矿用液压支架技术资料.ppt

液压支架设计 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 一 顶板组成采场围岩包括煤层上方的直接顶 基本顶和煤层下方的直接底板 采场围岩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 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的矿山压力显现 1 煤层2 直接顶3 基本顶 冒落带 裂隙带 弯曲下沉带 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 1 煤层2 直接顶3 基本顶 从开切眼向前推进 直接顶悬露面积逐渐增大 下沉和变形随之增大 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 直接顶冒落 形成冒落带 直接顶冒落 基本顶悬露 随工作面推进 基本顶在矿压作用下不断产生裂隙和变形 形成裂隙带 当达到极限垮落步距时发生断裂和垮落 基本顶初次来压 随工作面推进 基本顶周期垮落 在弯曲下沉带 裂隙少 仅岩层间有离层现象 对支护设备载荷影响不大 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 二 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要的支护对象 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 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 用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分布 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 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 3个指标是反映直接顶稳定性的基本要素 从岩层控制需要出发 对直接顶的稳定性进行实用性分类 直接顶初次垮落步距是综合反映稳定性的指标 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 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 直接顶稳定性分类指标 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 2 基本顶矿压显现分级基本顶 原称老顶 指位于煤层直接顶之上 抗弯刚度较大 较难跨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意义重大 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 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 用直接顶厚度与采高的比值表示 3 采高 在直接顶厚度一定情况下 采高愈大 矿压显现愈强烈 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 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 基本顶压力显现分级界限及相应的典型条件 注 L0 基本顶初次来压步距 m N 直接顶充填系数 为直接顶厚度与采高的比值 M 煤层开采厚度 m 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 进行基本顶初次来压步距等效值计算 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 