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1、1,中煤北京煤矿机械有限责任公司 综采液压支架 培训教材,2,综采液压支架技术交流,目 录 前言 第一章、采煤工作面围岩关系 第二章、液压支架基础知识 第三章、液压支架的选型 第四章、工作面设备配套 第五章、液压支架的使用维护 第六章、液压支架的操作工艺及常见问题 第七章、乳化液 第八章、个人安全 第九章、液压支架技术发展趋势,3,前言,在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生 产能力。因此，要尽量选用先进的采煤工艺，从而达到矿井的高产高效 的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在矿上 的应用日益增多。因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠 程度和自
2、动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在， 因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。 1 、综合机械化采煤技术的应用 目前世界上最先进的采煤工艺是综合机械 化采煤，简称为“综采”，综采之所以先进是 因为破、装、运、支、处等五个主要生产环 节全部实现了机械化，减少了中间人力参与 的环节，提高了劳动效率。,4,前言,1.1、 装备特点 煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产。而实现矿 井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达 到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产。实现综采工作面高产高效应 以提高综采工作面的开采强度和采煤机的有效开机率
3、为目标，其技术途 径有提高综采工作面配套设备的小时生产能力、增加工作面的出煤点、 提高综采设备及矿井生产系统的可靠性、减少工作面辅助工序的影响时 间等，从而实现综采工作面的高 产高效主要有单一长壁综采工作 面的高产高效和实现综采放顶煤 工作面的高产高效。,5,前言,采用大能力的新型综采装备来实现长期综采工作面高产高效，也是今 后采煤机械化的发展方向，其装备的主要特点是:设备能力大。大功率 (800kW)电牵引采煤机的小时生产能力在10001200t以上，运输机、转 载机、破碎机的小时生产能力在5002000t以上；自动化程度高，实现 了机电一体化；为了适应采煤机 快速割煤的要求，采煤机具备自
4、动调高等功能；液压支架采用电 液控制，能实现采煤机、刮板输 送机和液压支架的自动控制；设 备性能好、可靠性高。,6,前言,1.2 、综合机械化采煤工艺 长壁综采是中国综采成套设备获得良好效益的采煤法，其工作面巷道 布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来 说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少 工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间，因此能获得较高 的产量。确定综采工作面的合理长度，一般以工作面日产量最高或吨煤 成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板 输送机的铺设长度。,7,前言,增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次
5、数最有效的方法。制约工 作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输 送机的铺设长度以及采场的地质构造。 综采工作面放顶煤开采的生产过程是:工作面采煤机先截煤、移煤和 推移输送机等工序进行23刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗 口放顶煤，出现矸石时，立即关闭放煤窗口直到工作面全长顶煤放完为 止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向 前推进。,8,前言,随着近几年来煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤 田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可采储量占总储量较大比例的薄煤 层开采被提到议事日程上来，薄煤层综合机械化开采的课题同样也摆在 面前。在我国
