兖矿液压支架技术创新与国际专利应用培训

兖矿液压支架技术创新与国际专利应用培训CONTENTS目录01液压支架行业背景与技术价值02兖矿液压支架技术发展历程03澳大利亚发明专利技术解析04新型专利技术与应用场景CONTENTS目录05低位放顶煤液压支架技术特性06工业性实验与应用成效07兖矿能源研发战略与专利布局08未来技术发展趋势与展望01液压支架行业背景与技术价值煤矿行业发展现状与挑战

基础能源地位稳固，产量持续增长煤矿行业作为我国基础能源行业，近年来开采量持续增长，2024年数据显示产量稳步提升，为国家能源供应提供重要保障。

多重压力交织，行业改革迫在眉睫行业面临环保压力日益增大、生产安全要求不断提高以及市场需求变化等多重挑战，亟需通过结构性改革与技术创新实现转型升级。

安全与效率痛点凸显，技术创新需求迫切液压支架安置不稳定、变形等问题是导致矿难的主要原因之一，传统作业方式耗时费力、安全风险高，对提升安全性和作业效率的技术需求十分迫切。液压支架在煤矿开采中的核心作用

支撑顶板，保障作业空间安全液压支架通过伸缩立柱支撑顶板，保持采空区稳定，防止顶板垮落，为井下作业人员和设备提供安全的工作环境。

提高煤炭回采率，增加资源效益以兖矿ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架为例，采用大插板放煤机构增大放煤口，工业性实验期间回收率达到85%，有效提升资源利用率。

提升开采效率，实现高产目标兖矿ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架在工业性实验期间平均月产煤炭355368吨，最高达400368吨，满足高产高效的生产要求。

优化作业环境，降低安全风险低位放顶煤液压支架具有低位放煤降尘的技术优势，兖矿“液压支架变形侧护板收回装置”等专利技术能有效降低工作人员在侧护板更换等作业时的风险。技术创新对行业安全与效率的提升价值

01安全性提升：降低矿难风险与作业隐患液压支架安置不稳定、出现变形是导致矿难的主要原因之一。兖矿能源研发的“液压支架变形侧护板收回装置”可高效回收变形侧护板，降低工作人员操作风险；“采煤工作面液压支架撤除装置”取消绞车调架、拖移环节，避免钢丝绳及回头轮带来的安全隐患，显著提升矿井作业安全性。

02施工效率优化：节省时间与人工成本传统侧护板更换作业耗时费力，新专利装置能迅速回收变形侧护板，优化施工流程。ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架在工业性实验期间平均月产煤炭355368吨，最高达400368吨，回收率达85%，适应高产高效要求，大幅提升整体作业效率。

03作业环境改善：保障人员健康与连续作业“适配于液压支架的独立式柔性风道冷风直供系统”能适应液压支架姿态调整和移位，保持冷风供给连续性和针对性，使采煤工作面降温均匀精准，保障作业人员身体健康；“防滑装置”通过设置防滑铺垫，满足不同行人空间下的安全行走需求，有效防止碰撞磕碰。

04资源利用高效：提高顶煤回收率与开采效益兖矿ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架采用大插板放煤机构，增大放煤口，调节灵活，有利于提高顶煤回收率。低位放顶煤液压支架具有连续放煤口，无脊背煤损失，顶煤破碎充分，低位放煤降尘，进一步提升资源利用效率与开采综合效益。02兖矿液压支架技术发展历程早期技术攻关与基础研发行业技术痛点分析我国早期放顶煤液压支架普遍存在放煤口小、后部空间小、维修不方便、放煤速度慢、回采率低等问题，制约了煤矿开采效率与安全。国家重点攻关项目依托ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架作为煤炭工业"九五"重点攻关项目，肩负着解决行业技术瓶颈的重要使命。核心结构创新设计针对痛点，兖矿集团研发团队采用双连杆前连杆设计，改善支架受力状况，提高稳定性和抗扭能力；创新大插板放煤机构，增大放煤口并调节灵活，有效提升顶煤回收率与维修空间。关键参数优化配置通过长顶梁及合理的立柱布置，促进顶煤破断，优化底座对底板比压分布，加大通风断面并保证双人行道；设置抬底结构，显著提高移架速度，满足高产高效要求。ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架的技术突破单击此处添加正文