3 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性 底板抗压入特性分脆性 塑脆性和塑性类型 每种类型分增阻型和降阻型两类 共同特点是在支架未压入底板前 底板具有线弹性特征 具有不同的抗压缩刚度 支架或支柱压入底板后抗压缩刚度显著降低 顶板下沉显著增大 3 采煤工作面底板分类底板分类基本原则 根据实测的底板容许极限载荷作为基本指标 底板抗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 避免支架或支柱在相应类别工作面出现压入底板 第一节采煤工作面顶板组成及其分类 采煤工作面底板分类标准 第二节支架架型选择 在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上 综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征 为支架选型提供依据 第二节支架架型选择 上下部采动条件 近距煤层的采动 会导致顶底板岩层一定程度的松动 降低直接顶的稳定性 基本顶的来压强度 处理 当上部近距煤层在10m以内 有截高大于1m的煤层已采时 本煤层直接顶和基本顶类级均降低1个类级 当下部近距煤层在20 30m以内 有截高大于1m的煤层已采时 本煤层直接顶 直接底板和基本顶类级均降低1个类级处理 相邻区段或两侧开采条件 本煤层一侧开采 对其稳定性和来压强度有一定影响 但不强烈 可不考虑 如果工作面两侧已采 则对本工作面影响强烈 应对直接顶 基本顶分别降低一个类级处理 地质构造 断层 褶曲等分布和参数 对构造严重影响的区段 特别慎重支架选型 掩护支架有较高的伸缩比 2 5 3 1 对过断层有利 可伸梁对通过破碎带有较好适应性 断层区直接顶视为极不稳定顶板 第二节支架架型选择 开采深度 采深增加 直接顶稳定性和基本顶来压强度会逐步降低 采取 采深每增加400m 降低一个类级近似处理 顶底板含水层 顶板含水层导致开采过程中出现顶板淋水和底板集水 减低底板抗压入强度和刚度 选型时 底板类别减低1级处理 底板含水层存在时 在采高 开采方法上加以考虑 选型顺序 根据直接顶 基本顶 底板类型初步选定基本架型 考虑上述 诸因素选定具体结构 包括顶梁 底座 侧护结构等 根据地质条件和矿压显现参数 计算支架必需的支护强度和相应的额定工作阻力 考虑顶底板含水层条件 验算支架对底板比压或载荷强度 验算通风断面 风流 风速等 如果瓦斯涌出量较大 避免用插底式支架 第二节支架架型选择 第二节支架架型选择 二 液压支架架型选择 1 支架选型要素已知地质和采矿条件进行液压支架结构选型 必需考虑支架力学特征和对围岩的适应性 作出模糊评价 掩护式和支撑掩护式支架的围岩适应性比较 第二节支架架型选择 支架选型要素及评价 第二节支架架型选择 液压支架力学特征 第二节支架架型选择 2 液压支架选型建议具体条件下的液压支架选型 必须考虑直接顶类型 基本顶级别 底板类型 对典型围岩结构组合 MT554 1996 采煤工作面顶板分类 附件中提出了液压支架选型建议 第二节支架架型选择 根据使用经验 在综采工作面支架选型时 注意 1 不稳定和中等稳定顶板优先选用掩护式支架 在底板极松软条件下 严格验算并限制支架底座尖端比压 不得超过底板容许比压即极限载荷强度 避免使用重型支架 2 非常稳定和稳定的难垮落顶板和周期来压强烈和十分强烈的顶板 优先考虑选取支撑掩护式支架 3 顶板不平 四柱式支架中总有一根支柱对顶板的实际支撑力很低 二柱式支架支撑能力利用率高于四柱式 4 不稳定顶板条件下使用四柱式支架应注意对机道上方的顶板控制 包括增加前柱阻力及可伸缩前梁等 第三节支架参数确定 一 支架高度首先确定支架适用煤层的平均截高 然后确定支架高度 支架最大结构高度 支架最小结构高度 Mmax Mmin为煤层最大 最小截高 mm S1考虑伪顶冒落的最大厚度 大采高支架取200 400mm 中厚煤层支架取200 300mm 薄煤层支架取100 200mm