液压支架参数及选型计算

液压支架选型及工作面参数选择研究，主讲人：孟宪瑞教授(北京)b-3 #楼()-正常-周期压力，1.2.2盾构液压支架盾构液压支架分为托梁式和托梁式两种类型。结构中有掩护梁，单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁支撑屋顶，称为掩护支架。图1-5双柱掩护支架前放工作状态；支架式放顶煤；c-顶部前空；d .支顶式背空，支顶式掩护支架的特点是：1)当顶梁后端空且切割顶线前移时(图1-5d)，由于掩护梁的载荷平衡作用，支顶梁后端能有效支撑顶板，使立柱阻力仍能正常发挥作用；2)梁端承载力高(高达700kN/m2)，可有效防止机槽顶板过早脱层和破损，降低顶板破损程度。3)当顶梁的前部区域为空时，顶梁将在柱后部区域的载荷和掩护梁的载荷作用下，以柱的顶端为轴撬起梁端(图1-5c)，平衡千斤顶的活塞杆将被拔出，直至断裂或连接件损坏，支架将成为不稳定的结构，失去工作能力。4)侧护板可以在整个长度上布置在支撑顶架的顶梁上，特别是在整体顶梁上，从而可以可靠地防止矸石从顶梁之间漏出。1)当顶板不大于0.3m时，伪顶、直接顶不会在采煤机割煤后立即层破，但移架后反复支护很容易在顶板梁后部垮落，宜选用顶板式掩护支架；2)当顶板有大于0.3m的假顶，或采煤机直接提升后顶板容易破碎、坠落时，应选用带伸缩梁的双柱掩护支架，限位千斤顶的阻力足以提高顶梁端的承载力；3)当直接顶面顶板完好无损时，两种双柱掩护支架都能充分发挥矿柱阻力，有效控制顶板，但支护方式的支护效率、初期支护力和支护强度不如支护方式，支护方式的支护效果通常优于支护方式；4)如果双柱掩护支架的掩护梁没有设置机械限位装置，平衡千斤顶经常难以保证顶梁与掩护梁之间的角度在顶板破碎、坠落时保持稳定，支架有失去支撑能力的危险；5)对于顶板压力大(动压系数1.5)的煤层，由于双柱掩护支架承载力曲线中柱工作区宽度窄，顶梁较短，支架工作阻力较低，双柱掩护支架的适应性不如支架掩护支架。6)要扩大掩护支架的应用范围，应提高支架的初撑力和切顶能力，改进梁端支架和防片帮装置，以提高其对主顶压力的适应性。总之，掩护式支护适用于一般不稳定和中等稳定的条件，而且主顶压力不是很大。7)当底板较软或极软时，支撑座的前端不应落入底板内，防止框架移动。1.2.3支架掩护式液压支架掩护式支架有四柱式支撑顶式、三柱式和四柱式支撑顶盖式两种。当支撑顶支架的高度变化时，除了X型外，对支撑力的影响很小，而支撑面罩支架的阻力变化。本发明支撑能力强，顶板合力作用点工作范围广，对顶板适应性强，切顶能力强。由于水平投影面积小，支撑掩护支架的掩护梁受力小得多，支撑底座对底板的压力分布比掩护支架更均匀，具有更好的适应性图1-6，双柱掩护支架和三柱或四柱掩护支架，1.2.3.2掩护支架液压支架适用条件掩护支架一般适用于级主顶，动压系数约为1.5以上，直接顶为中等以上稳定工作面。底板的强度不受限制。综上所述，支架掩护支架应用范围广，可应用于级主顶和2-4型直接顶。1.2.4放顶煤液压支架1)。标准支架放顶煤液压支架是在普通长壁工作面液压支架的基础上发展起来的。它在控制基本项目、维护直接顶进、自动移动和推动输送机方面的功能相同，但在放顶机构、支架受力、机头布置支架、粉尘沉降等方面的功能不同。高放顶煤液压支架的特点和适用条件，中放顶煤液压支架的特点和适用条件，低放顶煤液压支架的特点和适用条件，轻型放顶煤液压支架的特点和适用条件，高放顶煤液压支架的特点，(1)支架结构简单，采煤机截煤和放顶煤由一台输送机运出， 末端维护空间小，整个工作面的设备布置与普通长壁工作面相同，维护管理方便，减少事故发生点。 (2)支架长度短，结构紧凑，稳定性和密封性好。(3)掩护梁放煤口尺寸大，有利于顶煤放出，但放煤口位置高，煤耗量大，回收率低，煤尘大，支架通风断面小，防尘消烟工作量大。(4)由于顶梁较短(约1.2m)，放煤口靠近煤壁，对煤层放顶的要求较高。一方面，要求梁端顶煤完整，不冒顶，不冒落。另一方面，要求顶梁后顶煤破碎，即卸煤口能顺利卸煤。(5)卸煤时，溜槽与底座成350夹角，难以达到400。如果向上开采角度为100，将会有不顺畅的放煤流程和左右溢流，大部分落在输送机的采空侧，严重影响放煤过程和顶放煤。