贾领军[5]针对充填工作面的端头维护工作困难，目前普遍采用单体液压支柱进行支护，工人劳动强度大，推进速度慢，制约着工作面的生产效率这一问题。他以邢台矿充填工作面为例，介绍了液压支架在充填体下的开采中，对机尾没有办法支护的问题，并通过调研，专门研制了端头液压支架，解决了分层开采时，底层工作面机尾端头的支护问题。

程骏[6]归纳阐述了膏体充填、矸石充填、高水材料充填支架及其配套装备的构造特点和应用情况，并对5m 以上的大采高工作面和放顶煤工作面的充填配套装备提出了研究和改进的的思路。

黄辉[7]对某一矿建下的固体充填工作面进行了细致的研究，并对其矿压显现规律做了全面的分析，并采用建立力学简化模型的方式对充填液压支架其周围工作面的的作用力关系进行了进一步的分析。其研究成果为矿用充填开采液压支架在具体矿区中的选型提供了坚实的依据，同时也促进了固体充填开采方式和方法的创新和发展。

李建民，耿清友，周志坡[8]等人总结了我国充填开采综合机械化的发展历程，首先介绍了国内一些具有代表性的矿用开采设备，包括液压支架，采煤机和输送机等，并对我国在薄煤层、充填开采等条件下的作业和应用情况进行了全面深入的总结，以分层开采、大采高一次采全高和综放开采等不同的角度论证分析了厚煤层的综合开采技术，最后举例论证了我国与其他国家在综合机械化采煤方面的巨大差距。

虽然液压支架在长期的发展中经过不断的改进已经能够在采矿行业中发挥举足轻重的作用并且得到了广泛的应用，但是液压支架本身还存在着一些待以发掘的问题等待着我们去解决，为了找出并解决这些影响采矿质量、效率和安全的因素，本课题将对六柱充填开采液压支架进行有限元分析及优化。论文网

1。3 液压支架研究内容和实施方案

研究内容：根据6柱充填液压支架的结构，分析其运动特性，并根据其工作环境及要求，充分考虑受力情况，对液压支架的整体结构进行有限元静力学分析。根据有限元分析的结果，改进其结构的尺寸，使之符合力学原理及合理地利用材料。

实施方案：

（1） 通过选型确定六柱液压支架参数

（2） 对六柱液压支架进行简化力学分析

（3） 通过Pro/E软件六柱液压支架进行三维实体建模

（4） 将建好的三维实体模型导入ANSYS软件进行有限元分析

（5） 根据有限元分析结果，改进结构尺寸

第2章  充填液压支架整体结构及力学分析

2。1 液压支架的分类

液压支架有很多种类，根据其发展的顺序可以分为以下几种样式：支撑式、掩护式、支掩式和充填开采式液压支架。

（一）支撑式支架：支撑式液压支架的示意图如图2-1所示，支撑式液压支架由几个较长的顶梁和许多立柱和液压元件组成，其具有一个十分牢固的箱形的底座，底座上装有液压支柱的复位机构，从而保证了液压支架整体的可靠性。其支撑顶板和维护工作空间的能力良好，并且它的切顶性能能够满足工作条件，因此支撑式支架在早期的煤矿开采中得到了广泛的应用。

图2-1 支撑式支架

（二）掩护式支架：掩护式支架示意图如图2-2所示，它由顶梁、掩护梁、液压立柱、底座和一些液压元件组成，顶梁较短，掩护梁较长。在工作过程中，液压立柱提升顶梁来支持上部的顶板，掩护梁通过阻挡落下的矸石达到保证采煤所需要的开采空间。掩护式支架具有很好的维护工作空间的作用，因此其应用的范围相对支撑式支架更为广泛。