外力矢量沿x轴方向的分量（N）

外力矢量沿y轴方向的分量（N）

外力矢量沿z轴方向的分量（N）

由平均速度变化率引起的紊流动能（J）

由浮力引起是紊流动能（J）

紊流动能（J）

紊流消耗率

气相的体积比

气相的密度，kg/m3

液相的密度，（kg/m3）

液相的体积比

外力矢量沿z轴方向的分量（N）

由平均速度变化率引起的紊流动能（J）

由浮力引起是紊流动能（J）

紊流动能（J）

紊流消耗率

 、 

A腔、B腔压力，MPa

 、 

A腔、B腔有效作用面积（m2）

Da、Db、dc A腔钢筒内径、B腔钢筒内径、左伸出杆C外径（m）

 、 

A腔、B腔压力，MPa

 、 

A腔、B腔有效作用面积（m2）

Da、Db、dc A腔钢筒内径、B腔钢筒内径、左伸出杆C外径（m）

 、 

A腔、B腔压力，MPa

1 绪论

1。1 课题背景及研究意义

1。1。1 课题背景

我国煤炭资源储量丰富，在新能源尚未大规模开发和利用的情况下，煤炭行业仍然是国家能源的主要支柱行业。因此煤炭生产能力的大小、生产效率的优劣直接影响到国民经济的发展。在当前的经济形势下，政府采取扩大内需、保持增长的措施，从宏观角度看，对煤炭行业的影响是十分积极的。而煤炭行业要抓住机会保持平稳增长，维持较高的景气度，从而缓解我国因为快速发展而带来的能源紧缺的压力。这样就要求煤炭行业必须变革煤炭开采的方法，以提高煤炭产量和生产效率。

综合机械化采煤技术正是当前急需的安全高效高产的煤炭开采方法。它自20世纪50年代中期出现以来，大大提高了煤炭行业的生产能力和生产效率，因此发展十分迅速，同时也得到了不断的完善和改进。综合机械化采煤技术的核心是成套的综采设备，包括采煤设备、运输设备和支护设备，例如采煤机、刮板输送机和液压支架等。通过这三种综采设备的相互配合，实现了采煤综合机械化，进一步改善和提高了采煤和运输设备的效率，减轻了煤矿工人的劳动强度，更重要的是最大限度的保障了煤矿工人的生命安全。

液压支架是由结构件与液压元件组成的支护和控制采场顶板的重要设备，也是综合机械化采煤的关键设备。液压支架在综采工作面主要起到支护采煤工作面顶板、维护矿工作业空间和推移采煤机和刮板输送机作用。图1-1为掩护式液压支架虚拟样机模型。液压支架重量约占综采设备总重量的80%～90%，其费用约占综采设备总费用的60%～90%，由于液压支架体积大、系统元件多、系统复杂、使用环境极度恶劣，其支护安全性和可靠性直接决定了综合机械化采煤技术的成败，所以说液压支架技术水平是煤矿机械装备水平发展的重要标志。因此，世界各主要采煤国为降低采煤成本，提高经济效益，改善工人劳动条件，都一直在积极开展液压支架的设计研究工作。

由于煤矿井下防燃防爆的特殊工况要求，煤矿支护设备的工作介质普遍使用浓度为3%～5%高水基乳化液。通过高水基乳化液在由众多管路和控制组件组成的液压系统中流动，来实现能量的传递和转化。液压支架控制阀组（操纵阀、安全阀和液控单向阀等）按《煤矿安全规程》规定的作业要求实现液压支架相应动作，以适应机械化采煤需求。