(6)支架放煤时，正常的人行通道基本被切断，减少了工作面的安全出口。(7)采矿和放矿使用同一台输送机，不能前后并行运行，影响产量的增加。适用条件为高放顶煤液压支架，高放顶煤液压支架顶梁短，使用松软煤层可能会因放顶梁失去有效支架；硬煤的使用会造成顶煤不倒，使掩护支架前端对底板有较大的比压，尤其是不插底放顶煤液压支架更容易卡底。同时，从卸煤口到输送机的高度较大，导致卸煤时产生大量的煤尘。因此，高位放顶煤支架仅在煤质中等坚硬、节理裂隙较发育、煤层厚度约7m、煤层底板较坚硬、煤层含水量较高的条件下使用。由于综放支架对复杂煤层条件的适应性差，结构上存在不可克服的缺陷，这种支架目前很少使用，属于过时的框架式。中值放顶煤液压支架的特点是，(1)支架稳定性和密封性好，抵抗偏心载荷和扭转的能力大，不易损坏。(2)放煤口远离煤壁，有利于工作面前方顶煤的维护。支架顶梁的长度有利于顶板的重复支撑，增加顶煤的破坏程度。支撑座较长，可降低支撑对底板的比压，分布更均匀。(3)因为两个输送机分别用于采矿和但是，由于煤尘量大，尾梁不能摆动，且排煤口的大小受结构限制，排煤效果不好。因此，中放支架逐渐被低放支架所取代。低放顶液压支架的特点，(1)由于连续放煤，放煤效果好，无骨架损失，回收率高。(2)与其他支护相比，煤壁到放煤口的距离最长。通过顶梁的反复支撑和掩护梁上方的崩落，顶煤被完全破碎，这对放煤极为有利。(3)后输送机沿底板布置。浮煤易于外运，移动架重量轻。同时，尾梁插板能破碎大块煤，使卸煤口不易堵塞。(4)低位放顶煤减少了煤尘，有利于降尘。(5)后部放煤空间大，有利于放顶煤，放煤效率高。低放液压支架的适用条件，低放液压支架具有很强的适应性，并在急倾斜特厚煤层、缓倾斜中硬煤层和三软煤层综放开采中取得了成功，目前在我国得到广泛应用。轻型放顶煤液压支架的特点及适用条件，单摆杆轻型放顶煤液压支架中心距为1.5m和1.25m两种，高度变化为1.6 m 2.4 m，支架重量为6t/架 8t/架。该系列支架的主要特点如下：(1)采用单摆杆机构，使支架相关部件易于紧凑布置，摆杆布置在两个后立柱之间，充分利用空间。该支架结构简单紧凑，外形小巧，操作简单，安装运输方便。(2)支架稳定性好。当放顶煤支架采用四杆机构时，顶梁和底座通常用8-10个销轴连接，装配间隙大，而用单摆杆连接在轻型放顶煤支架的顶梁和底座之间只有两个销轴，装配间隙小，支架刚性和稳定性好。(3)支架成本低。由于单摆杆布置紧凑，省去了普通放顶煤支架的掩护梁、部分连杆和销轴，结构简单，重量轻，体积小，价格低。(4)支架有效空间大，双人行道。由于摆杆位于两个后立柱之间，因此前立柱和后立柱之间有很大的行人空间。另外，摆杆在底座上的铰接点高，支架后部也有较大的空间，便于清理浮煤和拆卸检修输送机。轻型放顶煤液压支架的特点和适用条件，单铰接轻型放顶煤液压支架是近年来开发的新产品，支架中心距1.5m和1.25m，高度变化1.6 m 2.4 m，支架重量6.5t/架 8.5t/架。该放顶煤支架的主要特点是：(1)支架具有很高的全密闭能力，与无煤柱顶板的全密闭率为96%，非常适合解决“三软”煤层和较薄厚煤层综放工作面放顶煤的要求。(2)由于液压支架掩护梁的上表面由两个以上不同倾角的平面组合而成，顶煤会缓慢下沉，混合矸石会减少，支架后部的放煤机构可以大大减少较薄和较厚煤层放煤时的混合矸石。(3)后立柱为双作用油缸，可承受压力和张力。当顶梁在负载下向前移动时，它仍然保持顶梁处于良好的工作位置。能有效防止架间漏矸，控制顶板破碎。(4)这种支护结构不同于采用四杆机构、单摆杆机构和摆长尾梁机构的支护，不仅结构简单、重量轻、支护稳定性好，而且改善了掩护梁的受力状况。(5)支架设计有防滑机构，可用于大倾角厚煤层轻型放顶煤液压支架的适用条件，(1)煤质强度f2.5，低来压强度，煤层厚度38m，煤层倾角200mm，同时保证另一侧500mm巷道高度为：Hmin=H1 H2 hmin c公式：h1-轨面至底板高度(mm)H2-运输平板车高度(mm)，Hmin-液压支架最小高度(mm)c-支架至顶板安全间隙，当有架线时， 架线高度(mm)和双轨巷道最小轨心距宽度也应考虑：Bmin=b c公式符号意义一般来说，巷道断面大于10m2，基本满足运输支护要求。 如果横截面小