S2考虑周期来压时的下沉量 移架时支架的下降量和顶梁上 底板下的浮矸之和 大采高支架取500 900mm 中厚煤层支架取300 400mm 薄煤层支架取150 250mm 第三节支架参数确定 支架调高范围 支架的最大结构高度与最小结构高度之差 调高范围越大 支架适用范围越广 但过大调高范围给支架结构设计造成困难 可靠性降低 支架最大结构高度和最小结构高度取值应符合规定 支架伸缩比 支架的最大结构高度与最小结构高度之比 二 支护强度和工作阻力支护强度 支架有效工作阻力与支护面积之比 顶板所需支护强度取决于顶板等级和煤层厚度 制订不同顶板等级的支护强度标准 支护强度按规定选用或按经验公式估算 K 作用于支架上的顶板岩石厚度系数 一般取5 8 M 截高 m 岩石密度 一般取2 5 103kg m3 第三节支架参数确定 第三节支架参数确定 支架支撑顶板的有效工作阻力 F 支架的支护面积 m2 L 支架顶梁长度 m C 梁端距 m B 支架顶梁宽度 m K 架间距 m 支撑效率 有效工作阻力与支架工作阻力之比值 支撑式支架支撑效率为100 掩护式和支撑掩护式支架顶梁与掩护梁铰接 立柱斜撑 支撑效率小于1 初选支架时可取80 左右 第三节支架参数确定 三 中心距和宽度支架中心距一般等于工作面一节溜槽长度 液压支架中心距大部分采用1 5m 大采高支架为提高稳定性 中心距可采用1 75m 轻型支架为适应中小煤矿工作面快速搬家的要求 中心距可采用1 25m 支架宽度 顶梁的最小和最大宽度 宽度的确定应考虑支架的运输 安装和调架要求 支架顶梁一般装有活动侧护板 侧护板行程170 200mm 支架中心距1 5m时 最小宽度取1400 1430mm 最大宽度取1570 1600mm 支架中心距1 75m时 最小宽度取1650 1680mm 最大宽度取1850 1880mm 支架中心距1 25m时 如果顶梁带有活动侧护板 最小宽度取1150 1180mm 最大宽度取1320 1350mm 如果顶梁不带活动侧护板 宽度一般取1150 1200mm 第三节支架参数确定 第三节支架参数确定 四 初撑力初撑力大小对支架的支护性能和成本有很大影响 较大初撑力能使支架较快达到工作阻力 减慢顶板的早期下沉速度 增加顶板的稳定性 但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求提高 一般取初撑力为 0 6 0 8 倍的工作阻力 五 移架力和推溜力移架力与支架结构 质量 煤层厚度 顶板性质等有关一般薄煤层支架移架力为100 150kN 中厚煤层支架为150 300kN 厚煤层支架为300 400kN 推溜力一般为100 150kN 六 梁端距和顶梁长度梁端距 移架后顶梁端部至煤壁的距离 梁端距是由于工作面顶板起伏不平造成输送机和采煤机的倾斜 以及采煤机割煤时垂直分力使摇臂和滚筒向支架倾斜 为避免割顶梁而留的安全距离 支架高度越大 梁端距应越大 第三节支架参数确定 大采高支架梁端距取350 480mm 中厚煤层支架梁端距取280 340mm 薄煤层支架梁端距取200 300mm 顶梁长度受支架型式 配套采煤机截深 滚筒宽度 刮板输送机尺寸 配套关系及立柱缸径 通道要求 底座长度 支护方式等因素制约 第四节支架受力分析 支架主动支撑顶板 初撑 后处于被动承载状态 围岩与支架相互作用的载荷使支架顶梁相对底座产生下沉 作用在支架上的垂直力和水平力是由顶板到底板和工作面到采空区的围岩位移 以及围岩对支架内力的阻力而产生的 支架的内力产生支架顶梁相对底座的运动 支架顶梁和底座不是刚性的 直接顶和底板一般也不是刚性的 围岩与支架相互作用的边界条件相当复杂 为简化计算 假设支架横向均匀受载 简化为平面力系分析支架的受力状态 第四节支架受力分析 第四节支架受力分析 一 两柱支掩掩护式支架 第四节支架受力分析 二 两柱支顶掩护式支架 第四节支架受力分析 三 四柱支撑掩护式支架 第四节支架受力分析 四 四柱支顶支掩式支架 根据液压支架各部件功能和作用 组成 1 承载结构件如顶梁 掩护梁 底座 连杆 尾梁等 