6、煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大，在已探 明的矿区中，有84%的矿区有薄煤层，储量约620亿t，占总储量的 17.5%。由于在开采技术上薄 煤层属于难采煤层，机械化水 平一直比较低，在开采煤层中 产量比例小。在薄煤层中，由 于受煤层薄、人员活动空间小 等限制，在采煤方法的选择上 是一个难题。,9,前言,传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法产 量低、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开 采，必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济 效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目 标，同时对煤矿的可持续性发展起到至
7、关重要作用。,10,前言,2 、电气自动化在机械设备中的应用 采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒 采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链 电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层， 逐渐向两级发展，即：特薄煤层支架、特高煤层支架，工作阻力已经提 高到12000KN（二柱掩护式）。液压支架电液控制系统在美国、澳大利 亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用，液压支架电液控制系 统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备，是今后发展的必然方 向，充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的 技术、经济条件和效益出发，
8、电液控制液压支架主要用于年产400万t以 上的一次采全高长壁工作面，600万t以上放顶煤工作面及薄煤层高效开 采工作面。,11,前言,电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化，综采工作面装备远程监 控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够 实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化 实现自动割煤、煤 层的软硬自动调节 采煤速度，检验并 完善动态监测综采 支架液压系统压力 和各受力点的状态， 自动调节支架推移 输送机的拉 移等。,12,前言,3 、结束语 建设高产高效矿井是煤炭企业生存和发展的必由之路，是增强煤炭企 业整体竞争力和可持续发展的基本途径。综合
9、机械化在煤矿开采中的应 用获得了良好的经济效益及社会效益，同时实现了高产高效现代化煤 矿。我国煤炭资源赋存条件千差万别，与其相适应的支护设备自然千变 万化。实现高产高效高回收 率是煤炭开采一直努力的方 向，与其相适应的开采工艺 和适合的综采设备的研发是 煤机人不懈的追求。,13,第一章、采煤工作面围岩关系,目 录 第一节、顶、底板的组成 第二节、顶、底板稳定性特征及分类,14,第一章、采煤工作面围岩关系,采煤工作面的围岩包括煤层上方的顶板和底板。不同赋存条件的煤层具 有不同的顶、底板岩层，而不同的顶、底板岩层对工作面顶板控制有不同 程度的影响。在实际工作中，为了有效地进行工作面顶板的控制，需要
10、研 究采煤工作面围岩的关系，把顶板、底板岩石根据其不同特征进行分类， 以便针对不同类型顶板、底板的特点，采取不同的控制方法，选用不同类 型的液压支架。 第一节、顶、底板的组成 采场围岩的顶、底板按照它和煤层的相对位置及其特征，可分为伪顶、 直接顶、老顶、直接底、基本底等。它们的机械性质和运动特征对工作面 支护设备选型和支护参数选择至关重要。,15,第一章、采煤工作面围岩关系,1、伪顶：直接位于煤层上方，是极易垮落的一层岩石，经常随采随 冒。它通常是由炭质页岩和泥质页岩组成，有的是薄分层的砂质页岩，厚 度一般为0.20.4m，最大厚度可达1m以上。伪顶厚度变化很大，即使同 一煤层伪顶，其厚度变化
