液壓支架培訓(xùn)材料

目錄第一章 液壓支架概論第二章 支撐掩護式液壓支架第一節(jié)ZY-35型支撐掩護式支架第二節(jié) ZZ6000/21/42型液壓支架第三節(jié) 放頂煤液壓支架第三章 液壓支架操縱與維護第一節(jié) 液壓支架的操作第二節(jié) 液壓支架維修與管理第四章 XRB2型乳化液壓泵站的構(gòu)造和原理第五章 BRW400/31.5(RB400/31.5)型柱塞泵結(jié)構(gòu)原理第六章 乳化液壓泵站的使用與維護 第一章 液壓支架概論 第一節(jié) 液壓支架的應(yīng)用及意義 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟對煤炭需要量的日益增加，煤礦開采，特別是采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化。自1954年英國裝備了世界上第一個液壓支架工作面開始，采煤技術(shù)實現(xiàn)了綜合機械化。綜合機械化采煤，就是工作面采煤、運輸和支護三大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了機械化。也就是說，采用滾筒式或刨削式等采煤機械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運輸機，以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機和可伸縮帶式輸送機等運煤：自移式液壓支架管理頂板。這幾種設(shè)備相互配合，組成了綜合機械化采煤設(shè)備。 液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件(油缸和閥件)與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，能實現(xiàn)支撐、降落移架和推移運輸機等一整套工序。液壓支架技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，安全可靠，當(dāng)前世界各國都在不斷地提高采煤工作面的綜合機械化水平。 我國于1964年開始研制液壓支架，已先后試制了MZ1928型、TZ型、BZZC型、WKM400型、YZ型、ZYZ型、ZY型等多種型式的液壓支架，并在各大礦務(wù)局進行了試驗和使用，取得了較好的效果。1974年以來，從西德、英國、蘇聯(lián)和波蘭等國引進了許多不同類型的液壓支架。實踐證明，液壓支架具有強度高、支護性能好、移設(shè)速度快、安全可靠等優(yōu)點，能使采煤工作面達到高產(chǎn)量、高回采率和高工效，能大大減少勞動強度，降低成本和掘進率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 第二節(jié) 國外主要產(chǎn)煤國家綜采技術(shù)的發(fā)展趨勢 綜合機械化采煤是煤礦開采技術(shù)現(xiàn)代化的重要標志。80年代末以來，世界主要產(chǎn)煤國家高產(chǎn)高效綜采技術(shù)迅速發(fā)展，特別是美國、澳大利亞、德國、英國和南非發(fā)展最快。綜采工作面高產(chǎn)高效紀錄不斷刷新，綜采裝備新技術(shù)層出不窮。 1993年，美國綜采工作面平均班產(chǎn)達到3076t洗精煤，據(jù)33個綜采工作面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，平均年產(chǎn)145.4t洗精煤，平均工效274t(工d)，工作面搬家(包括設(shè)備安裝)時間平均648人工面。工作面平均長度240m，最大長度335m。1994年平均班產(chǎn)進一步提高，其中，前10個工作面年平均班產(chǎn)達到5998t洗精煤，相當(dāng)于年產(chǎn)400萬t以上的水平。沙莫羅克公司(SHAMROCK)的彼克佛克礦在123個小班中產(chǎn)煤166萬t，相當(dāng)于月產(chǎn)83萬t；塞普路斯阿馬克斯煤炭公司卡姆博蘭德礦1995年6月達到月產(chǎn)洗精煤57.3萬t的紀錄，阿科煤炭公司的西麋鹿礦1994年11月創(chuàng)造了日產(chǎn)45萬t的世界紀錄，當(dāng)月產(chǎn)量50余萬t。 美國1994年共有80個長壁工作面，其中有70個工作面是電液控制的工作面，占87.5，使用兩柱掩護式支架73套，四柱支撐掩護式支架7套，兩柱掩護式支架占9125，支架工作阻力大部分在7000-8000kN，最大的兩柱掩護式支架工作阻力達到9800kN。普遍裝備大功率電牽引重型采煤機組和大功率、大運量、高可靠性刮板輸送機。 澳大利亞近10年來綜采發(fā)展很快，綜采工作面數(shù)量從1980年的3個增加到1994年的25個，井工效率達到17.71t?？频蠣柨怂沟V和巴波尼礦的綜采工作面年產(chǎn)量已超過300萬t。為使綜采產(chǎn)量持續(xù)增長，近幾年來澳大利亞采取了一系列措施，包括改革勞動制度，采用各種新設(shè)備、新技術(shù)，綜采工作面優(yōu)選世界各國最先進的重型高效裝備，實現(xiàn)一井一面，集中化生產(chǎn)。 英國和德國是世界是綜采技術(shù)裝備最先進的國家，由于受其自然煤層賦存條件的限制，其高產(chǎn)高效工作面的紀錄不如美國和澳大利亞，但世界著名的采煤機構(gòu)公司主要集中在德國和英國。近年來，由于國際采礦業(yè)市場的不景氣和激烈競爭，導(dǎo)致各公司的相互兼并，形成幾個大跨國公司。為占領(lǐng)市場，各公司不斷開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品。 世界主要產(chǎn)煤國家技術(shù)經(jīng)濟指標見表11。高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是工作面綜采設(shè)備，近10年來，工作面三大配套設(shè)備一采煤機、刮板輸送機和液壓支架，在設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)上都有重大發(fā)展，主要是提高設(shè)備生產(chǎn)能力和可靠性，改進操作性能。 采煤機技術(shù)發(fā)展的一個突破是采用了多電機電牽引技術(shù)，大大簡化了機械傳動系統(tǒng)。采煤機的模塊化設(shè)計使機器的維護和監(jiān)測更加簡便，可靠性更高?