主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷 2 液压缸包括立柱和各类千斤顶 主要功能是实现支架的各种动作 产生液压动力 3 控制元部件包括液压系统操纵阀 单向阀 安全阀等各类阀 以及管路 液压 电控元件 主要功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工作特性 4 辅助装置如推移装置 护帮装置 伸缩梁 或插板 装置 活动侧护板 防倒防滑装置 连接件 喷雾装置等 是实现支架的某些动作或功能所必需的装置 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 一 顶梁顶梁形式 整体顶梁 铰接顶梁和楔形结构顶梁 铰接顶梁的前段称为前梁 后段为主梁 简称顶梁 1 整体顶梁 整体顶梁结构简单 可靠性好 顶梁对顶板载荷的平衡能力较强 前端支撑力较大 可设置全长侧护板 有利于提高顶板覆盖率 改善支护效果 减少架间漏矸 为改善接顶效果和补偿焊接变形 整体顶梁前端 800 1000mm 一般上翘1 3o 2 铰接式顶梁 1 前梁2 前梁千斤顶3 顶梁 第五节支架结构选择 在前梁千斤顶2的推拉下 前梁1上下摆动 对不平顶板的适应性强 运输时将前梁放下与顶梁垂直 以减小运输尺寸 前梁千斤顶必须有足够的支撑力和连接强度 前梁上不宜设置侧护板 为顺利移架 前梁间一般留有100 150mm间隙 增加了破碎顶板漏矸的可能性 3 楔形结构梁 1 楔形梁 2 楔块3 楔形梁千斤顶 4 后梁 利用构件间摩擦自锁原理 通过楔块2与楔形梁1和顶梁4之间的摩擦作用 使楔形梁1 楔块2和后梁4在受载时保持为一个整体 如同整体刚性顶梁 具有整体刚性顶梁前端支护力大的优点 楔形梁1与后梁4为铰接结构 当操作楔形梁千斤顶伸出或缩回时带动楔块前后移动 使楔形梁1绕铰轴摆动 摆动范围取决于楔块的行程和楔角的大小 具有铰接顶梁的灵活性 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 根据顶板条件和使用要求 顶梁可设置伸缩梁 一般整体顶梁只能设置内伸式伸缩梁 1 伸缩梁2 顶梁 第五节支架结构选择 内伸缩式 潜入式 伸缩梁外伸式 手套式 伸缩梁 1 伸缩梁2 顶梁 1 托板 2 导向梁 3 梁盖4 千斤顶 5 前梁 伸缩梁一般是为实现超前支护而设置的 伸缩值根据使用要求确定 一般为600 800mm 内伸式伸缩梁 结构可靠性好 接顶效果较差 外伸式伸缩梁 接顶效果好 结构可靠性较差 易变形 二 侧护板侧护板装置组成 侧护板 弹簧筒 侧推千斤顶 导向杆和连接销轴等 支架活动侧护板形式 直角式单侧活动侧护板 直角式双侧可调活动侧护板和折页式单侧活动侧护板 第五节支架结构选择 直角式单侧活动侧护板一侧固定式 一侧活动式 固定侧护板是梁的边筋板 可增加梁体强度 减轻支架重量 适用于倾角较小 150 的缓倾斜煤层或水平煤层 挡矸密封性和导向性好 第五节支架结构选择 2 直角式双侧活动侧护板根据工作面倾角方向 调整一侧固定 另一侧活动 适应性强 用于各种支架 1 活动上侧护板 2 活动下侧护板3 顶杆 4 千斤顶 5 固定侧护板 3 折页式活动侧护板结构简单 千斤顶可以布置在梁体的外侧 便于拆装和维修 挡矸密封性差 移架时导向性差 用于顶板比较稳定或坚硬条件的支撑掩护式支架 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 顶梁侧护板高度取250 500mm 薄煤层支架取下限 大采高支架取上限 掩护梁侧护板和后连杆侧护板高度根据支架最大高度时 侧护板水平尺寸等于移架步距加100 200mm搭接量的原则确定 支架侧护板损坏形式 侧护板导向杆耳座与弹簧筒耳座脱落 导向杆和弹簧筒弯曲变形 侧护板的侧板弯曲变形 侧护板和上板焊缝开裂 侧护板的耳座结构采用嵌入式 使导向杆和弹簧筒能插入侧板内 在上板和侧板间焊加强筋 第五节支架结构选择 三 底座底座形式 整体刚性底座 