双连杆前连杆设计：提升结构稳定性采用双连杆前连杆结构，改善了支架受力状况，显著提高了支架的稳定性和抗扭能力，确保在复杂工况下的可靠支撑。大插板放煤机构：优化放煤效率与作业空间创新应用大插板放煤机构，增大放煤口并实现灵活调节，有效提高顶煤回收率；同时增大了维修作业空间，便于设备维护。长顶梁与合理立柱布置：增强顶煤破断与通风安全性长顶梁设计有利于顶煤的破断，配合合理的立柱布置，使支架底座对底板的比压分布均匀；加大了通风断面并保证双人行道，提升作业环境安全性。抬底结构设计：适应高产高效需求支架设有抬底结构，有效提高了移架速度，满足煤矿高产高效的生产要求，为实现高强度开采提供了设备保障。国家鉴定与国际先进水平认证

国家鉴定时间与结论2000年11月，ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架通过国家鉴定，被认定达到国际先进水平。

工业性实验核心数据该支架在工业性实验期间平均月产煤炭355368吨，最高达400368吨，煤炭回收率达到85%。

国际专利认证成果兖矿集团研制的ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架获澳大利亚联邦专利局授予发明专利权，保护期20年，是我国煤炭工业首次向澳大利亚申请并获专利。03澳大利亚发明专利技术解析专利技术背景与保护范围国际市场机遇与技术壁垒

澳大利亚作为重要的煤炭生产国，对高效、安全的煤矿设备有持续需求。ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架凭借其国际先进水平，成功打破国际技术壁垒，成为我国煤炭工业首次向澳大利亚申请并获得发明专利的液压支架产品。国内技术痛点与革新需求

我国传统放顶煤液压支架普遍存在放煤口小、后部空间狭窄、维修不便、放煤速度慢及回采率低等问题。兖矿集团针对这些行业痛点，开展专项技术攻关，成功研制出ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架。专利核心技术构成

该专利技术采用双连杆前连杆设计，改善支架受力状况，提高稳定性和抗扭能力；创新大插板放煤机构，增大放煤口并调节灵活；优化长顶梁及立柱布置，利于顶煤破断和底板比压均匀分布；设置抬底结构提升移架速度，全面提升了支架性能。专利保护范围与期限

ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架的澳大利亚发明专利涵盖其独特的结构设计、工作原理及相关技术参数。该专利保护期为20年，为兖矿集团在澳大利亚及国际市场的技术应用和市场拓展提供了法律保障。双连杆前连杆设计与支架稳定性提升双连杆前连杆设计的核心改进兖矿集团研制的ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架创新性地采用双连杆前连杆结构，与传统单连杆设计相比，显著改善了支架的整体受力状况。抗扭能力与稳定性增强该设计通过优化力的传递路径，有效提高了支架在复杂工况下的抗扭能力和结构稳定性，确保支架在承受顶板压力时不易发生变形或偏移。对高产高效开采的适应性双连杆前连杆设计配合抬底结构，提高了移架速度，使支架能够适应高产高效工作面的要求，为工业性实验期间平均月产355368吨、最高达400368吨的成绩提供了结构保障。大插板放煤机构与顶煤回收率优化

大插板放煤机构的技术特点兖矿集团研制的ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架采用大插板放煤机构，具有放煤口大、调节灵活的特点，有效解决了传统支架放煤口小、后部空间小、维修不方便的问题。

大插板设计对顶煤破碎的促进作用该机构配合长顶梁及合理的立柱布置，有利于顶煤的破断，使顶煤破碎更充分，为提高顶煤回收率创造了条件，同时增大了维修作业空间。

工业性实验中的回收率成果ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架在工业性实验期间，顶煤回收率达到85%，显著高于传统支架，充分验证了大插板放煤机构在提高回采率方面的优势。

与低位放顶煤技术的协同优势低位放顶煤液压支架具有连续放煤口、无脊背煤损失等特点，兖矿集团基于该技术自主研发的装备在澳大利亚获得专利，大插板设计进一步提升了其在海外煤矿应用中的回收率表现。长顶梁与立柱布置的技术优势01促进顶煤破断，提升开采效率长顶梁设计有利于顶煤的破断，配合合理的立柱布置，能更充分地破碎顶煤，为高效放煤创造条件。02优化底板比压分布，增强稳定性合理的立柱布置使支架底座对底板的比压分布比较均匀，提高了支架在不同地质条件下的稳定性和适应性。03加大通风断面，保障作业环境长顶梁及合理的立柱布置加大了通风断面，有助于改善井下作业环境，保证了良好的通风条件。04实现双人行道设计，提升安全性该设计还保证了双人行道，为井下作业人员的安全通行和操作空间提供了保障，符合安全生产要求。抬底结构与移架速度提升