，F(xiàn)代先進采煤機的主要特點是：多電機交流變頻調(diào)速或直流調(diào)速電牽引，牽引速度不斷提高，最大牽引速度已達29mmin：大功率、高電壓、大截深，采煤機裝機功率超過1200KW，現(xiàn)行1lOOV工作電壓已不適應(yīng)大功率采煤機的要求，美國目前常用電壓為2300V，部分工作面開始使用4160V電壓：英國、澳大利亞使用3300V電壓；法國使用5000V電壓：波蘭使用6000V電壓。采煤機截深達到12m；積木式結(jié)構(gòu)，各單元之間沒有機械動力傳動，簡單可靠：其中更先進的設(shè)備，可實現(xiàn)滾筒自動導(dǎo)向，其實質(zhì)是煤巖界面探測技術(shù)，它性。使用壽命達到600-1200萬t過煤量；采用中38mm、中42mm大直徑刮板鏈；采用軟啟動技術(shù)，使用雙緩液力偶合器或排水型偶合器，配有程序邏輯控制器控制水的流速。軟啟動大大提高了輸送機的可靠性，使鏈子和鏈輪的壽命加倍；故障診斷和工況監(jiān)測技術(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測輸送機各部件的運行狀態(tài)，進行故障診斷和報警。 液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，近10年來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護和四柱支撐掩護式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進一步完善，設(shè)計方法更先進，參數(shù)向高工作陰力、大中心距(175m、2m)發(fā)展，結(jié)構(gòu)件材料越來越多地采用高強度鋼材，例如屈服極限69Mpa以上的鋼板，支架的壽命和可靠性要求大大提高，有些公司要求支架的耐久性試驗循環(huán)次數(shù)達50000次。支架的壽命達14年以上。 液壓支架技術(shù)另一重大突破是控制系統(tǒng)，應(yīng)用電液控制技術(shù)，采用電磁(或微電機)控制的先導(dǎo)閥，先進可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理技術(shù)，紅外遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動作自動連續(xù)進行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時間達到6-8s。配合采煤機的煤巖識別系統(tǒng)等先進技術(shù)，可實現(xiàn)工作面自動控制。 國外液壓支架設(shè)備正完全智能化，它可以不再生產(chǎn)支架樣機，就能通過計算機模擬井下各種受力情況。并通過計算機設(shè)計出支架主要結(jié)構(gòu)件最佳幾何參數(shù)和力學(xué)參數(shù)。 支架選材方面，國外設(shè)計選材強度屈服極限達到1000PMa以上。這就使大噸位強力支架重量比較輕，井下搬運方便。 支架結(jié)構(gòu)件高強度焊接工藝非常先進，有一套先進的焊接熱處理工藝，從而保證了支架的整體質(zhì)量。 液壓支架的控制均采用電液程序控制，電液閥操作系統(tǒng)具如下特點： 1、采用大功率單板微處理機，預(yù)編程序控制，可準確完成液壓支架的升、降作，到位率高。 2、設(shè)定了移架過程的臨界帶壓移架程序。最大限制減少了大采高工作面頂板下沉量，有效地控制了頂板的巖層以及升架時支架對頂板的緩沖作用，從而改善了支架與巖層的相互關(guān)系。 3、由于電液閥操作系統(tǒng)按程序推移工作，刮板運輸機由人工決定性操作改為電腦編程定量操作，因此，刮板機的到位率高，工作面運輸機無論在彎曲度還是平整度方面都能達到設(shè)計的標準，從而保證了刮板在溜槽中平穩(wěn)運行，減少了相互的摩擦阻力和摩擦損耗，減少了零配件消耗維修量，提高了設(shè)備的使用壽命，延長了工作的有效運轉(zhuǎn)時間。 4、移架速度大大提高，移架速度達到8秒以卜，使綜采工作面的綜合效益得到了根本性的提高。完全滿足了高產(chǎn)、高效礦井綜采工作面的配套要求。 國內(nèi)近幾十年的液壓支架制造業(yè)發(fā)展速度很快，綜采液壓支架從架型參數(shù)決定，到運動分析，受力分析，均實現(xiàn)計算機輔助優(yōu)化設(shè)計，材料實現(xiàn)計算機數(shù)控下料，焊接全部采用C0x氣體保護焊，主柱加工最大缸徑可達中380mm，結(jié)構(gòu)件整體回火，保證了支架的整體質(zhì)量，支架高度可以生產(chǎn)20005000mm，支架工作阻力有6800一i0000KW，支架的中心距15001750mm，支架立柱中280380mm，支架架型壽命試驗可達到10000次，液壓支架國內(nèi)生產(chǎn)占使用總數(shù)的95，制造水平基本靠近國外先進水平。 第二章 支撐掩護式液壓支架 第一節(jié) ZY35型支撐掩護式支架 該支架是我國自行研制的，80-90年代使用最多的一種支架，當(dāng)時這種支架發(fā)展為ZY-35a、 ZY35b、ZY35c型支架。 ZY-35型支架適用主走向長壁后退式開采，全部冒落法管理頂板，煤層厚度235m，煤層傾角30度，頂板中等穩(wěn)定較平整移架后能自動冒落，單位面積頂板壓力不大于65t/m2,底板較平整，允許用于煤底，但底板的抗壓強度不得小于40kg/cm2,地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，無影響支架通過的斷層。 一、主要技術(shù)特征 支架型式 四柱支撐掩護式 支架高度 17003500mm 支架寬度 14281598mm 初撐力 1844KN 工作阻力 4000KN 支護面積 545m2 總重量 10.5t 二、主要組成部分及結(jié)構(gòu) zY-35型支架結(jié)構(gòu)可分成4個部分(見圖31)： (1)由前梁、頂梁、掩護梁、底座等金屬結(jié)構(gòu)件組成的架體。 (2)由短柱、立柱、側(cè)推千斤頂、推移千斤頂和防片幫千斤頂?shù)纫簤焊捉M成的：I二作機構(gòu)。 (3)由組合操縱閥、雙向鎖、平面截止閥、液控單向閥、安全閥、包括大流量安全閥和測壓閥等液壓元件組成的液控單向閥組。 (4)由高低壓軟管組成的輸液管路系統(tǒng)。 