底分式刚性底座和铰接分体底座 其中铰接分体底座已较少采用 整体刚性底座整体刚度和强度好 底座接底面积大 有利于减小对底板的比压 推移机构处易积存浮煤碎矸 清理较困难 用于软底板条件下工作面支架 第五节支架结构选择 1 整体刚性底座中挡前部有高度50 100mm小箱形结构 中挡后部上方为箱形结构 推移千斤顶安装在箱形体下 立柱柱窝前设计过桥 提高底座整体刚性和抗扭能力 底分式刚性底座中挡底板分体 推移装置处的浮煤 碎矸可随支架移架从后端排到采空区 不需人工清理 但底座接底面积减少 对底板比压增大 高产高效工作面液压支架一般采用分体刚性底座 第五节支架结构选择 2 底分式刚性底座底座底板为中分式 中挡推移机构直接落在煤层底板上 前立柱柱窝前有过桥 中挡后部上方为箱形结构 第五节支架结构选择 四 推移装置推移装置组成 推移杆 推移千斤顶和连接头等 推移杆是决定推移装置形式和性能的关键部件 1 短推移杆短推移杆 钢板组焊而成的箱形结构件 结构简单可靠 重量轻 广泛采用 推移杆形式 正拉式短推移杆和倒拉式长推移杆 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 2 长推移杆长推移杆形式 框架式 整体箱式和铰接式 框架式长推移杆由前后两段组成 前段为箱式结构 后段为双杆式结构和导向块 推移千斤顶缸径超过140mm时 双杆式结构强度难以保证 可靠性下降 框架式长推移杆适用于中型以下的支架 整体箱式长推移杆一般是由钢板组焊而成的整体箱式结构件 结构简单 可靠性好 防止支架和输送机下滑的性能好 但在工作面难以更换 因此必须保证其足够大的安全系数 第五节支架结构选择 铰接式长推移杆一般由前后两段箱式结构件组成 中间通过十字连接头铰接 可以上下 左右摆动 解决了整体箱式长推杆不便更换的缺点 兼有短推移杆和长推移杆的双重特点 第五节支架结构选择 五 护帮装置 护帮通过挑梁 护帮板 贴紧煤壁 向煤壁施加一个支撑力 防止片帮 临时前梁在支架能及时支护的情况下 采煤机过后挑起挑梁实现超前支护 在支架滞后支护的情况下 利用挑梁实现及时支护 在厚煤层分层开采时 采上分层可利用挑梁挂网卷 采下分层可利用挑梁挑网兜 护帮装置类型 简单铰接式和四连杆式 第五节支架结构选择 1 简单铰接式护帮板铰接在整体顶梁或铰接式顶梁的前梁前端 有伸缩梁时铰接在伸缩梁头上 千斤顶直接与护帮板相连接 护帮板结构简单 但挑起力矩小 且当顶梁或前梁带伸缩梁时 厚度较大 难以实现挑起 仅作护帮板使用时 翻转角度大于900即可 2 四连杆式四连杆式护帮板 挑梁 与顶梁或前梁的铰接方式与简单铰接式相同 但在千斤顶与护帮板间增加一个四连杆机构 实现护帮和挑起支护顶板 并保证收回到预定的角度 四连杆机构把千斤顶的作用力有效地传递到煤壁和顶板上 挑梁的挑起力矩大 但结构相对复杂 对于厚煤层支架 为了提高护帮高度和增加超前支护面积 挑梁体可采用伸缩式或折叠式结构 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 六 柱间距和筋板配置支架柱间距指两排立柱间的距离 柱间距和筋板配置要考虑支架的中心距 立柱缸径 推移装置的宽度等因素 柱间距与各部件筋板配置关系 第五节支架结构选择 七 立柱和千斤顶立柱是液压支架实现支撑和承载的主要部件 直接影响支架的工作性能 立柱型式有4种 1 单伸缩双作用立柱结构简单 可靠 属液压无级调高 调整高度方便 但调高范围小 用在调高范围不大的支架上 许多放顶煤支架装配单伸缩双作用立柱 第五节支架结构选择 2 单伸缩双作用带机械加长杆立柱结构比较简单 调高范围较大 有液压无级和加长杆有级两种调高方式 根据煤层厚度变化及时调整机械加长杆的高度 有级调高 以满足支护要求 多用于煤层厚度变化较大的中厚煤层支架上 第五节支架结构选择 4 防尘圈 5 销轴 6 开口销 7 卡套 8 卡环 9 加长杆 1 缸体 2 活塞 3 密封圈 3 双伸缩双作用立柱调高范围大 液压无级调高 操作方便灵活 但结构复杂 加工要求高 成本高 多用于薄煤层和大采高支架上 