放顶煤工作面液压支架选型及参数选择研究.ppt

1、放顶煤工作面液压支架选型及参数选择研究,主讲：孟宪锐 教授 中国矿业大学（北京） L相当于B岩块（悬露的岩块）的长度，m； h老顶岩层厚度，m； SB岩块的下沉量，m； 、 岩块的破断角与内摩擦角，（）。,2）由老顶破断岩块结构的变形失稳估算顶板压力。 为了限制顶板下沉量所作用于支架上的顶板压力为： 实测所得回采工作面顶板下沉量，m； 要求控制的回采工作面顶板下沉量，m； 顶板下沉量为 时，老顶在控顶距范围内的作用压力（ ）, -为控顶距,2.2.1.3 威尔逊估算法 英国学者威尔逊（Wilson）在估算顶板压力时只考虑直接顶的形状与载荷，鉴于载荷作用力的位置与支架可能形成的最大反力的作用位置

2、不一定一致，从而引起由于支架与围岩相互平衡而产生的附加力的概念。 直接顶的形状由垮落角决定，因为直接顶形状不同，顶板压力Q1的作用点也就发生变化，如a作用于前方，而b则作用于后方。整个支架可视为一反作用力P。这样P 与Q1位置上的差异而形成了附加力Q3。其关系为：,2.2.1.3 威尔逊估算法 由于垮落角的不同，将导致Q3作用位置的不同。因而，威尔逊将直接顶分为以下几类： 顶板较破碎 a=900 破碎顶板 a=750 中等稳定顶板 a=600 稳定顶板 a=450 坚硬顶板 a=300 这种计算法，实际上已考虑了“支架围岩”相互作用导致顶板的作用力。显然，它将随支架架型（即P力的作用位置）及顶

3、板完整状态而变化。因此，Q3是一个不定值。此法对决定支架工作阻力较为实用。,2.2.1.4 实测法 即测定工作面支架上实际承受的载荷。从一定意义上所测得的载荷应是前述的的结果，一方面反映了顶板压力的作用，同时又反映了支架性能及支架与围岩相互接触状态。因此，实测可能获得结果如下： 1）测定的载荷不可能超过支架的额定工作阻力； 2）在顶板比较完整时，一般支架均有可能达到设计额定载荷（主要由于老顶回转变形所致）； 3）当顶板比较破碎时，由于支架接顶不好，即使顶板压力比较大也难于在支架上得到反映。 因此，在使用实际测定的载荷时必须记录当时的顶板状态，只有在顶板状态良好时该数据才有参考价值。,岩石自重法

4、 动载系数法 载荷折算法 老顶来压步距法 支架工作特性法 实测统计法,2.2.2 一般支架工作阻力的确定 方法,2.2.3 放顶煤综采工作面顶板压力的估算,拱拱组合结构 拱拱砌体梁组合结构 拱传递梁组合结构 台阶式悬臂梁砌体梁组合结构 台阶式悬臂悬臂组合结构,根据前述放顶煤开采矿压特点及十多年来的实践经验，我国放顶煤工作面时间支架载荷一般都不大于开采单一煤层的支架载荷。因此，放顶煤开采支架工作阻力的确定应与放顶煤开采的实践和理论相结合，求出合理的支架工作阻力。 在有关支架与围岩关系的论述中，对放顶煤工作面的载荷计算提出了一些具体方法和公式，为工作面支架阻力的正确选取提供了理论依据。,2.2.4

5、. 放顶煤开采支架的工作阻力确定,放顶煤支架工作阻力的确定 1). 利用煤岩组合特征估算法 拱-拱组合结构 拱-拱砌体梁组合结构,拱传递梁组合结构 台阶式悬臂-砌体梁组合结构 台阶式悬臂-悬梁组合结构,: 支架通过顶煤,直接顶对基本顶破断时施加的力 l : 控顶距 :悬梁自身单位长度重力 L: 周期来压步距 : 预处理的下位顶板厚度 : 岩体抗拉强度,2). 动载系数法 :动载系数 : 来压时支架时间加权平均工作阻力 :支架时间加权平均工作阻力 :安全系数,取 1.2,3). 实测统计法 :实测统计平均差,400600KN/架,4 ) . 放顶煤支架载荷特征 支架初撑力小(额定值的51%) 支