11、也是很大的，有时很厚，有时很薄。有些煤层不 出现伪顶，直接覆盖直接顶。伪顶对支护设备的使用一般无影响。 2、 直接项：直接顶是指位于伪顶或直接位于煤层(无伪顶)上方的一层或 几层岩层，厚度由几米至十几米不等。我国多数矿区煤层的直接顶为泥质 页岩、页岩、砂质页岩等较易垮落的岩层，一般随回柱或移架能较快地自 由冒落。但有时砂质页岩的顶板回柱后在采空区也可能出现范围不大的“悬 顶”，需要及时采取措施，加强管理，防止在回柱中推倒支架。直接项下部 1.52.0m厚的岩层叫直接顶的下位岩层，其稳定性对支护方式及架型选择 有决定性的影响。,16,第一章、采煤工作面围岩关系,3、 基本顶 基本顶是指位于直接顶
12、之上厚面坚实、节理裂隙和层理都不发育的整 体岩层。通常由砂岩、厚层石灰岩或砂砾岩等构成。基本顶要在工作面 向前推进一定距离、暴露一定面积后才垮落一次。基本顶来压垮落前， 工作面压力显现强烈，支架受力加大。老项活动强烈与否和直接顶有密 切关系。直接顶厚度大，采空区充填好，基本顶一般不会垮落，只出现 一些弯曲下沉，对工作面影响不大。基本顶的重要特征是厚度大，较坚 硬不易垮落，常能在采空区维持很大悬露面积而不随直接顶一起垮落， 其垮踏步距的长短对支护设备的载荷大小有决定性影响。,17,第一章、采煤工作面围岩关系,4 、直接底 直接位于煤层下面的岩层称为直接底。有的直接底常发生底板膨起 或滑帮（发生在
13、急斜煤层）现象。当直接底岩石不够坚硬时，支架易压 入底板。直接底一般由页岩、砂页岩等组成，其抗压强度大小对支护设 备的底座与底板的接触比压值有严格限制。 5、基本底 位于直接底下面的岩层叫做基本底，采煤工作面的围岩，在煤层采 动后，因顶板出现变形，断裂和垮落，煤体被压松和发生片帮，支护设 备的载荷增大和底板鼓起等原因，引起矿山压力显现。采煤工作面顶板 和矿压显现如图1所示。,18,第一章、采煤工作面围岩关系,图1采煤工作面顶板和矿压显现,1一煤层；2一直接顶；3一基本顶；一冒落带；一裂隙带；弯曲下沉带,19,第一章、采煤工作面围岩关系,随着采煤工作面从开切眼向前推进，采空区直接顶悬露面积逐渐增
14、 大，其下沉和变形也随之增大。当推进到初次垮落步距（从开切眼到工 作面初次切顶线的距离）时，直接顶开始冒落，形成冒落带。直接顶 冒落后，基本顶悬露出来。随着工作面向前推进，基本顶在矿压作用下 不断产生裂隙和变形，形成裂隙带。当达到极限垮距L0时发生断裂和 垮落，即基本顶初次来压。发后随着工作面推进，基本顶呈周期性垮 落。在弯曲下沉带中，裂隙很少，仅岩层间有离层现象，它对支护设 备的载荷影响不大。,20,第一章、采煤工作面围岩关系,第二节、顶、底板稳定性特征及分类 1 、直接顶稳定性划分 直接顶是工作面支架首先要支护的对象，对直接顶的稳定性评价是 支架结构和支护参数选择的首要依据。 我国将缓倾斜
15、煤层回采工作面的直接顶分为四类。 1) 不稳定顶板：不稳定顶板俗称破碎顶板。这种顶板的直接顶基本 上是松软易垮落的泥质页岩层（节理裂隙发达，容易破碎）。爆破或割 煤后，悬露面积大的顶板时间不长就要垮落，必须进行及时支护和护 帮。回柱后，顶板立即垮落，采空区不留悬顶。如果容易垮落的直接顶 厚度大于煤层开采厚度的34倍，采空区充填好，基本顶活动强度一般 是不大的，工作顶板压力也没有明显的变化。,21,第一章、采煤工作面围岩关系,2) 中等稳定顶板 中等稳定顶板的直接顶基本上是中等强度的砂质页岩和强度较大的 砂砾岩，下部直接顶的强度较高，局部较完整，有大量节理裂隙，节理 裂隙不很发达，层数不多，分层
16、厚度不大。工作面向前推进后顶板并不 马上冒落，在推进一定距离后无支护的顶板才会冒落。 3) 稳定顶板 稳定顶板即完整顶板。不易发生局部冒落。砂岩顶板、坚硬的砂质 页岩顶板属于这一类顶板。 4) 坚硬顶板 直接顶为厚层的硬砂岩或砂砾岩，顶板完整无裂隙。回柱放顶后， 顶板能大面积悬露不垮落，甚至可以达到几千或几万平方米不垮落。,22,第一章、采煤工作面围岩关系,但是一旦垮落，工作面和周围巷道会产生狂风，造成巨大破坏。这 种工作面的顶板必须采用特殊方法放顶，如从巷道向采空区顶板打眼 爆破的方法或从地面向下打深孔爆破的方法等。 2 影响顶板稳定性的主要因素 1)组成顶板岩石的坚硬程度和脆性特征。一般用
17、单轴抗压强度表征 其坚硬程度，抗拉强度反映其脆性特征。 2)顶板岩层分层厚度和分层强度沿厚度的公布。涉及刚度较大的岩 层(承载层)和刚度较小的岩层(随动层)的厚度及相对关系。 3)顶板岩体的完整程度。主要以节理弱面的发育程度来表征，包括 分层厚度和节理特征(密度、方向、组数)。 以上3个指标是反映直接顶稳定性的基本要素。从岩层控制的需要 出发，有时必须对直接顶的稳定性进行实用性分类。,23,第一章、采煤工作面围岩关系,研究表明，直接顶初次垮落步距是综合反映其稳定性的权威指标。直接 顶初次垮落步距lz与直接顶分层厚度、岩石单轴抗压强度、裂隙密度密切相 关。直接顶分类指标见表5-1。 表5-1 直