由于某些缸径立柱的中缸强度裕度偏小 遇有采煤工作面基本顶压力显现强烈时中缸有时会出现鼓胀现象 损坏立柱 在使用条件允许情况下 大多选用单伸缩双作用带机械加长杆立柱 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 1 缸体 2 外活柱 3 内活柱 4 鼓形圈 5 蕾形圈 6 底阀 7 防尘圈8 缸盖 9 凸台 10 11 12 油口 13 对开卡环 14 钢丝 外活柱2与缸体1构成一级缸 又与内活柱3构成二级缸 油口10进压力液 油口12排液 外活柱伸出 一级缸行程结束 一级缸活塞腔压力升高 打开底阀6 压力液进入二级缸活塞腔 油口11排液 内活柱伸出 降柱时 油口11 12同时进压力液 油口10排液 一级缸下降 顶杆碰到凸台9 底阀6打开 二级缸排液下降 第五节支架结构选择 4 三伸缩双作用立柱一般为三级液压无级调高 有的在双伸缩立柱上加一段接长杆 主要是为增加立柱的调高范围 以满足某些特殊结构支架对立柱增加调高的要求 国外较早使用这种立柱 调高范围很大 但结构复杂 第三级缸内压力很高 对材料和加工要求高 目前国内没有使用这种立柱 第五节支架结构选择 立柱内径及活塞杆外径系列MT T94 1996液压支架立柱 千斤顶内径及活塞杆外径系列 立柱内径系列 105 110 125 140 160 180 200 210 220 230 250 280 320 360 括号内尺寸非优先推荐使用 立柱活塞杆外径系列 85 105 120 130 150 160 170 185 190 210 220 230 240 260 290 340 括号内尺寸非优先推荐使用 第五节支架结构选择 立柱组成 活柱组件 缸体部件 缸口导向套组件 加长杆组件和中缸底阀等 第五节支架结构选择 千斤顶千斤顶型式很多 多为单伸缩双作用 个别为单伸缩单作用千斤顶 按进 回液方式分外进液和内进液千斤顶 多为外进液千斤顶 按活塞固定方式分固定活塞式和浮动活塞式千斤顶 固定活塞式的占绝大多数 只有推移千斤顶中有一部分为浮动活塞式千斤顶按在液压支架上的功能分推移千斤顶 侧推千斤顶 前梁千斤顶 护帮千斤顶 伸缩梁千斤顶 平衡千斤顶 防倒千斤顶 防滑千斤顶 调架千斤顶 底调千斤顶 抬底座千斤顶等 用在放顶煤支架的还有尾梁千斤顶 插板千斤顶 拉后输送机千斤顶等 MT T94 1996液压支架立柱 千斤顶内径及活塞杆外径系列规定 千斤顶内径系列 50 63 80 100 110 125 140 160 180 200 230mm 千斤顶活塞杆外径系列 32 45 50 60 70 85 95 105 120 140 160mm 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 八 双纽线机构 四连杆机构 液压支架的掩护梁与底座之间用前 后连杆连接形成的四连杆机构 支架升降时 顶梁前端可沿双纽线移动 使梁端距变化较小 双纽线机构结构型式 前 后连杆都为单杆式 后连杆为整体铸钢件或焊接件 前连杆为左右分置的单杆铸钢件或焊接件 增大支架的有效利用空间 第五节支架结构选择 双纽线机构作用 保证支架的纵向和横向稳定性 承受和传递外载 保持支架的整体刚度 第五节支架结构选择 九 防滑防倒装置利用装设在支架上的防滑 防倒千斤顶在调架时产生一定的推力 以防支架下滑 倾倒 并进行架间调整 规程规定 倾角 150时 必须采取防滑防倒措施 1 顶梁2 防倒千斤顶 第五节支架结构选择 两个防倒千斤顶4装在底座箱的上部 通过动作 达到防滑 防倒和调架作用 多用于垛式支架 第五节支架结构选择 十 液压支架控制系统液压支架按操纵阀与所控支架的相对位置分本架控制和邻架控制 本架控制 操作者操纵所在支架的控制系统 系统结构简单 应用普遍 邻架控制 操作者在支架内操纵相邻支架的控制系统 系统结构简单 操作方便安全 但过架胶管多给移架带来不便 第五节支架结构选择 按控制原理分全流量控制和先导控制 全流量控制 用全流量操纵阀直接向液压缸工作腔输入压力液 实现支架动作 