6、架工作阻力小(额定值的55.3%) 支架载荷平均相当于1.87倍采高覆岩的重量 支架前柱工作阻力大于后柱(1.16倍) 支架动载系数小(平均为1.29) 降阻运行特征占12.5%,3.工作面液压支架选型,综采工作面的设备选型是很重要很复杂的工作，其中液压支架受矿山地质条件的影响最大。因此，在设备选型中，液压支架架型及其主要参数的选择，必须与矿山地质条件相适应。 液压支架选型不仅包括支架的架型及额定工作阻力，支护强度等参数，而且涉及顶梁、护帮、底座、侧推及阀组等主要部件的选型及其参数的决定。,3.1 支架各部件的结构与选择 支架的立柱与伸缩比 支架的顶梁与控顶距和覆盖率 支架的底座及类型 支架的

7、掩护梁及护帮装置 支架的推移装置 支架的防倒防滑装置 支架控制系统,支架的立柱与伸缩比,一般采用能升降活柱的双作用立柱，分单伸缩、双伸缩两种，可根据要求的伸缩量占立柱总长之比来选用，其伸缩调高方式又分液压式及机械式。对立柱的要求主要为： （1）立柱的伸缩量要符合全部采高变化范围及卸载降柱量的需要。在采高约1m时应使用双作用双伸缩立柱，其伸缩范围为0.751.45m。在层厚1.23m时一般用单伸缩立柱； （2）立柱的轴向载荷达到1.5倍额定载荷时及偏载（偏心2cm）达到2/3额定载荷时应具有侧向弯曲的稳定性。立柱的锁紧环应能承受1.5倍正常载荷； （3）立柱应在乳化液为1.5倍正常压力时保持良好

8、密封，在井下条件的一次使用期不少于2a； （4）立柱应能抗腐蚀及煤、岩抛砸时免受机械损伤； （5）立柱上下球面应能满足调角需要，一般纵向为230，横向为180，立柱与顶梁及底座的联结应能承受冲击及根据特殊要求承受一定的拉伸载荷； （6）立柱的液压通路联接应简易，要能迫降。,支架的立柱与伸缩比,支架伸缩比（K）是支架最大结构高度HZmax与最小结构高度HZmin的比值。伸缩比越大，支架对煤层厚度变化的适应能力也就越大。单伸缩立柱的支架，K不小于1.6；若K 大于1.6，需加长段或采用双伸缩立柱。通常，薄煤层支架的K值为2.53.0；中厚煤层支架K不小于1.41.6，掩护式支架K值大，可达3.0，

9、支撑掩护式支架可达2.02.5。,支架的顶梁与控顶距和覆盖率,液压支架的顶梁又分为前、后梁的铰接梁及整体顶梁两种。为有效地支护端面顶板而设置有前探梁，伸缩梁及折叠梁多种辅助顶梁。,一般对顶梁的要求为： （1）顶梁宽度应满足护顶要求，顶梁的间隙不应大于1020cm，掩护式及支撑掩护式支架的主梁应有在任何状态下均能主动掩盖间隙，防止漏矸的侧护板； （2）梁的前端应为圆弧形，以便铺金属网及当顶板稍有不平时也能擦顶前移； （3）梁前端可做成弹性上挠或有主动支撑的前探梁，以改善端部接顶状况； （4）合力点前后顶梁长度比大致为2：1，悬梁长不应大于1.8m； （5）顶梁受载达1.1倍额定载荷，并在最不利的

10、分布情况下，仍能保持其应有的抗弯能力； （6）顶梁上应设有挂孔或吊勾以备使用。,支架的顶梁与控顶距和覆盖率,顶梁及侧护板的结构类型有如下几种： （1）刚性顶梁（图a）。这种顶梁结构简单，重量较轻，造价低，但对顶板不平性的适应能力差，接顶不够理想。刚性顶梁多用于顶板比较平整，或轻型支架和薄煤层上。 （2）铰接式顶梁（图b）。前梁在前梁千斤顶作用下可绕销轴向上和向下各摆动大约20o左右。这种顶梁的接顶性好，也加大了靠近煤壁顶板的支撑能力。前梁千斤顶的承载回路上多用较大流量安全阀，以提高支架初撑时的梁端支撑能力。 （3）伸缩铰接顶梁（图c）。它是在铰接顶梁的前梁上又套上（或插入）一个可伸缩的梁，其行

