1。3研究内容与方法

根据充填与采煤一体化液压支架主动支撑顶板的设计原则，确定其设计方法如下：

   （1）应用“液压支架参数化计算程序”进行支架结构参数的优化设计，提高充填支架前、后顶梁的支护性能及压实系统的压实效果，改善支架各结构件的受力状态；应用新的设计理念，采用等强度弹塑性理论和整体有限元分析方法对充填与采煤一体化液压支架进行精确计算与分析，对充填与采煤一体化液压支架薄弱环节和部位进行加强，提高充填与采煤一体化液压支架的使用寿命[4]。

（2）应用三维软件设计对充填与采煤一体化液压支架各种动作进行仿真和干涉检查。

（3）采用国际通行的先进的项目设计管理软件，确保充填与采煤一体化液压支架的设计质量。

（4）总结充填支架设计经验，结合现场使用效果，不断改进完善充填支架结构。

（5）不断优化升级改进产品，更好的发挥装备效率。

1。4 研究计划

根据前期四柱支撑设计的充填液压支架在井下的实际应用，尾梁有时会出现支护强度不够，在充填之前尾梁下沉量过大，进而使充填高度过低甚至局部达不到充填要求的情况，因此对支架的支撑结构进行了优化设计，通过六柱支撑设计（为后顶梁增设了两个支撑立柱），大大提高了支架的支护强度，保证后顶梁的支护强度和后部充填效果，在开采的过程中起到重大作用。

2 充填支架设计要求

2。1六柱液压支架的性能要求

六柱充填开采液压支架是机械化充填综采工作重主要装备之一，六柱充填开采液压支架与采煤机和刮板传送机以及固体充填物多孔底卸式传送机配套使用，起着顶板隔开围岩和维护工作空间的作用，六柱充填开采液压支架和刮板输送机配合使用能自行移架，往采煤工作面深处连续作业[5]。

设计六柱充填开采液压支架时应考虑：支撑强度和综采工作面压力相适应；液压支架的结构与开采环境，和通风设施都要一起相互协调适应。液压支架与四连杆、顶梁、夯实机构等机械设备匹配。再根据液压支架的国际标准基础上，以工况环境为参考条件，设计的六柱液压支架要满足下面要求：

（1）六柱液压支架必须具备合理的调高范围

（2）六柱液压支架为充填机构提供足够的工作空间

设计的六柱充填开采液压支架后部需要安装输送机，把开采的煤矿运送出去。所以在设计液压支架的时候必须充分考虑到为输送机提供足够的工作空间。不仅可以有利于运煤，更加方便于维修。通常充填物在充填过程中的高度应为液压支架的高度和夯实机最大高度，并且直接影响充填效果。所以输送机要靠近工作面。

（3）六柱液压支架必须在结构和功能上与固体充填物料多孔底卸式输送机形成配套

六柱充填开采液压支架的后顶梁和多孔底卸式传送机使用单挂链相连，为了方便清理和维修液压支架，液压支架的后顶梁设计成可调整高度；根据采煤和充填方法的设计要求，需要在液压支架的后顶梁下部位设计出滑道，有利于输送机滑动，其中滑道的长度应大于采煤机的一个截深[6]。论文网

（4）需要设计夯实机构将充填料压实

因为多数充填物在正常状态下的压缩量比较大，为了保证充填物的充填效果，减轻来自顶板下压时的重量，充填开采液压支架上必须设计一个能将充填物压实的机构并充满采空区，特别是后顶梁和多孔底卸式传送机之间的采空区必须充满。

（5）六柱液压支架后顶梁必须有足够的强度