先导控制 通过先导阀驱动主控阀实现支架各种动作 系统结构比较复杂 可采用多芯胶管实现邻架控制 过架胶管少 操作省力 移架速度快 按机械化程度分手动控制和电液自动控制 电液控制系统 利用微型计算机系统控制电液先导阀 由电液先导阀驱动主控阀 使液压支架立柱 千斤顶伸出和缩回 按照采煤工艺要求编制程序后 通过微机实现工作面液压支架各动作的自动运行 第五节支架结构选择 第二阶段为成组支架电液控制即沿工作面以若干台支架为一组按给定的动作顺序移动支架的半自动化控制 第三阶段为全工作面采煤设备完全自动化的电液控制 即支架电液控制系统与安装有位置测量仪的采煤机 输送机的自动控制系统相结合 实现从巷道中的中央控制台或井上控制室进行远距离控制 支架电液控制系统阶段 第一阶段为单台支架电液控制 即对单台支架的单个动作进行控制又可对支架的 降柱 移架 升柱 循环进行程序控制 第五节支架结构选择 1 电液控制系统组成电源箱 中央控制台 支架控制箱 本安型电液先导阀 液压主控阀组 压力传感器 位移传感器和传输电缆等 1 电源 2 控制器供电电缆 3 中央控制器 4 支架控制器 5 分线盒 6 压力传感器 7 电磁操纵阀 8 过架电缆 9 位移传感器 10 输电线 第五节支架结构选择 Tiefenbach公司电液控制系统 第五节支架结构选择 1 电源箱防爆兼本安型 用于供给中央控制台 支架控制箱 电液先导阀及传感器等工作用电 各国井下防爆标准不同 工作面电源数量不一 容量大的为一台 容量小的为多台 一般10 20台支架设一台电源箱 第五节支架结构选择 2 中央控制台 主机 微处理器 显示屏幕 键盘 输入输出模块 存贮器等组成的专用微机系统 每工作面设一台 置于顺槽巷道中 用电缆与支架控制箱串联 中央控制台是全工作面电液控制系统的控制中心 主要功能是修改 储存支架控制箱运行参数 监控工作面支架运行情况 在自动程序控制中协调采煤机与支架同步运行 为地面监控室传送工作面运行情况及数据 第五节支架结构选择 3 支架控制箱单片机 程序存储器 输入输出接口 通讯电路 驱动电路 电源 键盘等组成的微机控制系统 每架一台 相邻支架控制箱用电缆连通 液压支架控制箱是支架电液控制枢钮 主要功能是通过操作键盘输入的指令可使左右支架实现相应的动作 接收中央控制台信息以及压力传感器 位移传感器的反馈信号 经微机判断处理后监测该控制箱所控制支架的程序动作 显示和修改单台支架的运行参数 第五节支架结构选择 4 位移传感器采用直流差动式 干簧管式或电磁开关式等结构 大多安装在支架的推移千斤顶上 用以测量支架和输送机的相对位移量 第五节支架结构选择 5 压力传感器常用电阻应变式结构 安装在支架立柱下腔管路上 用以测量立柱下腔的压力 第五节支架结构选择 6 电液先导阀电液先导阀是电液转换元件 用于控制液压主控阀组 由支架控制箱输出的直流电驱动电磁铁或微电机等电气元件 使两位三通先导阀开通 停电后依靠弹簧力量自动将阀关闭 7 主控阀组多为两位三通多片组合阀 利用电液先导阀的开启和关闭 控制主控阀通向立柱 千斤顶的高压液体的通和断 主控阀一般通径较大 通液能力强 以实现立柱 千斤顶的快速运动 第五节支架结构选择 第五节支架结构选择 8 分线盒及电缆分线盒与电缆用于控制系统各电气元部件的接线与连接 分线盒一般为全密封的金属盒 电缆为带有防护胶管的多芯电缆 架间通讯电缆 第五节支架结构选择 2 基本控制方式单架单动作双向控制方式 单架自动循环双向控制方式和成组支架自动程序控制方式 保留手动检修控制方式 1 单架单动作双向控制方式在工作面任意一台支架控制箱上逐个控制左邻架或右邻架所有立柱和千斤顶的伸 缩动作 2 单架自动循环双向控制方式在工作面任意一台支架控制箱上控制左邻架或右邻架的降柱 移架 升柱自动循环动作 3 成组支架自动程序控制方式根据支架动作的多少和工作面采煤工艺不同情况 编制不同的程序软件 例如 对于支撑掩护式带挑梁装置支架 操作者首先可在采煤机所在位置附近的若干台支架上 按照采煤工艺的要求 分别预先设置A B C D动作流程 第五节支架结构选择 A