放顶煤液压支架是综采关键技术之一,其架型有四柱正四连杆式低位放顶煤液压支架和四柱反四连杆式低位放顶煤液压支架,放顶煤液压支架与围岩的耦合力学关系一直是大家研究的重点。本文以863计划项目“四柱式超强力放顶煤液压支架研制”(课题号:2012AA06AA407)为支撑,研究ZF15000/28/52型四柱正四连杆式低位放顶煤液压支架与围岩耦合关系及放煤过程仿真。采用EDEM仿真软件建立煤岩的破碎模型,对放顶煤液压支架放煤过程中煤岩颗粒的运动趋势进行仿真分析,得到放顶煤破碎规律以及直接顶和基本顶的破断规律。建立综采放顶煤支架-围岩力学系统模型,根据力学模型及工矿参数,利用Pro/E软件建立ZF15000/28/52型放顶煤液压支架与围岩耦合虚拟模型,并导入动力学仿真软件中模拟一个工作循环的动力学仿真,得到放顶煤液压支架顶梁、立柱一级、二级油缸质心受力变化及位移、速度、加速度变化规律。结合ANSYS软件对放顶煤液压支架进行网格划分、利用RecurDyn软件对围岩进行网格划分,而后模拟柔性化后放顶煤液压支架-围岩刚柔耦合在一个工作循环过程中顶梁、立柱油缸质心受力变化及位移、速度、加速度变化规律,并与多刚体耦合仿真结果进行对比分析。最后利用有限元分析软件ANSYS/Workbench对放顶煤液压支架进行疲劳强度分析,根据得到的分析结果对顶梁、底座、尾梁、立柱进行寿命预测。本文得出的研究成果可为放顶煤液压支架强度分析、结构优化及放顶煤时间控制提供依据。