内科大现代采掘机械教案06液压支架

授课教案

课程现代采掘机械授班级

周次课次19课日期

课题液压支架的工作原理

教学

掌握液压支架的工作原理。

目的

重点重点：液压支架的作用及工作原理；

难点难点：初撑阶段和恒阻阶段的原理。

教具多媒体课件、工业图片等

1、液压支护设备的种类及作用。

作业2、液压支架的工作原理。

3、一柱三阀的组成。

小结本讲主要介绍了液压支架的工作原理。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第一节液压支架的工作原理（2学时）

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的工作原理。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第一节液压支架的工作原理

一、液压支架的组成：

支架的结构主要包括：顶梁、立柱、底座、掩护梁、操纵控制装置、推移装

置和其它辅助装置。

二、液压支架的工作原理：

四个基本动作：升架、降架、移架、推溜

（一）支架的升降

1、初撑急增阻阶段：从顶梁接触顶板达到初撑力的阶段

初撑力：由泵站压力决定的支架对顶板的最初支撑能力。

2、承载缓增阻阶段：

工作阻力：由支架安全阀决定的支架对顶板的最大支撑能力。

3、承载恒阻阶段：

4、卸载降柱

（二）支架的推移

1、支架以输送机为支点前移（先卸载降柱）

2、输送机以支架为支点推向煤壁（先升柱）

授课教案

课程现代采掘机械授班级

周次课次20课日期

课题液压支架的分类

教学

掌握液压支架的类型、特点、适用条件。

目的

重点重点：、液压支架的类型特点、适用条件

难点难点：三种架型的共同点及区别。

教具多媒体课件、工业图片等

作业1、液压支架的类型、特点及适用条件。

小结本讲介绍了液压支架的类型、特点及各自的适应条件。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第二节液压支架的分类（2学时）

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构组成及特点，通过对比

法、研讨、课堂提问来加深理解。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第二节液压支架的分类

液压支架按其对顶扳的支护方式和结构特点不同，分为支撑式、掩护式和支

撑掩护式三种基本架型。

一、支撑式支架

1、由顶梁、立柱、底座、推移装置和挡肝装置等组成

2、特点及适用条件：

1）结构特点：

无掩护梁，设复位装置和挡肝装置；

顶梁较长，立柱数较多，且垂直布置；

2）支护性能：

支撑力大，切顶性能好；

重复支撑次数多，抗水平载荷的能力差，稳定性；

工作空间和通风断面大；

3）适用条件：

适用于缓倾斜、顶板稳定的薄或中厚煤层。

二、掩护式支架

1、由顶梁、掩护梁、立柱、底座、前后连杆、推移装置等组成。

2、特点及适用条件：

1）结构特点：

有掩护梁，底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构

顶梁较短，立柱数较少，且倾斜布置

两侧有侧护板，实现架间密封。

2）支护性能：

支撑力较小.切顶性能差

支护强度较大，掩护性好，能承受较大的水平推力

工作空间和通风断面小

对顶板反复支撑的次数少

3）适用条件：

适用于直接顶中等稳定以下、顶板周期来压不强烈的工作面。

三、支撑掩护式支架

1、由顶梁、掩护梁、立柱、底座、前后连杆、推移装置等组成。

2、特点及适用条件：

1）结构特点：

结构上结合以上两种的优点

有掩护梁，底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构

顶梁较长，立柱数较多，且倾斜布置，但倾斜度小，故支撑效率高

2）支护性能：

支撑力在顶梁后部，切顶性能好

工作阻力和支护强度高，工作空间和通风断面大

调高范围较小，适应煤层厚度的变化能力和移架速度不如掩护式液压支架。

3）适用条件：

适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，周期来压强烈的工作面。

补充一：回采工作面顶板组成及其分类

一、顶板组成

回采工作面的顶板根据岩层和煤层的相对位置及其特性分为以下三种：

1.伪顶：直接位于煤层上方的极易冒露的较薄岩层。

2、直接顶：是指位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上的一层或几层岩层。

3、老顶：是指位于直接顶之上厚而坚实、节理裂隙和分层都不发育的整体岩层。

二、直接顶分类

我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类：

1.不稳定顶板：也称破碎顶板，这类顶板很易冒落。冒落后岩石能基本充满采

空区。

2.中等稳定顶板：强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充

满采空区，一般在支护设备前移后随即冒落。

3.稳定顶板：难于冒落，需支架帮助。

4.坚硬顶板：极难于冒落，采后需强制放顶。

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课程现代采掘机械授班级

周次课次21课日期

课题液压支架的构成

教学

掌握液压支架的主要结构构成。

目的

重点重点：液压支架的各主要组成部分的结构、功能及类型。

难点难点：工作机构的组成、作用及类型。

教具多媒体课件、工业图片等

作业液压支架的组成及各部分的作用。

小结本讲主要介绍了液压支架的的主要结构构成，包括各部分的功能及结构类型。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第三节液压支架的构成（2学时）