1前梁 前梁與頂梁餃接，并通過短柱的支撐，以頂梁為支點，可向上作15度或向卜作19度的擺動，改善了前梁與頂板的接觸狀況，使靠近煤壁的頂板能得到有效支撐，避免工作面前端頂板產(chǎn)生切頂與竄矸現(xiàn)象。在前端設(shè)有由擋板和千斤頂組成的防片幫裝置。按工作情況的需要，可使防片幫裝置伸出與煤壁緊貼，也可將它縮回以便讓采煤機滾筒順利通過。 2頂梁 頂梁是支架承載的主要部件，前端與前梁餃接，后端與掩護梁餃接并起著切頂作用，在腹板上焊有四個柱窩，與立柱的球形接頭連接，在兩側(cè)裝有可伸縮的側(cè)護板，供擋矸和防倒之用。由于它和頂板直接接觸，故要求有足夠的面積，并要求有足夠的強度。 3掩護梁 掩護梁的頂端通過銷軸與頂梁鉸接，下端通過四連桿與底座餃接，它的主要作用是承擔(dān)頂板給予支架的水平分力，使立柱免受橫向彎曲的載荷，同時可防止冒落的研石竄入支架內(nèi)，以保證人身和設(shè)備的安全。 4底座 底座的主要作用是將支架承受的頂板壓力傳至底板，以保證支架的正常承載和前移；底座上設(shè)有四個柱窩與立柱的球形缸底相接觸。它后部與四連桿機構(gòu)鉸接。 5四連桿機構(gòu) 前連桿、后連桿、支架的掩護梁和底座鉸接后組成四連桿機構(gòu)。四連桿機構(gòu)的作用是： (1)使頂梁沿雙扭線軌跡運動，這樣就使頂梁前端至煤壁的距離(即端面距)基本保持不變，有利于對頂板的支撐。 (2)可以對頂梁起強制導(dǎo)向作用，使支架能承受水平推力，支柱免受彎曲載荷影響，提高了支架的穩(wěn)定性，并使支架能用于較大采高的工作面。 6側(cè)護板 ZY35支架在頂梁和掩護梁上均裝有側(cè)護板，側(cè)護板的伸縮是靠側(cè)護板千斤頂來完成的。側(cè)護板可以密封相鄰支架間的空隙，使工作空間與采空區(qū)和頂板間完全隔離，防止采空區(qū)和頂板上的巖石進入作業(yè)區(qū)。由于側(cè)護板與支架的配合，使支撐掩護支架工作面構(gòu)成了一個鋼鐵長廊，所以國外有人稱之為鎧裝工作面，側(cè)護板通過千斤頂還可以起調(diào)架、防倒和支架前移時的導(dǎo)向作用。 7立柱 立柱為一雙作用的液壓缸，是支架的主要承載部件，為了擴大調(diào)高范圍，采用機械調(diào)高裝置。它可以把頂板的壓力傳遞給支架的底座。立柱的動作要靈活可靠，而且要有足夠的強度。它的長度收縮時為1550mm，伸長時為3350mm，行程1800mm，其中液壓行程為950mm，加長桿行程850mm。 為適應(yīng)頂?shù)装宓淖兓透纳剖芰顩r，立柱兩端均采用球面結(jié)構(gòu)并與頂梁及底座球面鉸接，以承受壓力，采用銷軸固定。單根立柱的初撐力(泵站工作壓力為150kgcm時)為471t，工作阻力(安全閥額定壓力為kgcm時)為1000KN，降柱力(泵站工作壓力為15MPa時)為68t。 立柱的動作原理如圖3-2所示。當(dāng)立柱的活塞腔(即下腔)進入高壓液體時，環(huán)形腔即上腔)回液，支柱升起，對頂板進行支撐；反之，當(dāng)支柱環(huán)形腔進液而活塞腔回液時(如圖中虛線箭頭所示)，實現(xiàn)降柱。 8短柱 短柱是一雙作用的液壓缸，用來支撐支架的前梁，并使前梁能向上向下擺動。它的長度(兩銷孔中心距)在收縮時496mm，伸長時為636mm，行程140mm。當(dāng)泵站工作壓力為15MPa時，它的初撐力為588KN，拉力為98KN。當(dāng)安全閥額定壓力為38MPa時，工作阻力為60t。為了改善受力狀況，短柱的兩端均采用球面結(jié)合形式，分別用銷軸固定在前梁及頂梁的鉸接坐上，當(dāng)前梁受力時，短柱兩端的球面就與餃接坐的擋板緊貼，由擋板承受壓力，而銷軸僅在短柱收縮時受力。 9推移千斤頂 推移千斤頂是雙作用油缸，它的作用是推移支架及推進工作面運輸機。它的缸體與支架底座相連，而活塞桿通過框架與工作面運輸機相連。因支撐掩護式支架的自重一般較大，為了提高其移架力，往往把推移千斤頂?shù)怪茫怪玫耐埔魄Ы镯敽屯埔瓶蚣芙M成了支架的推移裝置，如圖33所示。 當(dāng)千斤頂活塞腔進液時，活塞桿推出，支架前移。而千斤頂活塞桿收縮時，用比較小的力推移運輸機。另外，推移裝置上有一個向上的斜度，在支架前移時有一個向上的分力，以利于支架的移動。 10、側(cè)推千斤頂 側(cè)推千斤頂是雙作用液壓缸，它的作用是給出或收縮頂梁及排斥梁兩側(cè)的側(cè)板，使支架具有擋矸和防倒的效能。 11、防片幫千斤頂 防片幫千斤頂被應(yīng)用于前梁的防片幫裝置上，作為推出、縮回防片幫機構(gòu)之用，以防止煤壁片幫塌落。 ZY一35型液壓支架的液壓系統(tǒng)(如圖34)包括前柱、后柱、前梁千斤頂、推移千斤頂、防片幫千斤頂、操縱控制閥組、液壓管路等，以完成支架的降柱、移架、升柱、推溜及防片幫千斤頂?shù)纳炜s動作。 ZY一35型液壓支架各動作位置的油路流程如下： (1)升前柱：將操縱手把提到升前柱位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥液控單向閥前柱活塞腔 低壓回液油路： 前柱活塞桿腔操縱閥截止閥主回液管 (2)升后柱：將操縱手把提到升柱位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥液控單向閥后柱活塞腔 低壓回液油路： 后柱活塞桿腔操縱閥截止閥主回液管 (3)升短柱：將操縱閥手把提到升短柱位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥液控單向閥短柱活塞腔 低壓回液油路： 短柱活塞腔操縱閥截止閥主回液管 (4)降前柱：將操縱手把推到降前柱位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥前柱活塞桿腔(同時頂開液控單向閥) 低壓回液油路： 前柱活塞腔液控單向閥操縱閥截止閥主回液管 (5)降后柱：液流程序與降前柱相同。 (6)降短柱：液流程序亦與降前柱相同。 (7)推溜：將操縱手把提到推溜位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥液控單向閥推移千斤頂活塞桿腔 低壓回液油路： 推移千斤頂活塞腔操縱閥截止閥主回液管 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥推移千斤頂活塞腔(同時頂開液控單向閥) 推移千斤頂活塞桿腔液控單向閥操縱閥截止閥主回液管 (9)頂梁活動側(cè)板推出：將操縱于把提到頂側(cè)推位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥頂側(cè)推千斤頂活塞腔 頂側(cè)推千斤頂活塞桿腔操縱閥截止閥主回液管 (11)頂梁活動側(cè)板縮回：將操縱手把推到頂側(cè)縮位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥頂側(cè)推千斤頂活塞桿腔 低壓回液油路： 頂側(cè)推千斤頂活塞腔操縱截止閥主回液管 (13)防片幫板推出：將操縱手把提到防片幫推位置，開啟油路。 