11、程为采煤机的截深。这种顶梁除具有铰接顶梁的优点外，对于煤壁片帮而暴露出的顶板可超前支护。前梁或刚性顶梁的前端，往往做成圆弧形，其作用是当铺顶网时不致将网撕破,侧护板: 掩护式和支撑掩护式支架的主梁、掩护梁两侧都有侧护板，图中a、b两种应用广泛，但a种在支架撑紧时不能伸缩。c种仅一侧活动，另一侧为固定（a、b两种也有），当煤层倾角很小时，用这种形式可以简化结构、减轻重量、降低造价。c图右侧活动侧护板为折页式结构，其优点是侧护板受力比a、b两种好，不会因变形而卡死，其缺点是三角区的碎矸石极易掉入工作空间。,支架的顶梁与控顶距和覆盖率,支架的控顶距为顶梁长度与梁端距之和。支架覆盖率是支架顶梁面积与控

12、顶面积之比值，覆盖率应满足顶板要求：不稳定顶板不小于8595%；中等稳定顶板不小于7585；稳定顶板不小于6070。,支架的底座及类型 为防止支柱压入底板及适应底板的不平程度，液压支架的底座有：底鞋、分底座、门形底座、整体刚性底座等多种类型。一般对底座的要求为： （1）底座前端对底板造成的载荷集度一般不大于0.4MPa，在压入底板极限深度达20cm时能予抬起，且移架时不发生压入底板现象，必要时可采用插底式底座； （2）当底板不平达30cm高时，底座不应有残余变形，在超载为1.1倍正常载荷且分布最为不利时，刚性底座仍具有规定抗弯能力； （3）架间有不小于30cm30cm的通向采空区的出矸口； （

13、4）移架缸的推力一般不应小于70KN，拉力达200300KN，不受横向载荷，移架缸的偏移量，一般向上25cm，向下15cm，在水平方向可不垂直于输送机而倾斜13o； （5）移架千斤顶能将输送机推至距煤壁达5cm，目前移架距可达100cm； （6）底座高度不大且无尖角，便于行人，并装有吊环。,支架的底座及类型,支架底座一般分为如下两种类型： 1）整体底座。支撑立柱的两半个底座在底面、后面等处被焊接在一起，形成了一个整体的刚性结构。其优点是掉入推移机构槽子里的浮煤碎矸不易清理，影响推移机构的伸缩，另外，当底座陷入底板时不能自拔。 2）分离底座。底座的两半个底箱在前部的上面通过一根横梁，将它们铰接起

14、来，支架的后连杆必须是分体的。其优点是对底板起伏的适应性强，改善了底座、连杆的受力状况，便于排矸，当底座陷入底板后，可一柱支撑，另一柱提起而将一半底座从底板中拉出。,支架的掩护梁及护帮装置 掩护梁与底座的连接方式一般有单铰及双铰（即四连杆连接）。对掩护梁的一般要求为： （1）当顶板有凹凸不平时，掩护梁应能承受扭力； （2）架间应有相互可伸缩的侧护板以遮盖架间间隙，侧护板的边沿应为直角，侧护板的宽度应比伸缩量大10cm； （3）可伸缩侧护板应装有双作用的液压千斤顶； （4）掩护梁与支柱的连接应能承受相应于支柱迫降力的拉伸力，以利于拆卸； （5）掩护梁应使大块矸石能在上面滑动。,支架的掩护梁及护帮

15、装置,根据煤层软硬程度，采高超过2.52.8m时，应选用带护帮装置的支架，避免煤壁垮落伤人和损坏设备。护帮装置如图所示。图中a、b只能护帮，而图c的挑梁在千斤顶作用下，不但可以护帮，而且还可以超前支护因片帮而暴露出的顶板，作为伸缩梁使用，但同时只能起一个作用。,支架的推移装置,支架的推移装置,推移装置的作用是移架和推溜。一般有如下四种： 1）普通结构的推移装置（图a）。推移千斤顶的活塞杆和缸体分别与输送机和支架底座（D）相铰接。总是推溜力大，移架力小。目前应用不多。 2）长框架式推移装置（图b）。千斤顶的活塞杆与支架底座前端铰接，缸体与长框架K铰接，框架的另一端与输送机铰接。总是移架力大，推溜