抬底结构的设计特点兖矿集团研制的ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架设有抬底结构，该设计能够有效改善支架在复杂底板条件下的适应性，为快速移架提供结构基础。

抬底结构对移架速度的提升作用抬底结构的应用显著提高了移架速度，使液压支架能够更好地适应高产高效的煤矿开采要求，有助于缩短作业循环时间。

工业性实验中的移架效率体现在ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架工业性实验期间，其平均月产煤炭达355368吨，最高达400368吨，高效的移架速度是实现这一高产目标的重要保障之一。04新型专利技术与应用场景液压支架变形侧护板收回装置技术特点多组件协同工作结构该装置包括承载基座、两个调高千斤顶、两个侧推千斤顶和两个顶推板。承载基座通过起吊锚杆固定在巷道顶板上，两侧分别设有悬柱和铰接座，悬柱开有多个销孔。灵活的液压驱动调节两个调高千斤顶上端通过水平轴铰接在两个铰接座上，两个侧推千斤顶的缸体铰接在两个调高千顶下端，两个顶推板分别固定在侧推千斤顶的活塞杆上。两个调高千斤顶、侧推千斤顶分别通过液压操作阀与井下高压乳化液泵的出口管相通，实现液压驱动调节。显著提升作业安全性通过高效的变形侧护板回收装置，能够有效降低工作人员在处理变形侧护板时的风险，减少因液压支架安置不稳定、侧护板变形等问题可能导致的安全事故。优化施工效率与成本新装置的设计可以迅速回收变形或严重变形的侧护板，改变了传统侧护板更换作业耗时费力的状况，优化施工流程，节省了时间成本和人工成本，提高整体作业效率。适应井下复杂环境装置结构设计考虑了煤矿井下的复杂工况，适合在煤矿井下使用，便于液压支架运输、升井，为煤矿行业的安全和效率提升提供技术支持。井下采掘超前支护液压支架结构创新模块化支护组件设计专利核心创新点在于多个支护组件沿底座长度方向依次设置，且每个支护组件均可相对于底座沿长度方向独立移动，实现灵活布控与自适应调整。双向可移动支护件每个支护组件包含第一支护件和第二支护件，二者均可沿底座宽度方向移动，并能独立进行上下方向的伸缩运动，实现对巷道空间的精准、全面支护。紧凑化底座结构底座设计适于在巷道内稳定布设，通过优化承载结构与组件布局，在保证支护强度的同时，有效适应井下狭小作业空间，提升空间利用率。结构简单与高支护能力统一该创新结构摒弃冗余设计，以简洁高效的组件连接与驱动方式，实现了“结构简单”与“支护能力强”的双重优势，满足井下复杂地质条件下的安全支护需求。采煤工作面液压支架撤除装置安全优化传统撤架工艺的安全隐患传统撤架过程中依赖绞车调架、拖移支架环节，绞车钢丝绳及回头轮对安撤作业人员存在较大风险及隐患。兖矿能源专利技术方案兖矿能源“采煤工作面液压支架撤除装置”专利（授权公告号CN223018665U），包括抽调组件和拖架组件。抽调组件中的撤架横梁为待撤支架提供支撑，通过待撤支架自身液压伸缩机构实现抽架、调架；拖架组件通过拖动机构将抽出的支架拖移至单轨吊机车起吊梁下运走。安全优化核心价值该专利技术实现了撤架过程中取消绞车调架、拖移支架环节，从根本上避免了绞车钢丝绳及回头轮带来的作业风险，显著提升了液压支架撤除作业的安全性。独立式柔性风道冷风直供系统应用价值保障作业人员身体健康该系统能够为采煤工作面提供均匀且精准的降温，有效改善井下高温环境，保障作业人员在适宜温度下工作，维护其身体健康。提升安全生产水平通过维持适宜的工作温度，可减少因高温导致的人员疲劳、设备故障等问题，从而降低安全事故发生的风险，确保安全生产。适应液压支架动态工况系统采用柔性风道设计，能够适应液压支架在姿态调整和移位过程中的变化，保持冷风供给的连续性和针对性，满足复杂工况需求。05低位放顶煤液压支架技术特性低位放顶煤液压支架结构组成