高壓進液油路： 主進液管截止閥操縱閥雙向鎖(同時頂開活塞腔處雙向防片幫千斤頂活塞腔鎖內(nèi)單向閥鋼球 低壓回液油路： 防片幫千斤頂活塞桿腔雙向鎖操縱閥截止閥主回液管 (14)防片幫板縮回：將操縱手把推到防片幫縮位置，開啟油路。 高壓進液與低壓回液油路同上。第二節(jié) ZZ60002l42型液壓支架 一、概述 zz60002142型支撐掩護式綜采液壓支架是根據(jù)我國中厚煤層的地質(zhì)條件，針對淮南礦務(wù)局的具體使用條件和特殊要求，在吸收同類支架優(yōu)點的基礎(chǔ)上設(shè)計、制造的一種新架型。該型支架與運輸機、采煤機、過渡支架及端頭支架配套作用，可實現(xiàn)水平工作面或傾角小于15度的傾斜工作面中厚煤層的割煤、支護、移架和運煤等綜合機械化作業(yè)，為減輕工人勞動強度，大幅度提高工作面單產(chǎn)，增加經(jīng)濟效益，實現(xiàn)安全生產(chǎn)提供了一種較為理想的綜采設(shè)備。 該支架為四柱連還桿支撐掩護式型式。四根主柱支撐頂梁，主要承受頂板的垂直壓力；同時通過掩護梁及前、后還桿與底座各自絞接構(gòu)成間連桿機構(gòu)，宋承受支架所受的水平力和側(cè)向力；梁和底座分別預(yù)設(shè)防倒、防滑連桿耳座及調(diào)架和抬底座裝置；前梁帶有伸縮梁和護幫板，使得該支架支撐能力大，切頂與防護性能好，支架縱橫穩(wěn)定價強。 zz60002142型液壓支架主要參數(shù)合理，結(jié)構(gòu)比較完善，功能較為全面，縱橫穩(wěn)定性可靠；材料及制造立足國內(nèi)，拆裝、檢修較為方便；液控元件均擇優(yōu)采用國產(chǎn)定型質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，配件供應(yīng)有充分的保證。本支架性能參數(shù)較為廣泛的適應(yīng)于國內(nèi)中厚煤層的地質(zhì)條件，各局、礦可根據(jù)具體條件選擇使用。 二、支架的組成、用途及特點ZZ60002142型液壓支架(外觀見附圖)主要由金屬構(gòu)件、液以系統(tǒng)和防倒、防滑、調(diào)架及其抬底座裝置三大部分組成。 主要金屬結(jié)構(gòu)件有：1、伸縮梁、護幫板、前梁、頂梁、掩護梁、底座、前后連桿、推桿及側(cè)護板等。 液壓控制系統(tǒng)除了立柱、各種千斤頂外，還包括各種液壓控制元件(操縱閥組、安全閥、液控單向閥等)和液壓輔助元件(管接頭件、膠管等)。 防倒、防滑、調(diào)架及抬底座裝置包括頂梁、掩護梁的左右側(cè)護板及各自的側(cè)推千斤頂、彈簧套筒等，也包括各防倒、防滑缸的連接耳座及調(diào)架缸、抬底座缸與連接件等。 支架各結(jié)構(gòu)件之間及結(jié)構(gòu)件與液壓元件間均通過銷軸、螺栓等連接，管路連接采用快速接頭、U型卡、拆裝維護方便。 該支架的用途是：支護工作面頂板，掩護采煤機、輸送機的工作空間，使采煤機一次采完工作面高度，并由輸送機將采下的煤運出，分別通過割煤、移架、推溜等工序組成作業(yè)循環(huán)，實現(xiàn)綜采機械化連續(xù)生產(chǎn)。 ZZ60002142型液壓支架的主要特點是： (1)工作面三機配套設(shè)備能力大，而且伸縮梁千斤頂及推移千斤頂行程大，可配置800mm 截深采煤機滾筒，可實現(xiàn)高產(chǎn)高效： (2)四柱支撐，支撐能力大，切頂性能好，且初撐力也較大，占工作阻力的873，同時前連桿采用雙連桿，支架抗扭能力大； (3)設(shè)置伸縮梁及可向上翻轉(zhuǎn)超過頂板水平面的護幫板，可適應(yīng)對不平頂板的及時和超前支護，也起到防止片幫、冒頂作用；護幫板采用雙四連桿、雙缸布置，護幫能力大，效果好，并且受力均勻； (4)支架的頂梁、掩護梁及底座三個主要受力部件均整體采用70kgcm2高強度鋼板，強度比普通16Mn提高一倍；主要銷軸材質(zhì)均采用30CrMnTi，比普通40Cr提高強度近一倍，既可以減輕重量，又能提高支架的安全系數(shù)。 (5)支架的液壓系統(tǒng)采用大流量系統(tǒng)，其中前、后立柱及推移千斤頂采用400Lmin大流量操縱閥，可顯著提高升、降架及移架速度： (6)支架的調(diào)底座千斤頂和抬底座千斤頂均采用 125mm缸徑，工作能力大。 三、主要技術(shù)特征 (1)型式 四柱四連桿支撐掩護式 (2)支撐高度 2142m (3)支護寬度取 143160 m (4)中心距 15m (5)初撐力 5236 KN(P：315MPa) (6)工作阻力 6000 KN(P=36159OMPa) (7)支護強度 092MPa平均(8)對底板比壓 17MPa平均 (9)適應(yīng)煤層傾角 15 (10)運輸外形尺寸 地面(不拆前梁)622X143X21m (長X寬X高) 井下(拆前梁)468X143X21m (11)質(zhì)量 19t (12)泵站壓力 315MPa(13)操作方式 本架操作 (14)立柱 雙伸縮 缸徑 一級二級 230 220m 柱徑 一級二級 41804160m 行程 一級二級 10601020mm 初撐力 1309 KN(P二315MPa) 工作阻力 1500 KN(P=36159OMPa) (15)推移千斤頂(1根) 缸徑桿徑 qbl60495m 行程 8500 mm 推力拉力 633410 KN(P二315MPa) (16)前梁千斤頂(2根) 缸徑桿徑 1804140m 行程 140 mm 初撐力 801 KN(P二315MPa) 工作阻力 891 KN(P二35。