16、力小。这种推移装置既可用于整体底座，也可用于分离底座。其缺点是框架易弯曲。这种装置的千斤顶斜置，移架时的向上分力可将支架底座前端抬起，有利于越过台阶或凹坑。 3）短框架式推移装置（图c）。其原理和优点与长框架式相同。但因它框架较短，改善了框架的受力，不易发生弯曲。 4）浮动活塞式推移装置（图d）。这种推移装置结构简单，又能满足要求，目前应用最多。推移千斤顶的活塞杆与活塞轴向不固定，推溜时缸的后腔进压力液，先将活塞推到缸口，然后活塞杆才移动推溜；移架时缸的前腔进压力液，缸的环形面积受液压力而移架。这种推移装置只能用于整体底座支架。另外，缸的径向尺寸大，利用率低；缸的轴向尺寸也较大。,支架的推移装

17、置,推移装置的推溜力一般为100150KN。移架力与架型、重量、顶板性质、采高等有关，一般: 薄煤层支架为100150KN， 中厚煤层支架为150300KN， 厚煤层支架为300400KN,支架的防倒防滑装置,支撑式支架在煤层倾角大于10o，掩护式和支撑掩护式支架在倾角大于15o时，应有防滑装置；当煤层倾角大于18o时，支架应同时具有防滑和防倒装置。,支架的防倒防滑装置,1）排头支架防滑防倒。工作面下端三架支架组成排头支架，只要排头支架不滑不倒，工作面其余支架就不会下滑和倾倒。最下端第一架的下侧安装有防滑千斤顶3，其活塞杆端连接的链条绕过支架后部与第三架底座后部相连。排头支架底座前部用调架千斤

18、顶4将相邻底座拉住，并可调节架距。它们的上部用防倒千斤顶5互相拉住。这样，三架支架就组成了一个整体。 2）工作面其它支架的防滑防倒。当煤层倾角大于25到35时，或当支架支撑高度大、吨位重时，在支架底座后部装有防滑千斤顶A。当上架支架下滑时，其活塞杆伸出，配合侧护板伸缩千斤顶将上架支架往上推。该千斤顶平时全部收缩，不允许移架时调架，以免因过大的横向力而损坏千斤顶。其他支架的底座和顶梁也用千斤顶互相拉住（隔几架设一个）。支架的防倒还可以采用链条和千斤顶，将下面支架的顶梁与第三架的底座拉住，结构简单。,输送机防滑,当煤层倾角在8以上时，输送机应设防滑装置，一条由千斤顶和链条组成的装置，其一端与底座连

19、接，另一端与溜槽相连。每四架构成一组。一般在815时，全工作面设10组；倾角大于15时，设10组以上。,支架控制系统 目前液压支架的控制系统有两种： 1）手动控制。有本架控制、单向邻架控制和双向邻架控制三种。本架控制，操作者在本架上操作本架，这种系统管路少，应用多。单向邻架控制，操作者在上架上操作相邻的下一架支架的各个动作，其优点是安全，操作速度块，缺点是管路较多。双向邻架控制，操作者站在某架可以操纵相邻的上架和下架的各个动作，双向邻架控制虽然管路多，复杂，但采用多芯软管后，管路显得并不杂乱，但采用这种系统的支架成本高。,支架控制系统,2）自动控制。自动控制是给出信号后，使每台支架或每一组支架

20、（一般为15架）或全工作面支架自动依次动作。早期的全液压自动控制系统太复杂，不便于操作和维修。近几年，国内外主要研究电液自动控制系统。电液自动控制系统有单台支架动作循环的邻架自动控制、成组（1015架）顺序自动控制系统和全工作面顺序自动控制系统，由设在顺槽的集中控制台自动控制。每台支架的各个动作都可以从邻架电液控制，以便在自动系统发生故障时逐架逐个动作进行处理。 支架采用这种控制系统后可使其更好地与采煤机配合，减少支架滞后问题；以压力为信号的控制系统可保证额定初撑力，改善顶板管理，电液控制系统是今后的发展方向。但是这种系统复杂，制造和维护费用高。,放顶煤支架结构的性能与特点 一.顶梁、伸缩梁、

21、侧护板 1）顶梁型式。液压支架的顶梁主要有两种型式，一种是铰接顶梁；一种是整体顶梁。我国使用的液压支架大部分是铰接顶梁。而放顶煤液压支架大部分是整体顶梁。 整体顶梁结构简单，总重量轻，可实现带压移架或擦顶移架，梁端支撑力较大，控制无立柱空间顶板的能力强。特别是整体顶梁可将顶梁侧护板一直延伸至顶梁前端，有利于全封闭顶板，也明显地减少架间漏煤和煤尘。但是，整体顶梁长度较大，运输时往往需要摘去顶梁，增加了运输和搬家的复杂性。为便于运输，即使是摘去顶梁运输，顶梁长度也不宜超过3.6m。,2）前探梁。为防止架前冒顶或片帮，液压支架顶梁的前端往往装置有伸缩前探梁，前探梁一般分为两大类：伸缩梁式和挑梁式，如

