大采高液压支架围岩耦合三维优化设计与仿真研究

"大采高放顶煤液压支架围岩耦合三维动态优化设计" 在煤炭开采领域，大采高放顶煤技术是一项重要的开采方式，尤其对于深部和厚煤层的高效利用至关重要。该技术涉及到对大型液压支架的设计和优化，以确保在高强度开采过程中矿井的安全和效率。文章"大采高放顶煤液压支架围岩耦合三维动态优化设计"深入探讨了这一主题，由王国法、刘俊峰和任怀伟等人进行研究。 首先，研究者分析了大采高综放（综合机械化放顶煤）过程中顶煤的破碎规律以及直接顶和基本顶的破断规律。这些破碎现象是由于开采高度增加导致的矿压增大，使得顶板稳定性降低，从而加剧了矿压显现。理解这些规律有助于预测和控制开采过程中的地质力学问题。 接着，他们建立了一个大采高放顶煤支架与围岩耦合的组合悬臂梁模型。这个模型考虑了支架与周围岩层之间的相互作用，旨在更准确地计算和确定支架所需的支护强度。通过这个模型，可以更好地理解支架如何承受和传递矿压，以防止顶板的不稳定性。 进一步，研究者提出了一个基于支架围岩耦合模型和有限元分析的三维参数优化动态设计方法。这种方法利用先进的计算工具，对液压支架的各个参数进行三维模拟和优化，以适应不断变化的矿压条件。这不仅提高了支架设计的精确性，也提升了其在实际工作中的适应性和安全性。 此外，他们还发明了一种大采高放顶煤液压支架的新式放煤结构。这种结构设计能够更有效地收集和排放顶煤，减少煤炭损失，同时降低因放煤操作引发的稳定性风险。 最后，进行了大采高放顶煤支架的整体配套与工作过程仿真研究。这一步骤是为了确保支架系统在实际工作环境中的协调性和可靠性，通过仿真可以提前发现潜在问题并进行改进。 总结来说，这项研究通过深入的理论分析、模型构建和技术创新，为大采高放顶煤液压支架的设计提供了科学依据，有助于提高煤炭开采的安全性和经济效益。这项工作对于推动我国煤炭工业的技术进步和可持续发展具有重要意义。