OMPa) (17)調(diào)底座抬底座千斤頂(各1根) 缸徑桿徑 4125485m 行程 調(diào)底座抬底座 150240mm 推力拉力 387208 KN(P：315MPa) (18)護幫川申縮梁千斤頂(各2根) 缺徑桿徑 480中60mm行程 護幫川申縮梁 530800 mm 推力位力 15869 KN(P二315MPa) 工作阻力 護幫 161 KN(P二32OMPa) (19)側(cè)推千斤頂(4根) 缺徑桿徑 8060mm 行程 護幫/伸縮梁 170 mm 推力位力 15869 KN(P=315MPa) 四、配套設(shè)備 (1)采煤機： MG400920WD (2)輸送機： SGZ800800 (3)排頭支架： ZZG60002142 (4)端頭支架： ZZTl80002142 (5)轉(zhuǎn)載機： SZZ800200 (6)破碎機： PCM200 (7)皮帶機： SSJ-1200 五、主要結(jié)構(gòu)部件及作用(參閱隨機圖紙) (1)前梁、伸縮梁與護幫板 前梁與頂梁一起，是支護頂板的主要部件，它由四條主筋板、頂板及腹板等拼焊而成。前部 套裝伸縮梁及護幫板，后部與頂梁鉸接，在兩個 180的前梁千斤頂作用下保持平衡，并能上下擺動135度，以保持工人的正常作業(yè)和采煤機、輸送機的正常運轉(zhuǎn)。 伸縮梁是套裝在前梁內(nèi)的滑移部件，由頂板、腹板、立筋構(gòu)成箱形結(jié)構(gòu)，為內(nèi)伸式，強度較好，性能可靠，通過兩個中80的伸縮梁千斤頂?shù)纳炜s，用以超前(前采煤機割煤前)及時支護因片幫暴露的頂板或采煤機割過后新暴露出的頂板，其最大伸縮量為800mm，伸縮行程大于割煤步距。 護幫板與伸縮梁鉸接，由兩個中80的護幫板千斤頂并通過雙四連桿機構(gòu)，實現(xiàn)其上擺與收回動作，用來防止煤壁片幫及超前冒落。該護幫板護幫能力大，效果好，受力均勻，并且最大上擺超過頂板水平面8度。 (2)頂梁 頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板，承受頂板壓力并切斷采區(qū)頂板，使頂板冒落，同時為回采工作面提供足夠安全的工作空間，是液壓支架的主要承載部件之一。 頂梁由四條主筋板、若干條橫筋及上、下蓋板等組焊成變截而箱形結(jié)構(gòu)，整體采用WH70高強度鋼板。四條主筋夾空內(nèi)焊有前后共四個柱窩與立柱二級活柱球頭呈球而接觸：在頂梁前部設(shè)有鉸接前梁千斤頂?shù)亩?；頂梁箱體中部設(shè)有兩處套筒，套筒內(nèi)通過彈簧套筒、側(cè)推千斤頂及螺栓、銷軸等與固定和活動側(cè)護板相連接；前柱后部留有防倒千斤頂?shù)倪B接筒座：頂梁前部與前梁鉸接，后部與掩護梁鉸接。 (3)掩護梁掩護梁主要用來阻擋采空區(qū)冒落的矸石竄入架內(nèi)，維護架內(nèi)工作空間：同時通過與前、后連桿鉸接及前、后連桿與底座依次鉸接來構(gòu)成支架回連桿機構(gòu)，既要承受頂板的水平推力、側(cè)向力及扭轉(zhuǎn)力矩，還要保證支架的梁端距變化盡可能小，所以掩護梁是支架的主要連接和掩護部件，必須要有足夠的強度。 該掩護梁整體采用WH70高強度鋼板，由四條主筋板、若干條橫筋及上下蓋板等組焊成箱形結(jié)構(gòu)。掩護梁上端與頂梁后端鉸接，下端與前、后連桿上端鉸接；在兩側(cè)以與頂梁相同方式設(shè)置側(cè)推裝置，分別裝有固定和活動側(cè)護板。 (4)前、后連桿 該支架子的前連桿為兩側(cè)雙向布置，后連桿為整體箱形結(jié)構(gòu)，分別與底座和掩護梁鉸接組成支架回連桿機構(gòu)，使支架上下構(gòu)成一個完事的運動整體，并按一定的雙紐線軌跡運動，從而保證了支架具有合理的梁端距；同時還承受較大的側(cè)向力和扭轉(zhuǎn)力矩，使支架具有抗扭能力。 (5)底座 底座是整個支架的重要承載部件，它的主要作用是將支架承受的頂板壓力傳遞到底板，所以底座既要有足夠的剛度和強度，又要滿足對底板比壓的要求。底座亦為箱形結(jié)構(gòu)，也是整體采用WH70高強度鋼板拼焊。在四條主筋間設(shè)備推溜及拉架裝置：前過橋焊有連接反映底座千斤頂?shù)耐沧巴埔魄Ы镯斶B接耳；后部除設(shè)有設(shè)置調(diào)底座千斤頂?shù)耐沧?，還設(shè)備了一組操縱閥組；底座右銘部和后部與前、后連桿鉸接。 (6)活動側(cè)護板 支架的頂梁和掩護梁均在兩側(cè)設(shè)有固定和活動側(cè)護板，主要用來保證支架之間具有良好的接觸，以調(diào)節(jié)架間距，防止架間漏矸，并起到一定的防倒作用。各活動側(cè)護板的伸縮各由兩套彈簧套筒和兩個側(cè)推千斤頂控制，最大伸縮量為170mm。本支架的側(cè)推千斤頂缸徑為80mm (7)前、后推桿 前推桿前端通過連接頭與輸送機相連，后推桿后部耳座與推移千斤頂連接構(gòu)成反向拉架裝置，前、后推桿相互鉸接，靠推移千斤頂?shù)纳炜s實現(xiàn)移架、推溜。前、后推桿均為箱形結(jié)構(gòu)，最大推移量850mm。 六、防倒、防滑、調(diào)架及抬底座裝置 工作面支架的防倒、防滑、調(diào)架及抬底座裝置包括：(1)起防倒與調(diào)架作用的由側(cè)推千斤頂、彈簧套筒及頂梁、掩護梁側(cè)護板等組成的側(cè)推裝置。(2)在頂梁中部和底座前部均預(yù)設(shè)了安設(shè)支架防倒，輸送機防滑及架間前部調(diào)架千斤頂?shù)倪B接孔座，架與架之間可增設(shè)各缸。 (3)底座后部橫向焊有圓筒，筒內(nèi)設(shè)置了調(diào)底座千斤頂。在移架過程中，調(diào)底座千斤頂外伸接觸到相鄰架底座可進行后部調(diào)架。 (4)在底座前過橋前而豎向焊有圓筒，圓筒內(nèi)設(shè)置了抬底座千斤頂，同前推桿等構(gòu)成了抬底座裝置。如果支架下扎嚴重，可以移架時將抬底座千斤頂向下外伸接觸前推桿以起到輔助抬底座的作用。 七、液壓系統(tǒng)(參閱隨機圖及后附原理圖) 將立柱、各千斤頂和各種閥類，通過各管接頭附件和高壓膠管同泵站、主進回液管路連接起來，使液壓支架能夠完成其預(yù)定的動作與要求，就構(gòu)成了支架的液壓系統(tǒng)。 本支架的液壓系統(tǒng)的特點： (1)主進回液均采用大通徑膠管，分別為315及38；相應(yīng)至操縱閥管徑為19；操縱閥至立柱下腔及推移缸16管徑。并且單向閥立柱為200Lmin，推移缸400Lmin。 (2)前、后立柱及推移缸三片操縱閥按400Lmin配置。 (3)本架操作、管路簡單、布置合理、維修方便。 (4)工作液為5乳化油和95中硬以下水的乳化液。 八、主要液壓元件 (1)立柱及各種用途千斤頂 立柱為雙伸縮雙作用立柱，各千斤頂都是單伸縮雙作用液壓缸，其中調(diào)底座缸與抬底座缸內(nèi)注液，所用元件均為標準件、通用件，結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便。 (2)操縱閥 操縱閥采用FHS400315大流量型和GZC-125320中流量型兩者組合成操縱閥組，操作自如，維修方便，可同盟者操作兩片以上以實現(xiàn)復(fù)合運動的要求。 (3)液控單向閥、安全閥和液控雙向銷 均采用國產(chǎn)定型產(chǎn)品，均具有結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，性能可靠，檢修方便特點，液控單向閥有YD-PKl2540、YD-PKl25401Y、YDF42200及YDF-45400型；安全閥有ZHYFIA、BSYFI和DAF00型三種：液控雙向銷型號為SYD-PKl2540IY，用于護幫千斤頂?shù)南隆⑾虑绘i定。 (4)進液三通過濾器、回液斷路閥 主進液選用JSGl9315進液三通過濾器，主回液采用HSHTl93800回液斷路閥，三通斷路閥用于切斷支架內(nèi)的進回液，便于在架內(nèi)檢修時不影響其它支架正常供液。 (5)過濾器、定向交替單向閥 過濾器采用LGQl9型，安裝在操縱閥組的進液端，用來過濾來自主管路的乳化液，以減少液壓元件的磨損和阻塞，確保密封的可靠性，定向交替單向閥型號為JD4C00用于移架時將伸縮梁收回。 九、井下運輸及井下安裝 (一)井下運輸 支架井下運輸一般分為整體運輸和解體運輸。一般在礦井提升能力和巷道通過能力允許的情況下，應(yīng)盡可能采取整體運輸，以縮短總的拆裝時間，提高安裝質(zhì)量。不論是整體運輸還是解體運輸，支架或部件裝到平板上后，最大外形尺寸在運輸中應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程等安全要求，能順利通過所經(jīng)巷道，平板車的載重量應(yīng)與所裝支架或部件的總重量相適應(yīng)。為保證井下運輸暢通順利，最好先用最大外形尺寸的模型或?qū)嵨镌囆校_認支架或部件的經(jīng)巷道暢通無阻時，支架或部件才能正式下井運輸。 (1)整體運輸 支架進下整體運輸除了應(yīng)做到支架地面整體運輸?shù)囊蠛妥⒁馐马椫?，還應(yīng)該準備好專用運輸小車，要求裝卸方便，重心盡可能低，要嚴防斜井運輸和井下運輸中翻倒損壞架。專用小車數(shù)量根據(jù)安裝速度、運輸路線長短來確定。 (2)解體運輸 如果礦井提升能力或巷道斷面不夠，無法整體運輸，需要把支架分解為幾部分運輸，稱為解體運輸。解體運輸時，可將支架視情況分為頂梁組體、前梁組體、掩護梁組體、底座帶四連桿及立柱等幾大部分。在支架拆卸解體前，同一支架各部件均應(yīng)編號或做標記，然后按順序裝車運輸以利于井下安裝。 (二)井下工作面安裝 綜采設(shè)備的安裝，一般先安裝端頭支架或排頭支架，按照總體布置，由下而上依次排列，要注意端頭支架、過渡支架和工作面支架的相互關(guān)系，工作面支架安裝完畢或二分之一以上，即可安裝工作面輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等，最后安裝采煤機。 安裝支架時將運至安裝峒室附近的編組平板車上的支架或部件卸車后，在峒室內(nèi)裝，應(yīng)按支架的最小高度安裝，必須把銷、卡等連接件安設(shè)齊全，然后由上、下兩部絞車，將支架沿預(yù)定好的滑道牽至工作面預(yù)定位置調(diào)正。在安裝第一架時，應(yīng)注意符合總體配套設(shè)計要求，位置不可錯動：支架一旦就位，則要求及時接好管路供液，升起支架，將活動側(cè)護松開，支撐住頂板，并安裝好推桿。在工作面支架安裝過程中，應(yīng)嚴格保證支架中心距，互相平行，支架排列應(yīng)保證成一條直線，以便于工作于工作面輸送機的連接。并下工作面設(shè)備及順槽設(shè)備安裝完后，需經(jīng)調(diào)試及生產(chǎn)和驗收后才能正式投入生產(chǎn)。 第三節(jié) 放頂煤液壓支架 放頂煤液壓支架的發(fā)展和架型選擇 一、放頂煤支架架型的發(fā)展和演變 放頂煤支架是隨著放頂煤開采方法應(yīng)運而生的，綜合機械化開采運用到放頂煤開采工作面后，使放頂煤開采技術(shù)進入了一個新的發(fā)展階段。由于工作面由液壓支架實現(xiàn)可靠、快速的支護，采用采煤機或刨煤機采煤，放頂煤作業(yè)在安全、可靠的工作條件下進行，從而使工作面產(chǎn)量有明顯的提高。近年來，綜采放頂煤技術(shù)在我國得到迅速發(fā)展和廣泛普及，綜采放頂煤采煤法正成為一種高產(chǎn)高效采煤方法。1957年，前蘇聯(lián)研制出KTY型掩護式放頂煤液壓支架，并在庫茲巴斯煤田的托姆烏辛斯克礦使用，開采該礦的2號和45號煤層。煤厚為912m，煤層傾角518。該放頂煤工作面為預(yù)先開采頂層煤鋪設(shè)人工假頂，然后再采底煤，采用具有單輸送機的KTY掩護式放頂煤支架回收頂煤()其開采過程如圖111所示。1963年法國研制出用于放頂煤開采的支撐掩護式放頂煤液壓支架，如圖112所示，并且于1964年在布朗齊礦區(qū)試驗成功。該支架為四柱式，尾梁呈“香蕉”形，其擺動角度由千斤頂控制，配有兩臺輸送機，第二臺輸送機安置于尾梁后部的底板上。采煤時，支架上面鋪網(wǎng)冒落頂煤通過尾梁后面網(wǎng)上的開口裝入第二臺輸送機。支架的主要技術(shù)特征見表111。 自70年代開始，法國、前西德、英國等國家陸續(xù)研制成功了“開天窗”的支撐掩護式或帶插板的支撐式放頂煤液壓支架。英國研制的開“天窗”式放頂煤支架如圖113所示。該支架在掩護梁上開了。放頂煤“天窗”，由液壓千斤頂控制開關(guān)，“天窗”附近裝有攪動桿，以便于冒落頂煤，掩護梁上還有鉆眼孔，供煤硬不落時打眼放炮。第二臺輸送機安置在支架后部底座上。法國針對“香蕉”尾梁式放頂煤支架存在的問題，先后研制哎功MB 17X28S、FB 2130S型放頂煤液壓支架，如圖114、圖115所示。技術(shù)特征見表112MB17X28S放頂煤液壓支架為四柱掩護式。掩護梁通過液壓千斤頂控制進行伸縮，便于頂煤冒落裝煤：第二臺輸送機放置在底板上。FB 2130S型放頂煤液壓支架為四柱支撐掩護式，掩護梁上面沒有落煤窗口，由液壓千斤頂控制其開關(guān)，落煤窗口內(nèi)裝有一個液壓控制的攪動桿，有助于破碎大塊煤，并有助于頂煤冒落操作。掩護梁上還有圓孔，用以通過此孔將管子伸向采空區(qū)，以便輸送氮或泡沫。掩護梁無四連桿機構(gòu)，而直接與支架底座的尾端相鉸連。在頂梁、掩護梁的側(cè)護板及落煤口處裝有若干噴嘴，以便噴水除塵。第二臺輸送機放在支架后部的底座上。 MB 17X28S和FB21X30S型放頂煤液壓支架分別代表了插板式和開“天窗”式放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)特點。