一、架体

二、工作机构

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的其他动作。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第三节液压支架的构成

液压支架由架体、工作机构、液控系统和辅助装置四部分构成。

一、架体

（一）顶梁一一主要承载部件之一

1、功能：实现支撑和管理顶板。

2、结构类型：

1）整体刚性顶梁

2）较接分体顶梁

3）伸缩较接顶梁

（二）底座

1、功能：传递顶板压力，组成四连杆机构，并与推移机构相连，实现推移。

2、结构型式：

1）整体刚性底座

2）分体刚性底座（底分式刚性底座）

3）分底式底座

（三）掩护梁

1、功能：

隔离采空区，阻止冒落肝石，承受冲击载荷。

与前后连杆、底座组成四连杆机构，承受支架的水平分力。

2、结构型式：

1）整体直线型

2）整体折线型

（四）连杆

1、功能：

①与掩护梁、底座组成四连杆机构，承受支架的水平分力。

②使梁端距近似保持不变（双纽线机构）。

2、结构型式：

1）前、后连杆都为单杆式;

2）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

二、工作机构

（一）立柱

1、功能：是支架承载并实现升降动作的主要液压元件。

2、结构型式：

1）单伸缩立柱：

2）单伸缩机械加长杆立柱：

3）双伸缩立柱：

（二）千斤顶

1、功能：完成支架及其各部位动作、承载的液压元件。

2、按用途分类：

调架千斤顶、伸缩梁千斤顶、护帮千斤顶、推移千斤顶、前梁千斤顶、

平衡千斤顶、侧推千斤顶、防滑千斤顶、防倒千斤顶等。

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课程现代采掘机械授班级

周次课次22课日期

课题液压支架的构成

教学

掌握液压支架的主要结构构成。

目的

重点重点：液压支架的辅助组成部分的结构、功能及类型。

难点难点：几种辅助装置的作用及类型。

教具多媒体课件、工业图片等

作业液压支架的辅助装置的作用。

本讲主要介绍了液压支架的的辅助装置的主要结构构成，包括各部分的功能及结

小结

构类型。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第三节液压支架的构成（2学时）

三、液控系统

四、辅助装置

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的其他动作。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第三节液压支架的构成

液压支架由架体、工作机构、液控系统和辅助装置四部分构成。

三、液控系统

包括操纵阀、控制阀和辅助阀。

（一）液控单向阀

功能：控制立柱与千斤顶工作腔的液流方向，并闭锁工作腔内的液体。

（二）安全阀

功能：使立柱保持恒定的工作阻力，并起过载保护作用。

（三）操纵阀

功能：控制各种液压缸的动作。

（四）辅助阀

功能：用于支架的管路上，使液流接通或断开。

四、辅助装置

（一）推移装置

1、功能：实现支架的自身前移和输送机前推。

2、结构型式：

1）无框架式

2）框架式

（二）侧护装置一一安装在顶梁和掩护梁侧面

1、功能：

消除支架间间隙，防止冒落肝石窜入工作面。（挡肝）

移架时起导向作用。（导向）

防止支架倾倒，调整支架间距。（防倒、调架）

2、结构型式：

1）直角式单侧活动侧护板

2）直角式双侧活动侧护板

（三）护帮装置

1、功能：

①护帮

②作临时前梁

③当移架步距不足时，也能支护煤壁

2、结构型式：

①下垂式②普通翻转式

（四）防滑防倒装置一一＞15°时设置

倾角〈25。，只要排头三支架设置即可

——倾角〈15°,侧护板即可。

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课程现代采掘机械授班级

周次课次23课日期

课题掩护式液压支架

教学

掌握典型掩护式液压支架的主要结构、参数与液压系统。

目的

重点重点：掩护式液压支架的结构及主要结构特点。

难点难点：掩护式液压支架的液压系统。

教具多媒体课件、工业图片等

作业支架的主要结构特点及支架操作

小结本讲介绍了掩护式支架的主要结构构成、特点及液压系统。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第三节ZY8600-24/50D型掩护式支架（2学时）

