第四章

液壓支架1page18918:53

綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面中采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移液壓支架等主要設(shè)備組合配套。采煤的主要工序如破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和管理頂板等過(guò)程全部機(jī)械化，此外，順槽運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)也實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的機(jī)械化。18:532page189第一節(jié)概述18:53page1893功用：支撐、控制、管理頂板，同時(shí)提供足夠的通風(fēng)斷面。液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由液壓缸、液壓控制閥與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的支護(hù)設(shè)備。它使支架的支撐、切頂、移架和推移輸送機(jī)等到工序全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。它與滾筒采煤機(jī)(或刨煤機(jī))、可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)及帶式輸送機(jī)等形成了一個(gè)有機(jī)的整體，可以實(shí)現(xiàn)綜采或放頂煤綜采。第一節(jié)概述18:53page1894液壓支架分類：按其對(duì)頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同：支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式掩護(hù)式ZY3300/12/28掩護(hù)式液壓支架垛式1-煤層2-直接頂3-基本頂頂、底板組成:采場(chǎng)圍巖的頂?shù)装灏凑账兔簩拥牟煌恢每梢苑譃?

偽頂、直接頂、基本頂和偽底、直接底、基本底。

采場(chǎng)圍巖的機(jī)械性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)特征對(duì)工作面支護(hù)設(shè)備選型和支護(hù)參數(shù)選擇的重要依據(jù)。

采煤工作面圍巖關(guān)系18:535page189初次垮落步距：采煤工作面從開切眼向前推進(jìn)，采空區(qū)直接頂懸露面積逐漸增大。其下沉和變形也隨之增大。當(dāng)推進(jìn)到初次垮落步距時(shí)（從開切眼到工作面初次切頂線的距離）時(shí)，直接頂開始冒落，形成冒落帶I。

采煤工作面圍巖關(guān)系18:536page189液壓支架工作原理18:53page1897液壓支架是依靠高壓液體、立柱和相應(yīng)的動(dòng)力千斤頂可實(shí)現(xiàn)升架、降架、推溜、移架四個(gè)基本動(dòng)作。操縱閥在本架內(nèi)為本架操作；在鄰架為鄰架操作1——頂梁；2——立柱；3——底座；4——推移液壓缸；5——安全閥；6——液控單向閥；7、8——操縱閥；9——輸送機(jī)；10——乳化液泵液壓支架工作原理18:53page1898初撐：操縱閥8處于升柱位置，高壓液體經(jīng)液控單向閥6進(jìn)入立柱下腔，立柱上腔排液，活柱和頂梁升起支撐頂板。頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力達(dá)到泵站工作壓力，操縱閥置于中位，液控單向閥關(guān)閉，立柱下腔液體被封閉——支架的初撐階段→支架對(duì)頂板產(chǎn)生的支撐力稱為初撐力。1——頂梁；2——立柱；3——底座；4——推移液壓缸；5——安全閥；6——液控單向閥；7、8——操縱閥；9——輸送機(jī)；10——乳化液泵液壓支架工作原理18:53page1899承載：支架初撐后，進(jìn)入承載階段。頂板緩慢下沉，頂板對(duì)支架的壓力增加，立柱下腔壓力升高——支架增阻過(guò)程。下腔壓力超過(guò)安全閥5動(dòng)作壓力→高壓液體經(jīng)安全閥泄出→立柱下縮立柱下腔液體壓力小于安全閥動(dòng)作壓力→安全閥關(guān)閉，立柱工作阻力保持恒定——恒阻過(guò)程。

1——頂梁；2——立柱；3——底座；4——推移液壓缸；5——安全閥；6——液控單向閥；7、8——操縱閥；9——輸送機(jī)；10——乳化液泵液壓支架工作原理18:53page18910工作阻力：支架對(duì)頂板的支撐力稱為工作阻力，由支架安全閥的調(diào)定壓力決定。支架工作阻力kN液壓支架工作原理18:53page18911卸載:

操縱閥8處于降架位置，高壓液體進(jìn)入立柱上腔，打開液控單向閥6，立柱下腔排液→立柱(支架)卸載下降。液壓支架的阻力—時(shí)間特性18:53page18912支架工作時(shí)的支撐力變化分三個(gè)階段：開始升柱至單向閥關(guān)閉時(shí)的初撐增阻階段t0；初撐后至安全閥開啟前的增阻階段t1；安全閥出現(xiàn)脈動(dòng)卸載時(shí)的恒阻階段t2；液壓支架的阻力—時(shí)間特性18:53page18913液壓支架在低于額定工作阻力下工作時(shí)，具有增阻性，以保證支架對(duì)頂板的有效支撐作用；在達(dá)到額定工作阻力時(shí)，具有恒阻性；為使支架恒定在最大支撐力，具有可縮性，支架在保持恒定工作阻力下，隨頂板下沉而下縮。增阻性主要取決于液控單向閥和立柱的密封性能，恒阻性與可縮性主要由安全閥來(lái)實(shí)現(xiàn)——安全閥、液控單向閥和立柱是保證支架性能的三個(gè)重要元件。液壓支架的拉架和推溜18:53page18914拉架和推溜：由底座3上的推移千斤頂4完成。拉架：降柱卸載→操縱閥使高壓液體進(jìn)入推移千斤頂活塞桿腔，活塞腔回液，以輸送機(jī)為支點(diǎn)，缸體前移，把支架拉向煤壁。推移輸送機(jī)：支架支撐頂板，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂活塞腔，活塞桿腔回液，以支架為支點(diǎn)，活塞桿伸出，把輸送機(jī)推向煤壁。支撐式液壓支架18:53page18915立柱支撐在頂梁上，沒(méi)有掩護(hù)梁。支撐式支架按結(jié)構(gòu)分：垛式和節(jié)式兩種。垛式節(jié)式掩護(hù)式支架18:53page18916以單排立柱為主要支撐部件并帶有掩護(hù)梁的液壓支架。用于直接頂中等穩(wěn)定以下，頂板周期來(lái)壓不強(qiáng)烈的采煤工作面。

根據(jù)立柱布置和支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為：支掩掩護(hù)式支架和支頂掩護(hù)式支架。掩護(hù)式支架18:53page18917掩護(hù)式支架支護(hù)性能：支撐力較小，切頂性能差，頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁頂板，支護(hù)強(qiáng)度較大、均勻，掩護(hù)性好，能承受較大水平推力，對(duì)頂板反復(fù)支撐次數(shù)少，能帶壓移架。頂梁短，立柱傾斜布置，作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。支撐掩護(hù)式支架18:53page18918在支撐式和掩護(hù)式架型基礎(chǔ)上發(fā)展，兼有這兩種架型的主要技術(shù)特征。適用于直接頂中等穩(wěn)定、穩(wěn)定和堅(jiān)硬，周期壓力強(qiáng)烈，底板軟硬均可，煤層傾角一般不大于25°，煤層厚