采煤工作面液压支架的选型

按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。根据煤炭部(81)煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护1、顶板分类(级)2、架型与支护强度初选正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，表9-1就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。它是选择对于不同类(级)顶板，其架型、支护强度的选择见〔I〕。液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于10°~15°时，应设防滑和调架装置，当倾角超过18°时，应同时具有防滑防倒装置。底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压(对于砂岩底板，允许比压为1.96～2.16Mpa,软底板为0.98Mpa左右)。对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~8m²和20min以下时，暂不宜采用液压支架1、支护强度(工作阻力)支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。下面介绍两个经验公式：β-----附加阻力系数，二排立柱支架β取1.6,单排立柱支架β取1.2;q'-----顶板周期来压动载系数。放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。支架工作阻力P应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率η。所以支架立柱的总工作阻力p。为支撑式支架的η=100%,支掩护式和支撑掩护式支架取η=80%左右。2、初撑力对支架维护顶板的性能方面，要比工作阻力(支护强度)起着更加显著的作用。有足够初撑等顶板下沉时才能增阻，会增大顶板的下沉量；初撑力过大，会使顶板反复受拉导致直接顶蠕动，造成直接顶早剥离，使顶板管理困难。所以支架初撑力选择的合理与否，时非常重要目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下，多趋向于采用较高的初撑力。现在支架的设计中初撑力，已高达工作阻力(支护强度)的90%以上。根据有关资料介绍，初撑力与支护强度的比例关系，即=初撑力强度/支护强度，以顶板的的稳定性不同，一般在60～85%区在确定出撑力时，可按以下原则考虑：对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作作阻力的80%;对于稳定顶板，初撑力不易过大，一般不低于工作阻力的60%,对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。3、移架阻力及推溜力移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关，通常根据煤层的厚度来考虑，即采高愈大，移架阻力愈大。一般薄煤层支架的移架力为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。4、支架高度支架高度一般系指支架的最大和最小结构高度，它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度。最小高度过大，可能会出现压架现象；最大支撑高度过小，可能会造成丢煤浪费资源，或支架顶空现象。支架的最大和最小支撑高度，应根据煤层厚度的变化合理选择，片面地认为调高范围越大越好，过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。根据一些生产的实际经验，为防止伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，其K,值一般为2.5左右。薄煤层支架可达3。5、顶梁长度G-----中部槽宽(查特征表);V------电缆槽宽。参数查不到时可估算V=350～450mm;d------超前移架时取>截深；滞后移架时可取零；e------人行道宽度，不小于0.6m,高度不小于采高的70%;顶梁全长：1=b₁+b₂根据以上所确定的架型和计算的参数，查附录5(或〔I〕表8-4)支架技术特征表选三、性能验算f=0.1～0.3。正压力作用点位于接触长度后半段时：a.abC