18、接顶稳定性分类指标,24,第一章、采煤工作面围岩关系,3 、基本顶矿压显现分级 基本顶是指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较大，较难垮落的岩层或 岩层组合，其运动特征对于综采工作面支架设计和选型有重要意义。研究 表明，基本顶断裂对工作面压力显现的影响程度取决于： 1)基本顶初次或周期来压步距。它是基本顶厚度、抗拉或抗压强度及被 裂隙弱化程度的综合反映。 2)直接顶垮落后的充填程度。通常用直接顶厚度与截高的比值表示。 3)截高。在直接顶厚度一定的情况下，截高越大，矿压显现越强烈。 引入基本顶分级界限DL，得到基本顶压力显现级别相应的当量值及地质 技术条件，见表5-2。,25,第一章、采煤工作面围岩关
19、系,表5-2 基本顶压力显现分级界限及相应的典型条件 长壁工作面的开采边界条件，如周围未采、一侧采空、两侧采空等因 素，对周围岩应力及基本顶断裂步距有一定的影响，特别是当基本顶初次 来压步距超过工作面长度1/2时，影响显著。为此，需要进行基本顶初次来 压步距的等效值计算。,26,第一章、采煤工作面围岩关系,4、采煤工作面底板分类 对综采工作面围岩控制有重要影响的是直接底板对支架的抗压入特征。 实测研究表明，底板抗压入特征可分为脆性、塑脆性和塑性类型。每种类 型又可分为增阻型和降阻型两类，其共同特点是：在支架未压入底板前， 底板具有线弹性特征和不同的抗压缩刚度；而一旦支架或支柱压入底板 后，其抗
20、压缩刚度显著降低，顶板下沉显著增大。 为便于进行底板控制的优化设计，需对底板进行分类。底板分类的基本 原则是：以实测的底板容许极限载荷作为基本指标、底板压入刚度作为辅 助指标对工作面底板进行分类，依此作为支架选型和围岩可控性分类的基 本依据，避免支架在相应类别工作面出现压入现象。采煤工作面底板分类 标准见表5-3。,27,第一章、采煤工作面围岩关系,表5-3 采煤工作面底板分类标准,28,第二章、液压支架基础知识,目 录 第一节、液压支架基本知识 第二节、液压支架的基本定义及功能 第三节、液压支架工作原理 第四节、液压支架的分类 第五节、液压支架的布置形式 第六节、液压支架的结构 第七节、液压
21、支架型号 第八节、液压支架主要技术参数 第九节、液压支架立柱、千斤顶主要技术参数 第十节、液压系统 第十一节、防倒防滑系统,29,第二章、液压支架基础知识,第一节、液压支架基本知识 液压支架是在金属摩擦立柱和单体液压支柱的基础上发展起来的工作 面机械化支护设备，它与滚筒式采煤机（刨煤机）、刮板运输机、转载 机及带式输送机等组成一个有机的整体，实现采煤、落煤、运煤、支护 和采空区处理等主要工序的综合机械化采煤工艺。 液压支架的总重量和初期投资费用占工作面综采设备的60-70， 因此液压支架成了现代化采煤技术的关键设备之一。 液压支架以高压液体为动力，有若干金属构件与液压元件组成的一种 支撑和控制
22、顶板的设备，它能够可靠的支撑和控制顶板，隔离采空区， 防止矸石窜入工作面，以保证作业空间，并且能够随工作面推进而自动 的前移，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足工作面的高产、 高效和安全生产的要求。,30,第二章、液压支架基础知识,我国于20世纪70年代初，成功研制了垛式、节式等支撑式支架，以及 关键的液压元部件。 20世纪70年代中期，研制成功了掩护式与支撑掩护 式支架。由于这两种支架具有良好的支撑性、稳定性和防护性能，因而 获得了推广和使用。在引进、消化吸收国外液压支架的基础上，根据我 国的实际情况，已经自主研发了多种适应不同地质条件的多类型的液压 支架。研、制水平已经跃居世界前列。
23、,31,第二章、液压支架基础知识,第二节、液压支架的基本定义及功能,液压支架： Support Powered Support 定义：以液压为动力实现升降、前移等运动，进行顶板支护的设备 负责支护工作面顶板、维护工作面安全工作空间、能自移、能推动刮板输送机以实现工作面前进。,功能： 支撑和管理顶板 隔离采空区 实现工作面设备的推进 保证操作人员和其他设备的安全,32,第二章、液压支架基础知识,33,第二章、液压支架基础知识,第三节、液压支架工作原理 降架：将支架降低处于非支撑状态 移架：以输送机为支点，拉支架前移 支撑：通过立柱的作用支撑顶板 推溜：通过推移千斤顶推输送机前移 完成一个工作循环