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优

势和直观性来帮助学生理解液压支架的工作原理。通过对比法、研讨、课堂提

问来加深理解。

本讲主要内容：

第六章液压支架

第四节ZY8600-24/50D型掩护式支架

型号的意义：：Z一液压支架；Y—掩护式；8600—工作阻力；

24一支架最小高度2.4m；50一支架最大高度5m

D—电液控制

一、适用范围

二、主要技术特征

三、组成及主要结构

（一）组成

（二）主要结构

1、顶梁一一整体箱形结构

与立柱球较连接

2、底座—半分体式箱形结构

采用倒推式（反拉长框架式）推移装置

3、掩护梁一一箱形结构

双向活动侧护板

4、前后连杆一一分体单连杆形式

后连杆有双侧固定侧护板

5、推移装置

倒推式整体箱形结构

6、立柱

7、推移千斤顶一一外供液

8、护帮千斤顶一一两个、内供液

9、侧推千斤顶一一4个内供液

10、抬底千斤顶

减少底板比压，防止底座下沉，或下沉后抬起支架前移。使支架在软底板

条件下能正常行走。

四、主要结构特点：

1、设有二级护帮装置，加大了维护煤壁的面积，可有效地防止煤壁片帮和顶板

冒空。

2、刚性分体式箱形结构底座，前端带抬底机构。

3、双伸缩立柱，扩大支护范围。

4、组成四连杆机构。

5、推移千斤顶采用倒推式（反拉长框架式）。

6、邻架电液控制。

五、液压系统

1、推移千斤顶活塞杆腔设有液控单向阀，防止移架时溜子后退。移架时收回护

帮板。

2、护帮千斤顶两腔油路上都装有控制阀。

4、侧推千斤顶分别推出，但同时收回。

3、立柱和平衡千斤顶的工作腔都装有控制阀。

六、液压支架的控制

（一）分类

1、按操纵阀与所控支架的位置分

本架控制一一系统管路简单，安装容易

邻架控制一一操作者位于固定支架下进行操作控制，比较安全

2、按机械化程度分

手动控制一一由依靠人员直接操作操纵阀向相应的液压缸供液

电液控制——由微机控制的电液先导阀对主阀进行先导控制，再经配液板向液

压缸供液

（二）液压支架的电液自动控制系统

授课教案

课程现代采掘机械授班级

周次课次24-25课日期

课题几种典型的液压支架

教学

掌握几种典型的液压支架的结构、主要结构特点与液压系统。

目的

重点重点：支撑掩护式液压支架的结构及主要结构特点及几种特种支架。

难点难点：端头支架的作用及放顶煤支架的类型。

教具多媒体课件、工业图片等

1、端头支架的作用。

作业

2、放顶煤支架的类型及结构特点。

小结本讲介绍了支撑掩护式液压支架的结构及几种特种支架的类型及作用。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第五节ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架（2学时）

第六节特种液压支架（2学时）

教学方法设计：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的工作原理。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第五节ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架