22、图所示。,3）侧护板。 用于防止架间漏矸或漏煤，在破碎顶板条件下是液压支架能否发挥作用的关键技术，也是减少移架产生粉尘的重要条件。放顶煤工作面的下位顶板（煤）一般都很破碎，稳定性差的顶板尤其严重。因此，侧护板应能将架间全封闭，这是放顶煤支架能否在中硬以下煤层成功应用的一个最重要的因素。在不用伸缩梁时，大多数铰接顶梁不能在铰接前梁侧加装侧护板。因此，在松软煤层使用放顶煤支架时，必须选用整体顶梁带长侧护板的支架，侧护板伸至顶梁前端，实现全封闭。,二放煤机构 放煤机构的功能为：一是控制破碎冒落后的松散煤由放煤口放出的过程，即控制开、闭及放煤速度；二是将冒落后不能顺利通过放煤口的大块煤进行二次粉碎；三

23、是破坏在放煤过程中松散煤可能出现的成拱现象，使放煤顺利进行。 根据放煤口位置不同，放煤机构可以分成三类：低位放煤机构；中位放煤机构；高位放煤机构。,图为摆动式放煤机构，尾梁由1根或2根斜撑千斤顶控制摆动，力臂大尾梁破碎大块煤的能力强，再加上低位放煤连续放煤口允许通过块度较大的煤，这种型式对强度较大的顶煤也有较好的适应性。但斜撑千斤顶压缩了后部输送机的过煤空间，使过煤通道和清理浮煤都受到限制。,2）中位放煤天窗机构 中位放煤机构是指双输送机放顶煤支架掩护梁，主要包括二次破碎及破坏成拱机构及放煤口机构。,3）高位放煤天窗机构 高位放煤天窗用于单输送机放顶煤支架，掩护梁开天窗。由靠近煤壁的刮板输送机

24、运出，因而放煤口位置较高。ZFD360024/28型支架放煤簸箕后部铰接点高于底板1800mm以上。放煤簸箕由两根或一根斜撑千斤顶控制。为防止放煤时，散煤向两旁溅落，掩护梁放煤两侧有挡煤板，放煤簸箕两侧也有挡煤板。如图所示，放煤簸箕两侧挡煤板还可作为挤压破碎大块煤的二次破碎装置。尾梁放煤簸箕打开时松散顶煤顺利流出，坡度一般 应大于3235，簸箕不宜太长，因此架型选择为短托梁插腿掩护式，输送机的装载高度相应也较高。,放煤簸箕,3.2 液压支架的选型方法,3.2.1 工作面液压支架的选型原则 煤层厚度 煤层倾角 底板强度 瓦斯含量 地质构造 设备成本,1）煤层厚度 根据我国煤层赋存的特点，厚度超过

25、2.5m、顶板有侧向推力或水平推力时，应选用抗扭能力强的支架，一般不宜用支撑式支架。根据煤层的不同硬度，厚度达到2.52.8m以上时，需要选择带有护帮装置的掩护式和支撑掩护式支架。煤层厚度变化大时，应选择调高范围较大的掩护式或双伸缩支柱的支架。 2）煤层倾角 倾角在1015（支撑式支架取下限，掩护式和支撑掩护式支架取上限）以上时，应选择自带防滑装置的支架。倾角在18以上时，应同时带防滑防倒装置,3）底板强度 应使支架对底板的载荷集度不超过底板的允许抗压入强度。在底板较软的条件下，选用前应作底板比压测定和验算。 4）瓦斯含量 对瓦斯涌出量大的工作面，应符合煤矿安全规程的要求，优先选用通风断面较大

26、的支撑式和掩护式支架。 5）地质构造 断层十分发育，煤层厚度变化很大，顶板的允许暴露面积和时间在58m2、20mi n 以下时，暂不宜使用综采。,6）设备成本 在同时选用几种架型时，应优先选用价格便宜的支架,3.2.2 工作面液压支架的选型顺序 1）根据顶板岩石力学性质、厚度及岩层结构及弱面发育程度确定直接顶类型； 2）根据老顶岩石力学特性及矿压显现特征确定老顶级别； 3）根据底板岩性及底板抗压强度及刚度测定结果，确定底板类型； 4）根据矿压实测数据计算额定工作阻力或根据采高，控顶宽度及周期来压步距，估算支架必需的支护强度和每平米支护阻力；,5）根据顶底板类型，级别及采高，初选必须的额定支护强