24、， 工作面向前推进一个步距,34,第二章、液压支架基础知识,第四节、液压支架的分类,支撑式支架,掩护式支架,垛式支架,节式支架,注意：滑移支架（滑移顶梁）不是液压支架,按 支 撑 型 式,35,第二章、液压支架基础知识,按 支 撑 型 式,支撑式支架,掩护式支架,掩护式支架,支撑掩护式支架,支顶支掩式支架,支掩式支架,36,第二章、液压支架基础知识,按 回 采 工 艺,普通支架,放顶煤支架,铺网支架,大倾角支架, 支架,低位放顶煤 中位放顶煤 高位放顶煤,正四连杆放顶煤 反四连杆放顶煤,37,第二章、液压支架基础知识,普通支架,放顶煤支架,铺网支架,大倾角支架, 支架,铺顶网支架 铺底网支架,
25、行人踏板形式,按 回 采 工 艺,38,第二章、液压支架基础知识,按 支 架 在 工 作 面 的 位 置,工作面支架,过渡支架,端头支架,超前支护支架,巷道回撤支架,巷道超前支架,端头支架,过渡支架 排头支架,工作面支架,39,第二章、液压支架基础知识,其他分类方法： 按采高分：大采高液压支架、中厚煤层液压支架、薄煤层液压支架等 按控制方式分：手动操作、邻架操作、先导控制、电液自动控制等 特殊支架介绍：,垛式液压支架（回撤支护支架）,异形巷道端头支架,40,第二章、液压支架基础知识,异形巷道超前支架,41,第二章、液压支架基础知识,第五节、液压支架的布置形式,综采工作面设备布置图,巷道超前支架
26、,巷道超前支架,端头支架,端头支架,过渡支架 排头支架,过渡支架 排头支架,工作面支架,42,第二章、液压支架基础知识,过渡支架（排头支架）：布置在工作面液压支架和端头液压支架支间，称为 过渡支架；位置在工作面两头的运输机机头和机尾部，用于庇护运输机的机头和 机尾，在没有端头支架时又叫排头支架。机头部的支架叫排头支架；机尾部的支 架叫排尾支架。 普通综采工作面，过渡支架滞后工作面支架一定的距离，将顶梁适当加长 放顶煤工作面，配套复杂，机构发生变化,43,第二章、液压支架基础知识,端头支架分类：,端头 支架,普通工作面端头支架,放顶煤端头支架,特种端头支架,中置式,偏置式,后置式,二架一组,三架
27、一组,中置式,偏置式,铺网工作面端头支架,横向推移支架,二架一组,三架一组,44,第二章、液压支架基础知识,端头支架：布置在工作面运输顺槽内，用于上下顺槽支护及掩护转载机。 端卸式运输机，支架与转载机相连接； 交叉侧卸式运输机，支架与运输机的机头相连 搭接侧卸式：此种方式及其少见，仅作了解。,45,第二章、液压支架基础知识,46,第二章、液压支架基础知识,端头支架：布置在工作面运输顺槽内，用于上下顺槽支护及掩护转载机。,47,第二章、液压支架基础知识,48,第二章、液压支架基础知识,49,第二章、液压支架基础知识,第六节、液压支架的结构 1、液压支架的结构分析 液压支架的结构从宏观上可分为两大
28、部分，即金属结构件和液压元 件。金属结构件包括顶梁、掩护梁、连杆和底座四大部分，其作用是承 担顶板的压力并将于传递于底板，维护一定的空间。液压元件主要包括 执行元件和控制元件两大部分。执行元件担负着液压支架各个动作任务 的完成，由立柱和各种千斤顶组成，控制元件担负着液压支架各个动作 的操作、控制任务，由操纵阀、控制阀等各种液压阀组成。液压元件的 结构和性能的好坏直接影响到液压支架的工作性能的好坏和使用寿命的 长短，所以，正确操作液压支架对于延长支架的使用寿命起着重要的作 用。,50,第二章、液压支架基础知识,1、 护帮板 2、顶梁 3、立柱 4、 起底油缸 5、底座 6、推移杆,51,第二章、
29、液压支架基础知识,结构件：伸缩梁1、顶梁2、掩护梁3、前后连杆4、后连杆5、 底座 6、推移机构7、其他辅助装置 执行元件：立柱10、推移千斤顶12、平衡千斤顶11、 伸缩千斤顶8、侧退千斤顶9、抬底千斤顶14和底调千斤顶组成。 控制系统： 液压系统：阀类（包括过滤器）、 连接胶管、管路附件等 电控系统：电源、控制器、 传感器、连接电缆等,连接件：销轴、导杆、拉杆、连接头以及固定零件等。,52,第二章、液压支架基础知识,2、液压支架运动轨迹:梁端变化如下图所示，近似S的曲线。,53,第二章、液压支架基础知识,第七节、液压支架型号,支架最大高度（dm） 支架最小高度（dm） 支架额定工作阻力（k