一、适用范围、组成

二、主要技术特征

三、组成及主要结构

（一）组成

（二）主要结构

1、梁和底座

1）前梁一一分式较接顶梁。

2）主顶梁一一焊接箱形结构

3）掩护梁

4）底座——整体刚性底座

5）导向梁

2、立柱和千斤顶

1）立柱

2）推移千斤顶

3）前梁千斤顶

4）侧推、护帮和防倒千斤顶

3、液压控制系统元件

1）操纵阀一一8片ZCA型片阀组成。

2）立柱控制阀一一阀座式硬接触软密封的密封形式

3）前梁千斤顶（短柱）控制阀一一大流量的安全阀

4、辅助装置

1）推移装置一一反拉长框架式

2）侧推装置一一活动侧护板在弹簧作用下推出与邻架靠紧实现侧护。

侧推千斤顶用于调架。

3）防滑防倒装置

四、主要结构特点：

1.两排立柱都向前倾斜布置，有利于切顶。

2.采用带机械加长段的单伸缩立柱，调高范围较大。

3.采用分式较接顶梁。顶梁前端带有护帮装置。

4、主梁、掩护梁两侧可换装活动侧护板。

5、采用四连杆机构，梁端距变化小。

6、采用反拉长框架式推移装置，使移架力大于推溜力。

7、采用导向梁防滑防倒装置，既可导向，又可防滑。

五、液压系统

液压系统特点：

1、前后两排立柱可同时升降，也可单独升降。

2、护帮千斤顶油路中设有液压锁。

3、推移千斤顶活塞杆腔设有液控单向阀，防止移架时溜子后退。

第六节特种液压支架

一、大倾角液压支架：

支架最大高度不大于3.2m、使用倾角为35°~55°；

最大高度为3.2~4.5m、使用倾角为20°~40°

二、端头支架：

1、端头支架的作用：

①维护工作面端头的顶板.保证足够的工作空间。

②锚固刮板输送机，防止刮板输送机和工作面支架下滑。

③保证刮板输送机与巷道转载机的正常搭接关系。

④可以自身前移，并推移刮板输送机的机头、机尾及转载机。

2、端头支架的结构：

3、端头支架的结构特点：

4、端头支架、输送机、转载机配套原理：

三、放顶煤液压支架：一一用于厚及特厚煤层

1、按放煤口的位置分为：

高位放顶煤一一放煤口处于支架的上部，即顶梁上

中位放顶煤一一放煤口位于支架高度的中部，即掩护梁上。

低位放顶煤一一放煤口位于支架后部掩护梁的下方。

2、高位放顶煤液压支架:

放煤口处于支架上部（顶梁）。

单输送机运送采煤机的落煤和放落的顶煤，工作面运输系统简单。

放煤口较高，煤尘较大，支架顶梁较短，容易出现架前顶煤放空而造成支架

失稳或移架困难现象。

3、中位放顶煤液压支架：

放煤口位于支架高度中部（掩护梁）。

工作面为双输送机，一前一后分别运输采煤机的落煤和放落的顶煤。

工作面有两套独立的出煤系统，采煤和放煤间干扰较少，可以实现采、放平

行作业，提高工作面生产率。

4、低位放顶煤液压支架：

放煤口位于支架后部掩护梁下方，后输送机直接放在底板上或在底座后方拖

板上。以反向四连杆低位放顶煤支架为代表。

低位放顶煤支架的结构特点：

1）采用双前连杆和单后连杆结构的宽形反向四连杆机构。

2）大插板式尾梁放煤机构，对大块煤的破碎能力强。

3）支架为四柱支撑掩护式支架，后柱支撑在顶梁与四连杆机构较接点的后端，

切顶能力强。

4）顶梁较长，掩护空间较大，有利于放煤。

授课教案

课程现代采掘机械授班级

周次课次26课日期

课题液压支架的参数

教学

掌握液压支架的参数。

目的

重点重点：液压支架的参数。

难点难点：初撑力和工作阻力。

教具多媒体课件、工业图片等

1、支架的参数有哪些？

作业

2、初撑力和工作阻力取决于什么？

小结本讲介绍了液压支架的参数

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第七节液压支架的参数及操作维护（2学时）

教学方法：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的工作原理。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。并且针对教材中缺乏实践操作、维护检修方面的内容而进行了补充。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第七节液压支架的参数及操作维护

一、支架的参数

（一）支架高度：

（二）支护强度和工作阻力：

（三）中心距和宽度：

（四）初撑力

较大的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。

（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

（六）梁端距和顶梁长度

授课教案

课程现代采掘机械授班级

周次课次27课日期

课题液压支架的操作

教学

熟悉支架的操作。

目的

重点重点：液压支架的四个基本动作。

难点难点：支架的辅助操作。

教具多媒体课件、工业图片等

作业1、支架有哪些辅助动作及操作的注意事项。

小结本讲补充介绍了液压支架的操作和维护。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

教学内容与时间分配：

第七节液压支架的参数及操作维护（2学时）

教学方法：

辅助大量工业图片和仿真视频介绍液压支架的结构，充分利用多媒体的优势

和直观性来帮助学生理解液压支架的工作原理。通过对比法、研讨、课堂提问来

加深理解。并且针对教材中缺乏实践操作、维护检修方面的内容而进行了补充。

本讲主要内容:

第六章液压支架

第七节液压支架的参数及操作维护

二、支架的操作机维护

液压支架一般都具有升架、降架、移架和推溜四个基本动作及调架、防倒、

防滑等辅助动作。

（一）升架：

（二）降架：

（三）移架：

当工作面顶板条件较好时，移架工作可滞后采煤机后滚筒L5m左右进行,

一般不超过5m。

当顶板较破碎时，移架工作则应在采煤机前滚筒割煤后立即进行，以便及时

支护新暴露的顶板，防止发生局部冒顶。

移架方式有脱顶移架、擦顶移架和边降边移三种。移架方式主要根据顶板情

况和支架结构来确定。

（四）推溜

前推输送机是以支架为支点，靠推移千斤顶的伸出来实现的。推溜时，先将

操纵阀打到推溜阀位，前推一个步距后，再将操纵阀打回中位。

推溜工作一般滞后采煤机割煤滚筒10〜15m（约8〜10架支架）进行。

推溜时，根据工