承载结构件主要包括顶梁、立柱、底座和四连杆机构，采用优质钢材制造，确保支架在承受大压力时稳定可靠。

放煤机构由尾梁与插板构成，尾梁可摆动45°左右以松动顶煤，并通过液压插板实现连续低位放煤，分为小插板式与大插板式两种类型。

液压控制元件包含操纵阀、安全阀、液控阀等，用于控制支架的升起、降落、推移及放煤等动作，保证液压系统的正常工作和安全运行。适用条件与煤层适应性分析

普氏系数适应性范围兖矿低位放顶煤液压支架适用于普氏系数f=2左右的缓倾斜厚煤层，层节理比较发育的地质条件，能有效实现顶煤破碎与回收。

煤层倾角与工作面配套该支架在缓倾斜厚煤层中使用效果显著，与设计先进的过渡支架配合使用时，可适应24°倾斜工作面，如在兖州兴隆庄煤矿等矿区成功应用。

顶煤破碎与回收率优势从煤壁到放煤口距离最长，顶梁反复支撑及掩护梁上方垮落使顶煤破碎充分，配合连续放煤口设计，工业性实验期间回收率达到85%，减少脊背煤损失。

矿压条件的适用性边界相较于中位放顶煤支架，低位放顶煤液压支架在矿压显现剧烈、有悬顶危险的条件下适用性较弱，更适合中等矿压环境下的安全高效开采。与中位放顶煤支架技术对比优势

放煤回收率提升低位放顶煤液压支架具有连续放煤口，消除脊背煤损失，工业性实验期间回收率达到85%，相比中位放顶煤支架有效提升顶煤回收效率。

顶煤破碎效果优化从煤壁到放煤口距离最长，经顶梁反复支撑及掩护梁上方垮落，顶煤破碎更充分，有利于放煤作业，降低大块煤堵塞放煤口的概率。

作业环境改善低位放煤方式显著减少煤尘产生，提升井下作业环境质量；后输送机沿底板布置，浮煤易排出，移架轻便快捷，优化整体作业流程。

特定煤层适应性增强在煤层普氏系数f=2左右、层节理发育的缓倾斜厚煤层中适用性突出，与过渡支架配合可适应24°倾斜工作面，如兖州兴隆庄煤矿等成功应用案例所示。06工业性实验与应用成效实验矿井生产数据与回收率分析

工业性实验期间月产数据ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架在工业性实验期间平均月产煤炭355368吨，最高月产量达到400368吨。

实验矿井顶煤回收率该型支架在实验应用中，顶煤回收率达到85%，有效提升了煤炭资源的利用率。

国际先进水平的国家鉴定结果2000年11月，ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架通过国家鉴定，被认定达到国际先进水平。国际市场应用案例与反馈

澳大利亚市场专利突破兖矿集团研制的ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架获澳大利亚联邦专利局发明专利授权，保护期20年，是我国煤炭工业首次向澳大利亚申请并获专利。

核心技术优势获国际认可该支架采用双连杆前连杆、大插板放煤机构、长顶梁及合理立柱布置等创新设计，解决了传统支架放煤口小、后部空间小、维修不方便等问题，在工业性实验期间平均月产煤炭355368吨，最高达400368吨，回收率达到85%，2000年通过国家鉴定认定达到国际先进水平。

低位放顶煤技术海外应用兖矿集团基于低位放顶煤液压支架技术自主研发的装备已在澳大利亚获得专利并应用于海外煤矿，该技术具有放煤效果好、回收率高、煤尘少等优势，适用于普氏系数f=2左右的缓倾斜厚煤层。07兖矿能源研发战略与专利布局研发投入与技术创新体系

01持续的研发投入保障兖矿能源高度重视技术创新，2024年研发投入达27.35亿元，为液压支架等核心装备的技术突破提供了坚实的资金支持。

02专利成果与创新活力2024年兖矿能源新授权专利数量达83项，同比增长36.07%，截至目前累计专利信息已达2260条，彰显了公司强劲的创新能力和技术储备。

03技术创新驱动行业变革从ZFS6200/18/35型放顶煤液压支架获澳大利亚发明专利，到“液压支架变形侧护板收回装置”、“井下采掘超前支护液压支架”等一系列新专利的持续涌现，兖矿能源以技术创新推动煤矿液压支架向更安全、高效、智能化方向发展，引领行业技术变革。专利数量增长与技术竞争力

兖矿能源专利数量增长态势2024年兖矿能源新授权专利数量达83项，较去年同期增长36.07%；2025年以来新获得专利授权197个，展现了公司在技术创新方面的稳步推进。

持续的研发投入支撑创新兖矿能源2024年研发投入高达27.35亿元，2025年上半年研发投入7.47亿元，高额且持续的研发投入为公司专利数