30、N） 掩护式液压支架代号 煤矿支护设备代号（支架）,ZY：煤矿支护设备，掩护式支架 ZZ：煤矿支护设备，支撑掩护式支架 ZF：煤矿支护设备，放顶煤液压支架 ZP：煤矿支护设备，铺网支架 ZT：煤矿支护设备，端头支架,加G为过渡支架 如ZZG ZYG ZFG等，如在最后一位数字后加D或者B，即为：电液控制或连杆 是摆杆机构。,54,第二章、液压支架基础知识,第八节、液压支架主要技术参数（ZY3400/12/28）,1、支架架型: 两柱掩护式液压支架 2、支架高度: 1.22.8 m 3、支架宽度：1.421.59 m 4、支架中心距：1.5 m 5、工作阻力：3400kN 支架屈服力、被动支撑力
31、 单根立柱的工作阻力：R立=P安.D2/4 支架的工作阻力：R= R立N（立柱数） ZY3400/12/28型液压支架工作阻力计算： R=P安D2/4 2 = 3400 kN,55,第二章、液压支架基础知识,6、初撑力：2617kN 支架初撑力主动支撑力 单根立柱的初撑力：F立初=P泵.D2/4 支架的初撑力：F初= F立初N（立柱数） ZY3400/12/28型液压支架初撑力计算： F初= P泵D2/4 2 = 2617 kN 7、支护强度: 0.550.69MPa 支护强度（随高度、摩擦力变化而变化） 支架对顶板单位面积的支护力 P=R/S顶= R/(L+D) B) R顶梁对顶板的实际支撑
32、力 L顶梁（接顶）长度 D梁端距 B支架中心距,56,第二章、液压支架基础知识,8、对底板比压：1.21.6MPa （对底板尖端比压）：2.5MPa 9、推移步距：630 mm 10、推溜力：223kN 11、拉架力：410kN 12、泵站压力：31.5MPa 13、操纵方式：手动、本架控制 14、运输尺寸：长宽高476014201200 15、支架重量：9.9吨 16、配套设备： 采煤机：MG200/468-WD（西安煤矿） 刮板输送机：SGZ630/220（山东矿机） 转载机：SZZ630/90（山东矿机）,对地板平均比压 支架对底板单位面积的压强 P=R/S底 R底座对底板的实际压力 S
33、底底座实际接触底板的面积,57,第二章、液压支架基础知识,第九节、液压支架立柱、千斤顶主要技术参数（ZY3400/12/28） 1、立柱,58,第二章、液压支架基础知识,2、推移千斤顶,59,第二章、液压支架基础知识,3、伸缩千斤顶,60,第二章、液压支架基础知识,4、抬底千斤顶,提示：在支架将到最低位置时，不要动作抬底千斤顶。 在1.5米以上使用状态时可动作，避免抬底框架上抬时 与主操纵阀干涉。,61,第二章、液压支架基础知识,5、侧推、底调千斤顶,62,第二章、液压支架基础知识,第十节、液压系统（ZY3400/12/28） 1、工作面管路系统连接,63,第二章、液压支架基础知识,2、单台支
34、架管路系统连接（ZY3400/12/28）,64,第二章、液压支架基础知识,3、液压系统中元件机能符号介绍,操纵阀组,配液板,KJ16球型截止阀,交替单向阀,安全阀,立柱液控单向阀,普通单向锁,双向锁,65,第二章、液压支架基础知识,过滤器,中间接头,Y型三通,弯头,螺纹接头,胶管,螺纹接头,直通,三通,安全阀系列,电液、先导控制主阀及辅助阀,66,第二章、液压支架基础知识,4、千斤顶的控制原理及控制阀的安装位置（ZY3400/12/28） （1）平衡千斤顶由双向锁控制，上下腔分别安装安全阀。如下图为其控制原理及其双向锁在支架中的安装位置。,DXSS10,平衡双向锁KJ10,FAD120.00
35、B,安全阀KJ10（P=35MPa),说明：双向锁一般 进液口距离近，出 液口距离远。,出液口,67,第二章、液压支架基础知识,（2）伸缩千斤顶由单向锁控制，上腔安装安全阀，防止未操纵的情况下，伸缩梁外伸。如下图为其控制原理及其单向锁在支架中的安装位置。,DS10.00C,单向锁KJ10,出液口,FAD120.00B,安全阀KJ10（P=35MPa),说明：单向锁一般 进液口距离近，出 液口距离远。,68,第二章、液压支架基础知识,（3）底调千斤顶由单向锁控制，上腔安装安全阀，锁住上腔的目的是为了防止底调千斤顶在系统备压下自动伸出而损坏。如下图为其控制原理及其单向锁在支架中的安装位置。,DS1
36、0.00C,单向锁KJ10,FAD120.00B,安全阀KJ10（P=35MPa),出液口,69,第二章、液压支架基础知识,（4）推移千斤顶安装交替阀主要目的：在推溜过程中，千斤顶上、下腔同时进液，此时推溜力是活塞杆面积所受力，比整个千斤顶下腔所受力小。这样做的目的有两个，一是快速推溜，二是防止推溜力太大，将溜子推翻、推坏；三是推溜平稳。拉架力不变。,70,第二章、液压支架基础知识,（5）立柱上主要装置单向阀、安全阀，具体连接示意如下图：,立柱上腔接头,配液板,配液板,丝堵,安全阀,立柱下腔,立柱上腔,71,第二章、液压支架基础知识,第十一节、防倒防滑系统,72,第三章、液压支架的选型,目 录
