。掩护式支架有很多种类型，通常根据以下六个项目对其进行分类，即山东科技大学学士学位论文顶梁前端的运动轨迹立柱的位置和安装方向立柱的数量顶梁的几何形状以及其它附属装置，这使得应用这些统的术语对掩护式支架进行分类成为可能。顶梁前端的运动轨迹的类型通常，根据顶梁前端的运动轨迹来对掩护式支架进行分类是最常见的种方法，其轨迹有三种，即双扭线轨迹圆形轨迹和椭圆形轨迹。图图顶梁前端的三种运动轨迹双扭线轨迹这是最常见的种类型。掩护梁和底座之间通过两个摇杆在四处铰接。如果双摇杆的尺寸选择适当，则随着液压立柱的伸缩，顶梁前端的运动轨迹将沿竖直方向运动近似成条直线。因而能够在煤壁和顶梁前端之间保持段近似常数的无需支撑的距离。人们普遍认为这特征对更好地控制顶板是很有好处的。但这种支架也存在明显的缺点，即顶梁前端内的采煤高度只能够近似的在竖直方向内变化，而这缺点可以通过顶梁掩护架双摇杆和底座的相互位置来严格控制。除此之外，顶梁前端可以从采煤工作面开始移动以产生较大的无需支撑的空间。圆形轨迹在圆形轨迹的掩护式支架里，掩护梁和底座之间通过单铰链连接。液压立柱举升时，顶梁前端从采煤工作面开始以弧形轨迹运动从而增加无须支撑空间，大多数人认为这是这类掩护式支架的最大缺点。但是实际上如果煤层厚度变化很小，掩护式支架可以设计成这种形式，如此来，采空区的高度变化不会太明显另方面，当立柱降落时，采空区会变小。山东科技大学学士学位论文椭圆形轨迹这种类型支架掩护梁和底座之间的连接能在液压立柱上下运动时，使得顶梁前端沿椭圆轨迹运动，这种类型的支架较少使用。支撑掩护式支架支撑掩护式支架兼有垛式支撑式支架和掩护式支架的特点，同时兼有这两种支架的优点。如果在支架的顶梁和底座之间装有根或根立柱，则所有的立柱都是平行并且垂直放置的，而其他的则是排列成型或型。支撑掩护式支架的顶梁有些是整体式顶梁，还有些是铰接式顶梁，在铰接处用液压千斤顶连接。这类支架的支撑效率最高，适用于硬质顶板。山东科技大学学士学位论文摘要放顶煤液压支架是综合机械化综采工作面的不可或缺的支护设备之，其性能的好坏直接影响采煤工作面以及工作人员的安全与否。在传统的放顶煤液压支架的设计过程中，对初始化参数的处理和二维绘图是主要的设计途径。本文则将放顶煤支撑掩护式液压支架的设计与四连杆优化三维建模与装配运动仿真与分析结合在起进行研究，以求达到减少支架生产周期和研发成本，提高支架质量和生产效率的目的。本文的研究重点在于在对放顶煤支撑掩护式液压支架四连杆机构的优化设计的基础上，运用对其进行三维建模，然后运用其运动仿真模块实现放顶煤支