27、度，初选支架架型； 6）考虑工作面风量，行人断面，煤层倾角，修正架型及参数； 7）考虑采高、煤壁片帮（煤层硬度和节理）的倾向性及顶板端面冒落度，确定顶梁及护帮结构； 8）考虑煤层倾角及工作面推进方向，确定侧推结构及参数；,9）根据底板抗压入强度，确定支架底座结构参数及对架型参数的要求； 10）利用支架参数优化程序（考虑结构受力最小），使支架结构优化。 巷道及运输等有时对选架型有较大影响。其中最主要的是初选额定强度及初选架型。,图314 支架选型顺序,3.2.3 工作面液压支架的选型方法 液压支架选型涉及采面顶板分类，要根据综采工作面的矿压特性选定液压支架支护阻力，并要考虑煤层赋存条件对支架结构

28、的要求。对于高产高效工作面液压支架的选型中液压控制方式和系统的选择尤为关键，因为它决定着工作面推进速度，影响着工作面高产高效。综采工作面矿压特性随不同的采煤方法及顶板类、级而异，因而对支架选型有相应要求。 目前液压支架的选型有两种方法：系统分析比较法及综合评分法。,系统分析比较法,系统分析比较法就是对要选择的多种方案的各个属性、部分、方面、分别研究比较决定的方法。根据矿山地质条件来分析、比较及决定支架各部分的类型及参数。其选型原则为： 1）主要根据直接顶、老顶的厚度、物理性质、层理和裂隙发育情况及类级；结合采高、开采方法等因素确定支架的额定工作阻力、初撑力、几何形状、立柱数量及位置、移架方式、

29、顶板覆盖率。下位顶板的稳定性对液压支架选型尤为重要。例如经分析认为，目前适用最广的架型为两柱支顶式掩护支架及支撑掩护式支架，而前者可适用于老顶级、动压系数为1.21.5，直接顶较稳定，采高小于5m的煤层；后者主要适用于以上老顶，动压系数约1.5以上，直接顶中等稳定以上的煤层；,2）对于“三软”煤层，目前采取的架型有两种两柱掩护支架。一种是短顶梁的支掩式托梁掩护支架，为了缩小控顶距可采用插底式支架；另一途径是选取对顶板全封闭方式的支顶式掩护支架，可采用长侧护板的整体顶梁加伸缩梁，加大立柱的倾斜以增大支架的指向煤壁的水平支撑能力； 3）根据煤厚、变化范围及其规则程度，确定支架最大和最小高度、活柱伸

30、缩段数、加高装置。结合煤层的强度和节理发育程度确定是否采用护帮装置，以及装置的尺寸。煤层厚度小于2.7m时，一般不使用护帮装置； 4）煤层倾角数据主要用于确定支架稳定性，防倒、防滑装置、锚固站及调架装置； 5）底板抗压强度及平整程度用于确定底座类型是整体刚性底座或弹性连接的分体底座；根据底板载荷集度分布确定底座面积以及在软底时采用减少底座端部载荷集度峰值的架型或采用插底式还是设置抬底座装置； 6）依据煤层的瓦斯含量及释放方式确定支架的最小过风断面是否能满足通风要求； 7）全矿井内地质构造情况，特别是断层的落差、影响范围，陷落柱的范围和规律。这一方面应使综采面避开地质构造复杂区域，用于断层落差小

31、于1m，最大不超过煤厚1/2的稳定煤层时影响较小。此外应选对地质构造变化适应能力强的架型。,支架选型原则及要求： （1）1、2类直接顶与、级基本顶综采工作面的基本顶来压步距小而稳定，强度缓和、顶板岩石压力且分布均匀，直接顶特别是端面不稳定，受移架影响严重。因而，要求支架初撑力高，控制端面顶板能力强，护顶能力强，挡矸、护帮装置全、能快速从邻架操作移架、及时支护、 （2）3、4类直接顶与、级基本顶综采工作面老顶来压步距大、强度高，顶板岩石压力大而且分布不均，直接顶稳定。要求支架支撑能力大、抗水平推力强、切顶性能好，在冲击压力下支架安全阀流量大，能及时卸载。,3）倾斜分层下行垮落长壁综采工作面的老顶