37、 第一节、液压支架选型的基本知识 第二节、液压支架选型的依据 第三节、液压支架架型和支护强度的判断 第四节、液压支架主要参数的选取,73,第三章、液压支架的选型,第一节、液压支架选型的基本知识 综采工作面高产高效是现代化矿井高产高效的核心，其先决条件是综 采设备的正确选型、配套、配置、使用。综采工作面“三机”设备主要由采 煤机、刮板输送机和液压支架组成，只有通过正确的“三机”配套选型，才 能充分发挥设备的生产效能。 支架的选型:分析围岩条件，确定液压支架架型、参数和结构等，根 据综采工作面的矿压显现特性计算、选定液压支架支护强度，根据配套 选型确定支架阻力。支架支护阻力并不能阻止顶板下沉，但对
38、顶板下沉 起延缓作用。支架受力的大小是支架与围岩相互共同作用的结果。 我国缓倾斜煤层工作面顶板基本顶分四级，直接分四类。综采工作 面矿压显现特性随不同的采煤方式及顶板类级而异，支架选型相应有不 同要求。,74,第三章、液压支架的选型,类直接顶与、级基本顶综采工作面具有基本顶来压步距小而稳 定，强度缓和、顶板岩石压力小且分布均匀，直接顶特别是端面不稳 定，受移架影响严重等矿压特性。因而，要求支架初撑力高，控制端面 顶板能力强，护顶能力强，挡矸、护帮装置全，能快速邻架操作移架， 及时支护。 类直接与、级基本顶综采工作面具有老顶来压步距大、强度高， 顶板岩石压力大而且分布不均，直接顶 稳定等矿压特性
39、。要求支架支撑能力大、 抗水平推力强、切顶性能好，在冲击 压力下支架安全阀流量大，能及时卸载。,75,第三章、液压支架的选型,倾斜分层下行垮落长壁综采工作面具有老顶来压对各分层越向下越缓 和，顶底板移近量下分层大于上分层，下分层移架和所需时间对顶板稳 定影响大于上分层，顶板压力分层越向下越小而不均，下分层支架易压 死、歪斜倾倒，顶板易破碎等矿压特性。因此，要求上下分层支架应有 区别。对于上分层，由于顶板为实体岩石，要求支架工作阻力较大；由 于底板为煤体较弱， 则要求支架底座对地比压 分布较均匀，接触比压较小，由于上分 层要为下分层辅网，故要求支架设置辅 网和洒水装置。,76,第三章、液压支架的
40、选型,对于下分层，由于顶板为破碎岩石，故要求支架顶梁的适应性要强。 对于大采高整体开采工作面随着采高加大，上覆岩层动压频繁。矿压显 现强烈，支架应具有足够的支护能力；采高加大后，要有相应的防片 帮、漏顶装置，尽力保持支架稳定性，为此，提高支架刚度是十分重要 的。 综采放顶煤工作面仍有 明显基本顶来压，有时还很 强烈。因此，支架应足够的 工作阻力，按其煤层赋存条 件应比普通综采工作面阻力 提高一些为好。,77,第三章、液压支架的选型,放顶煤支架尽量采用单绞点及四连杆机构，以提高其抗扭能力和稳定 性。由于放顶煤综采面的支承压力分布扩大，它可能使顶煤预先断裂和 移动，因此，放顶煤支架必要时装备可伸缩
41、前梁或旋转180的挑梁，及 时支撑刚刚暴露的顶板；并采用带压移架、初撑力保持阀以提高初撑 力，减少顶煤早期下沉和断裂，尽力保持其稳定性，防止顶板下落。放 顶煤综采面顶板压力受多种因 素影响，分布不均。因此它将 导致支架和采面围岩工作状态 不良。,78,第三章、液压支架的选型,为了保证放煤效果良好，要求放煤机构尺寸尽可能大，具有放煤、松 动煤和关闭灵活的机构。为了减少移架对顶煤破的影响，应保证快速移 架，其推移机构必须排矸性能好、推溜拉架力大。放顶煤支架要有利于 顶煤软化、灭尘、防火，因此支架选型时要考虑注水、喷雾、注氮等要 求。,79,第三章、液压支架的选型,第二节、液压支架选型的依据 1、地
42、质条件 矿山压力初次来压和周期来压强度、冲击地压 煤层条件厚度、埋深、硬度、层理节理发育程度、煤质、自然发火期等 顶、底板条件厚度、硬度、岩层性质等 水文地质条件涌水量、瓦斯含量、地压等 2、回采工艺及工作面参数（工作面布置情况） 3、工作面产量要求及配套设备 4、矿井运输条件 5、操作人员的使用习惯 6、投资 参考MT554-1996缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类选型,80,第三章、液压支架的选型,第三节、液压支架架型和支护强度的判断,81,第三章、液压支架的选型,第四节、液压支架主要参数的选取 1、工作阻力：R=PS顶/ 方法一：通用支护强度法 支护强度P=KH裂r K动载系数，级基本顶取1