這兩類支架都配有雙輸送機運煤，滾筒采煤機采煤，然后由掩護梁上的窗口或插板放出頂煤。這兩類支架的主要區(qū)別是：插板式放頂煤液壓支架重量較輕，后部空間大，易于排放大塊煤，而且輸送機置于煤層底板上，便于維修?！疤齑啊笔椒彭斆阂簤褐Ъ苤亓枯^大，支架整體穩(wěn)定性好，放煤輸送機置于支架底座之上，便于推移和放頂煤。80年代初期，匈牙利研制成功單輸送機前開“天窗”式放頂煤掩護式支架，結(jié)構(gòu)如圖1l6所示，機采煤炭與放落頂煤均用此單輸送機運輸，在實際運用中，取得了良好的效果。 1982年，煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所與沈陽煤炭研究所共同設(shè)汁，鄭州煤礦機械廠制造的FY 4001428型放頂煤液壓支架是我國首次研制成的放頂煤支架。1984年，在沈陽礦務(wù)局蒲河礦投入試驗，開始取得了較好的效果，后來因支架穩(wěn)定性差，工作面發(fā)火，中止了試驗。雖然沒有取得預(yù)期的效果，但人仃1已經(jīng)看到了這種新型支架的前景，從此拉開了設(shè)計、研制放頂煤液壓支架的序幕，經(jīng)過我國煤炭科技工作者十幾年的辛勤努力，研制成功數(shù)十種放頂煤液壓支架。兗州礦務(wù)局東灘煤礦使用國產(chǎn)放頂煤液壓支架刨造了年產(chǎn)斗10萬t高產(chǎn)高效紀錄，這標志著我國放頂煤液壓支架的設(shè)計、制造走在了世界前列。我國放頂煤液壓支架發(fā)展從低位放頂煤液壓支架的研制開始，經(jīng)歷了高位、中位放頂煤，現(xiàn)在又回到低位放頂煤。最初的放頂煤支架采用的是低位放煤，代表架型是FY 4001428型放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖117所示。1987年平頂山礦務(wù)局引進了匈牙利VHP732型放頂煤支架，該支架在緩傾斜工作面試驗，最高月產(chǎn)達55萬t，獲得了成功。隨即我國研制成高位放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖118所示。由于其放煤口高、放煤口小，存在頂煤損失大、放煤與采煤機割煤不能平行作業(yè)、效率低等缺點，目前除了在個別礦使用外，已基本淘汰。80年代末至90年代初，我國研制出中位放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖119所示。這種支架比單輸送機高位放頂煤支架有所改進，有兩部輸送機，割煤、放煤可以平行作業(yè)，提高了效率，放煤口比高位放頂煤支架有所降低。隨著放頂煤實踐的深入，中位放頂煤支架也暴露出一些突出的缺點，主要是放煤口仍然較小，受結(jié)構(gòu)限制，放煤口不能連續(xù)，有脊背損失，采出率低，后部空間狹小，維修和清理浮煤不方便，底座前端比壓大等。針對中位放頂煤液壓支架存在的問題，我國又研制出低位放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖1110所示。早期的低位放頂煤支架是由鋪網(wǎng)支架演變而來的，其基本結(jié)構(gòu)和鋪網(wǎng)支架類似，只是尾梁加上了插板，用于放煤。低位放頂煤液壓支架是目前使用效果較好的架型。北京開采研究所在認真總結(jié)綜采放頂煤技術(shù)成果，分析研究各種放頂煤支架特點和使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，研制出新一代反向四連桿低位放頂煤支架，它是一種結(jié)構(gòu)更加合理，用途更加廣泛的新架型。 二、高位放頂煤液壓支架的特點和適應(yīng)性高位放頂煤液壓支架是指單輸送機、短頂梁、掩護梁開天窗高位放頂煤的掩護式支架，我國已投入使用的這類支架有FYD 4402632型、ZYF 40001732型放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖1111和圖1112所示，技術(shù)特征見表113。1高位放頂煤液壓支架的特點 (1)支架結(jié)構(gòu)簡單，采煤機割的煤和放落的頂煤由一部輸送機運出，端頭維護空間小，整個工作面設(shè)備布置與普通長壁工作面相同，便于維護管理，減少事故發(fā)生點。 (2)支架的長度較短，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性和封閉性都較好。 (3)掩護梁放煤口尺寸較大，有利于頂煤的放出，但放煤口位置高，煤炭損失大。 (4)由于頂梁短，放煤口位置距煤壁較近，因此，對煤層冒放性的要求較高。一方面要求梁端頂煤要完整，不冒頂、不片幫；另一方面，在頂梁后即是放煤口，要求頂煤破碎，能順利放出。 (5)在放煤狀態(tài)時放煤槽與底座夾角是35，難以達到40。試驗表明，在鋼質(zhì)表面，干燥的散煤安息角約25”，如果遇上仰采，當(dāng)仰采角度為10時，就開始出現(xiàn)放煤流動不暢，向左右溢出，大部分落在輸送機采空側(cè)，嚴重影響放煤工序的進行和頂煤的運出。 (6)支架在放煤時，正常行人通道基本上被切斷，減少了工作面安全出口。 (7)由于是高位放煤，煤塵很大，但支架通風(fēng)斷面小，使得防滅塵工作量大，要求高。 (8)采、放同用一部輸送機，本架不能前、后平行作業(yè)，影響產(chǎn)量的提高。 高位放頂煤液壓支架可分為插底板式單輸送機放頂煤液壓支架和不插底板式單輸送帆放頂煤液壓支架。插底板式單輸送機放頂煤液壓支架底座長，底板比壓分布均勻，前端比壓小，俯采也能適應(yīng)。但是，增加設(shè)備配套的復(fù)雜性和事故率，而且，由于支架底座插在輸送帆下面，抬高了溜槽，裝煤效果不好，只好增加采煤機跑空刀工序來裝煤，不利于產(chǎn)量的提高，放煤狀態(tài)時無行人通道。不插底板式單輸送機放頂煤液壓支架前端對底板比壓大，特別是在較大截深時，要求底板堅硬。使用這種支架，采煤機裝煤效果好，提高了有效工作時間；放煤狀態(tài)時人行道基本暢通，通風(fēng)斷面大。 2高位放頂煤液壓支架適應(yīng)性 高位放頂煤液壓支架頂梁短，在軟煤層中使用有可能因頂煤冒空使頂梁失去有效的支撐，而且作為掩護式支架，前端對底板比壓大，尤其是不插底式放頂煤液壓支架，易發(fā)生扎底，因此，高位放頂煤液壓支架主要用于緩傾斜厚煤層中。在急傾斜煤層條件下，礦山壓力較小，煤的冒放性好，且不易發(fā)生片幫，在水平分段使用高位放頂煤液壓支架是可行的，不適合在軟煤層中使用。 