32、来压对各分层越向下越缓和，顶板压力分层越向下越小而不均，下分层支架易压死、歪斜倾倒，顶板易破碎，下分层移架和所需时间对顶板稳定影响大于上分层。因此，要求上下分层支架应有区别。对于上分层，由于顶板为实体岩石，要求支架工作阻力较大；由于底板煤体强度较弱，则要求支架底座比压分布较均匀、接触比压小；由于上分层要为下分层铺网，故要求支架设置铺网和洒水装置。对于下分层，由于顶板为破碎岩石，故要求支架工作阻力较小，并且除最下一个分层底板为岩层实体外，其余各下分层均是煤层，因此也要求支架工作阻力均匀、接触比压较小,4）对于大采高采煤工作面，随着采高加大，上覆岩层动压频繁，矿压显现强烈，支架应具有足够的支护阻力

33、；采高加大后，要有相应的防片帮、漏顶装置，尽力保持支架稳定性，为此提高支架刚度是十分重要的 （5）液压支架控制方式有手动、液压及电液控制系统，我国多用手动控制。为了实现综采工作面高产高效，加快推进，我国试验并推广了KS2型液压支架手动快速移架系统。在铁法晓南煤矿试验，经测试实现单架降、移、升共用时间10.25s。,（6）综采放顶煤工作面仍有明显基本顶来压，有时还较强烈。因此，支架应有足够的工作阻力。放顶煤支架尽量采用单铰点及四连杆机构，以提高其抗扭能力和稳定性。由于放顶煤综采面的支承压力分布扩大，它可能使顶煤预先断裂和移动，因此放顶煤支架必须装备可伸缩前梁或可旋转180的挑梁，及时支撑刚刚暴露

34、的顶板；并采用带压移架、初撑力保持阀，以提高初撑力，减少顶煤早期下沉和断裂，尽力保持其稳定性，防止顶板下落。放顶煤综采面顶板压力受多种因素影响，分布不均，因此它将导致支架和采面围岩工作状态不良。为使放顶煤支架能可靠地工作，要求支架的结构件及其联接件都要有足够的强度和刚度。为了保证放煤效果良好，要求放煤机构尺寸尽可能大，具有放煤、松动煤和关闭灵活的机构。为了减少移架对顶煤破坏的影响，应保证快速移架，其推移机构必须排矸性能好、推移输送机拉架力大。放顶煤支架要有利于顶煤软化、降尘、防火，因此支架选型时要考虑注水、洒水、喷雾、注氮等要求。,3.2.4工作面端头支护与端头支架的选型 端头支架应满足的配套

35、要求 1.端头支架与刮板输送机机头的搭接关系 纵向空间距离LA应满足 LAWhSd200 式中Wh刮板输送机机头最大宽度，mm； Sd移架步距，mm。,图315端头支架与刮板输送机配套关系 1端头支架；2输送机机头,2.端头支架与转载机的配套性 对于中置式端头支架，转载机均放置在架体内，放置转载机的槽宽应能适应所选型号的转载机宽度要求，连接转载机与端头支架的推移梁也应与所选型号的转载机配套。转载机是依靠端头支架所有推移千斤顶共同作用向前推进的，而端头支架的推移则是以另一架或另两架或转载机为支点向前推动，因此，对端头支架的推移机构应实现同步推进，交替拉架。,3.端头支架选型时应满足的技术要求 端

36、头支架必须有足够的行人空间，保证人员安全通过，按端头液压支架技术条件要求，端头支架内最小通道宽度应大于500mm。 对于两架或三架一组的中置式或偏置式端头支架，整架均放置在巷道内，架体应能适应巷道尺寸的变化。端头支架纵向长度较长，在拉架过程中很容易造成歪斜，使移架困难。为此，顶梁应设置数组调架装置，包括连接头、调架千斤顶等，必要时底座上也应该设调架千斤顶。 端头支架的拉架力应能在各种条件下顺利拉架，特别是当综采工作面出现问题不能进行正规循环时，采煤机的冷却水、降尘水以及采空区的大量淋水都会积存在下端头处，加上基本顶来压，端头支架会陷在煤泥中，工作条件将逐渐恶化，拉架阻力会急剧增加，此时则需要较大的拉架力。推移千斤顶