43、.8 ； H裂裂隙带高度； r 粉砂岩容重（t/m3）。 方法二：回归式法 支护强度P=72.3h+4.5Lp+78.9（L+D）-10.24N-62.1 h采高 Lp基本顶初次来压步距 N基本顶沿米最小载荷,82,第三章、液压支架的选型,2、液压支架高度的选取 最大支撑高度：Hmax=hmax0.20.3 最小支撑高度：Hmin=hmin0.20.3 是否满足运输的要求 是否满足立柱伸缩比的要求 满足工作面采高要求和运输要求的条件下尽量减小支架的伸缩比，采用单伸缩立柱支架结构简单、重量轻、操作维护方便。,83,第三章、液压支架的选型,3、液压支架中心距的选取 中心距与支护宽度：支架的中心距与
44、刮板输送机中部槽长度相适应，支架宽度与支架中心距相适应。,84,第三章、液压支架的选型,中心距与支护宽度：支架的中心距与刮板输送机中部槽长度相适应，支架宽度与支架中心距相适应。,85,第三章、液压支架的选型,液压支架主要参数的选取 推移步距：支架推移步距应和配套采煤机截深一致。,86,第三章、液压支架的选型,液压支架主要参数的选取 推溜力：与输送机的重量相适应。 对于槽宽800mm以上的输送机，要求的推溜力基本上在30吨以上，在机头机尾不小于45吨。 对于底板坚硬、平整的工作面可以适当减小。 拉架力：与支架的重量相匹配。 最小拉架力不小于2.5倍支架重量。 支架设有抬底千斤顶时，可以适当减小
45、注意：推移千斤顶的推力、拉力与推溜力、拉架力不能直接等同,87,第四章、工作面设备配套,目 录 第一节、综采工作面基本配套关系 第二节、湘煤ZY3400/12/28支架配套,88,第四章、工作面设备配套,第一节、综采工作面基本配套关系 1、综采工作面设备的配套的目的： 单机设计的依据。解决各单机间的能力匹配和空间几何关系配套 采煤工艺设计的依据。使成套设备性能和采煤工艺间的相互适应 2、综采工作面设备的配套包括： 综采工作面“三机”配套 综采设备辅助系统配套,89,第四章、工作面设备配套,3、综采工作面“三机”配套的主要内容平面布置图 设备布置的位置关系、支架的排列、采煤机行走位置、两头是否留
46、三角 煤、输送机两头是否需要变线、变线槽的数量、过渡支架和端头支架的设置(数 量、位置、采高等),90,第四章、工作面设备配套,综采工作面“三机”配套的主要内容中部断面配套图 采煤机与输送机的配套行走部分、过煤高度、电缆槽、卧底量、相关间隙等 支架与采煤机、输送机的配套空顶距、过机高度、支架与输送机的连接尺寸及相关间隙、行人通道等,91,第四章、工作面设备配套,综采工作面“三机”配套的主要内容机头、机尾断面配套图 移架方式、空顶距、卸载高度、过机高度、支架与输送机机头机尾的连接尺寸及相关间隙、行人通道等,92,第四章、工作面设备配套,1、综采工作面布置图：,第二节、湘煤ZY3400/12/28
47、支架配套,93,第四章、工作面设备配套,2、综采工作面中部断面图1：,94,第四章、工作面设备配套,3、综采工作面中部断面图2：,95,第四章、工作面设备配套,4、综采工作面中部断面图3：,96,第四章、工作面设备配套,4、综采工作面过渡架断面图：,97,第五章、液压支架的使用维护,目 录 第一节、液压支架的安装 第二节、液压支架的装车和井下运送 第三节、液压支架的工作面安装 第四节、液压支架的使用与操作 第五节、液压支架操作规程 第六节、液压支架操作质量标准 第七节、液压支架常见故障及其处理方法,98,第五章、液压支架的使用维护,第一节、液压支架的安装 液压支架体积大，部件重，占据通风断面大
48、，一个综采工作面使用的支 架数量又较多，因此，液压支架的下井准备、下井运输和工作面的安装等工 作量十分繁重。 其安装工期较长，对工程质量的要求也比较严格。 1、液压支架下井安装前的准备工作 1.1、液压支架下井安装前，应设置专门的调度指挥机构，建立和培训安 装队伍，并制定详细的安装计划，包括拆装搬运的方案、程序、人员分配、 完成工期及技术措施等。 1.2、检查液压支架的运送路线，即检查运送轨道的铺设质量、各井巷的 断面尺寸，架线高度、巷道坡度、转弯方向、转弯半径等，以便设备运送时 顺利通行。,99,第五章、液压支架的使用维护,必要时应做模型车试行，以减少运送过程中的掉道、卡车、翻车等事故 发生
49、。 1.3、新型支架下井前，必须在地面进行试组装，并和采煤机、刮板输 送机、转载机、破碎机、液压支架联合运转；检查支架的零部件是否完 整无缺，支架的立柱、各种用途的千斤顶、各种阀件是否动作灵活、可 靠，有无渗漏现象等；验证支架与刮板运输机、采煤机的配合是否得 当，以便采取相应的措施。,100,第五章、液压支架的使用维护,第二节、液压支架的装车和井下运送 1、液压支架下井一般应整体运输，个别受条件限制的也可解体运输。部 件上的胶管捆扎好，避免破损；接头处用塑料帽等封堵，保护密封。凡 拆开运送的零、部件应将其装箱编号运送，以免丢失或混乱。 2、液压支架装车时应轻吊轻放，然后捆紧系牢。不得是软管或其它零部 件露出架体外，