高位放頂煤液壓支架對以下地質(zhì)條件比較適應(yīng)： (1)煤層硬度系數(shù)f=152，煤的層節(jié)理比較發(fā)育； (2)煤層厚度不宜太厚，以68m為宜，以利于頂煤的破碎。如果煤層節(jié)理裂隙發(fā)育良好，開采厚度可以增加。 (3)布置工作面和制定采煤工藝時，避免仰采或減小仰采，使仰采角度不大于10，保證順利放煤。 (4)底板抗壓入強度較大，頂板能隨采隨冒，保證工作面推進速度和較高的采出率。 由于高位放頂煤支架對復(fù)雜煤層條件的適應(yīng)性差，以及結(jié)構(gòu)上不可克服的缺陷，該種支架目前已很少使用，屬于已被淘汰的架型。 三、中位放頂煤液壓支架的特點和適應(yīng)性中位放頂煤液壓支架是指雙輸送機運煤，在掩護梁上開放煤口，中位放煤的支撐掩護式液壓支架。已投入使用的中位放頂煤液壓支架，單鉸接式的有ZFSG 4400168型放頂煤液壓支架，四連桿式的有FYC400168型放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)形式如圖1l13和圖1114所示，技術(shù)特征見表1l4。 1中位放頂煤液壓支架的特點 中位放頂煤液壓支架曾經(jīng)是我國使用較廣泛的放頂煤液壓支架，其特點如下： (1)支架穩(wěn)定性和密封性好，抗偏載和抗扭能力大，不易損壞。 (2)放煤口距煤壁較遠，有助于工作面前方頂煤的維護。支架頂梁長，有利于反復(fù)支撐頂板，增加頂煤的破壞程度。 (3)由于采、放分別使用兩部輸送機，可以實現(xiàn)平行作業(yè)。 (4)受放煤口尺寸的限制，架與架之間有三角煤放不下來，即所謂“脊背損失”，同時放煤口容易發(fā)生大塊煤堵塞現(xiàn)象，放煤效率較低。 (5)后輸送機放在支架底座上，后部空間有限，大塊煤通過困難，并且移架阻力較大。 (6)掩護梁不能擺動，二次破煤能力差。中位放頂煤液壓支架又分為四連桿式和單鉸接式，四連桿式支架的最大特點是，支架在調(diào)高范圍內(nèi)，頂端的運動軌跡為雙扭線，其水平方向的變化量很容易控制在100mm以內(nèi)，這使支架在調(diào)高幅度較大的情況下能有效地控制梁端距。同時在幀斜煤層條件下四連桿機構(gòu)的抗扭性能要優(yōu)于單鉸接機構(gòu)。單鉸接式支架的頂端運動軌跡是條圓弧，在支架調(diào)高范圍內(nèi)，頂端的運動軌跡變化比較大，可達到500mm以上，故在普通綜采支架上基本不用，但在放頂煤開采條件下使用，因為其機采采高變化不大，所以，在此高度范圍內(nèi)，梁端距變化不大，從而發(fā)揮了結(jié)溝簡單，封閉性和穩(wěn)定性好的長處，而且與四連桿機構(gòu)相比，后部輸送機具有較大的過煤和維修空間。 2中位放頂煤液壓支架的適應(yīng)性 中位放頂煤液壓支架的適應(yīng)性較強，在各種煤層條件下均有成功的實例，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益，普通的緩傾斜中硬厚煤層都可選用中位放頂煤液壓支架，特別是在礦壓顯現(xiàn)劇烈有懸頂危險的條件下，中位放頂煤液壓支架適應(yīng)性較好。在軟底板條件下，由于支架底座前端比壓大，易出現(xiàn)“扎底”現(xiàn)象，移架困難：目前，中位放頂煤液壓支架已逐漸波低位放頂煤液壓支架取代，原有的中位放頂煤液壓支架除了部分還在使用外，有的玻改造，有的已報廢。 四、低位放頂煤液壓支架的特點和適應(yīng)性 低位放頂煤液壓支架是種雙輸送機運煤，在掩護梁后部鉸接個帶有插扳的尾梁，低位放煤的液壓支架，一般為四柱支撐掩護式，這類支架有一個可以上、下擺動的尾梁(擺動幅變45左右)，用以松動頂煤，并維持一個落煤空間。尾梁中間有個液壓控制的插板，用以放煤和破碎大塊煤，具有連續(xù)的放煤口。已投入使用的代表性低位放頂煤液壓支架：肓小插阪式的ZFSB3600/17/28型放頂煤液壓支架，大插板式的ZFSB4000/17/28型放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖1l15和圖1116所示，技術(shù)特征見表115。 1低位放頂煤液壓支架特點 低位放頂煤液壓支架的原始形式是FY 4001428型放頂煤液壓支架，經(jīng)過在放頂煤實踐中不斷探索和改進，現(xiàn)在發(fā)展成以ZFSB 36001728型放頂煤液壓支架為代表的低位小插板放頂煤架型和以ZFSB 40001728型放頂煤液壓支架為代表的反向四連桿式低位大插板放頂煤架型。這兩種架型適應(yīng)性強，是目前放頂煤的主導(dǎo)架型，具有良好的推廣前景，主要特點如下： (1)由于放煤口低并且連續(xù)，放煤效果好，沒有脊背損失，采出率高： (2)和其它放頂煤支架梁型相比，從煤壁到放煤口的距離最長，經(jīng)過頂梁的反復(fù)支撐和在掩護梁上方的垮落，使頂煤破碎較充分，對放煤極為有利。 (3)后輸送機沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時尾梁插扳可以切斷大塊煤，使放煤口不易堵塞。 (4)低位放煤使煤塵減少。 (5)支架的抗扭、抗偏載能力強，穩(wěn)定性好。 (6)后部放煤空間大，尾梁擺動角度大，有利于頂煤的冒落，放煤效率高。 2低位放頂煤液壓支架的適應(yīng)性 低位放頂煤液壓支架適應(yīng)性強，在急傾斜煤層和緩幀斜中硬煤層、三軟煤層放頂煤綜采中都取得了成功，是目前我國廣泛使用的放頂煤液壓支架架型。尤其是以反向四連稈式低位大插板放頂煤液壓支架為代表的新型高效放頂煤液壓支架成為放頂煤液壓支架架型發(fā)展的方向。 放頂煤液壓支架設(shè)計的技術(shù)要求 一、基本參數(shù)的確定 液壓支架是放頂煤綜采的關(guān)鍵沒備，合理確定放頂煤液壓支架的基本參數(shù)，對充分發(fā)揮綜采設(shè)備的效能影響很大。 1支護強度 液壓支架的支護強度是液壓支架最主要的技術(shù)參數(shù)之一，它的實質(zhì)是代表液壓支架對頂板的支護能力。支護強度主要取決于工作面頂板條件、煤層埋藏深度和采高等因素。放頂煤支架支護強度的確定與普通支架支護強度的確定有較大的區(qū)別，實踐證明，放頂煤工作面來壓強度一般要低于普通綜采工作面的來壓強度。放頂煤液壓支架支護強度的確定方法還不夠成熟，現(xiàn)簡要介紹兩種。 1)根據(jù)斷裂角確定放頂煤支架支護強度。 在頂煤強度比較高和節(jié)理、裂隙不發(fā)育時，頃煤能有效地將頂板下沉傳遞給支架，支架除承擔(dān)頂煤和頂板的部分重量外(給定載荷)，還要承