【正文】 可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使為宜，而Q角主要考慮掩護(hù)梁底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架不能降下來(lái)，一般取，在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下鉸點(diǎn)的高度。（）， ，支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距。而一般支架間距，按下式計(jì)算： ( ) 式中 ： ——支架間距(支架中心距)，mm；——每架支架頂梁寬度，mm；——相鄰支架(或框架)頂梁之間的間隙，mm；——每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)；整體自移式支架 n=1，整體邁步式支架n=2，節(jié)式邁步支架n=支架節(jié)數(shù)。由支架的最大、最小高度，可得活塞的行程為 1500mm；而活塞全部縮回時(shí)立柱的總長(zhǎng)，暫用支架的最小高度 1700mm。但考慮盡量減輕重量采用單伸縮油缸或帶機(jī)械加長(zhǎng)桿來(lái)增加調(diào)高范圍。調(diào)高范圍越大，支架適用范圍越廣，但過(guò)大的調(diào)高范圍給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成困難，可靠性降低。由此表明了后四連桿式放頂煤液壓支架在緩斜中硬煤層和傾斜厚煤層中均有良好的適應(yīng)性和使用前景。后四連桿式支架在煤層硬度系數(shù)f＝2左右，層節(jié)理比較發(fā)育的緩斜厚煤層中使用取得很大成功，如在潞安礦務(wù)局五陽(yáng)煤礦、王莊煤礦和兗州礦務(wù)局興隆莊煤礦、鮑店煤礦。前四連桿式支架在急斜水平分段放頂煤綜采中取得成功，如對(duì)四連桿及有關(guān)聯(lián)接件再進(jìn)一步增加強(qiáng)度，成為定型設(shè)備，可以不考慮在急斜條件下使用后四連桿式支架。其主要特點(diǎn)如下：(1)由于具有連續(xù)的放煤口，放煤效果好，沒(méi)有脊背煤損失，回收率高；(2)和其他支架相比，從煤壁到放煤口的距離最長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)頂梁的反復(fù)支撐和在掩護(hù)梁上方的垮落，使頂煤破碎較為充分，對(duì)放煤極為有利；(3)后輸送機(jī)沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時(shí)尾梁插板可以切斷大塊煤，使放煤口不易堵塞；(4)低位放煤使煤塵減少；(5)前四連桿低位放頂煤液壓支架的抗扭及抗偏載能力差，支架的穩(wěn)定性較差；(6)尾梁擺動(dòng)力和向上的擺角較小，破煤和松動(dòng)頂煤的能力差。低位放頂煤支架是一種雙輸送機(jī)運(yùn)煤，在掩護(hù)梁后部鉸接一個(gè)帶有插板的尾梁、低位放煤的支撐掩護(hù)式支架。4．對(duì)急傾斜特厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應(yīng)性的要求 急傾斜特厚煤層放頂煤綜采工藝，是指煤層傾角大于45176。因此，高位放頂煤支架不適于“三軟”煤層的放頂煤開(kāi)采，低位放頂煤支架式較理想的架型。（2）支架各部的密閉性要好，尤其是頂梁端部，防止漏煤、冒頂，切實(shí)保證頂梁的接頂性，避免倒架。雙輸送機(jī)放頂煤液壓支架要有足夠的后部運(yùn)輸空間，這對(duì)緩傾斜中硬煤層長(zhǎng)壁放頂煤尤為重要。選型時(shí)一般根據(jù)以下原則： （1）必須保證放煤效果?，F(xiàn)階段我國(guó)已在急傾斜特厚煤層、緩傾斜中硬厚煤層（f≤）、“三軟”厚煤層、傾斜厚煤層（傾角20176。 中位放頂煤液壓支架 低位小插板放頂煤液壓支架 放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適應(yīng)性分析 按與液壓支架配套的輸送機(jī)的臺(tái)數(shù)，放頂煤液壓支架可分類(lèi)如下： 插底式 單輸送機(jī) 不插底式 放頂煤液壓支架 單鉸接式 開(kāi)天窗式 雙輸送機(jī) 四連桿式 前四連桿式 插板式 后四連桿式按放煤口位置，放頂煤液壓支架可分類(lèi)如下： 高位（單輸送機(jī)開(kāi)天窗式） 放頂煤液壓支架 中位（雙輸送機(jī)開(kāi)天窗式） 低位（雙輸送機(jī)插板式）本文重點(diǎn)介紹低位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適應(yīng)性。隨著放頂煤實(shí)踐的深入，中位放頂煤支架也暴露出一些突出缺點(diǎn)，主要是放煤口仍然較小，受結(jié)構(gòu)限制，放煤口不能連續(xù)，有背脊損失，采出率低，后部空間狹小，維修和清理浮煤不方便，底座前端比壓大等。隨即我國(guó)研制成了高位放頂煤液壓支架。兗州礦務(wù)局東灘煤礦使用國(guó)產(chǎn)放頂煤液壓支架創(chuàng)造了年產(chǎn)410萬(wàn)t的高產(chǎn)高效記錄，這標(biāo)志著我國(guó)放頂煤液壓支架的設(shè)計(jì)、制造走在了世界前列。 匈牙利VHP732型“天窗”式放頂煤液壓支架1982年，煤炭科學(xué)研究總院北京開(kāi)采研究所與沈陽(yáng)煤炭研究所共同設(shè)計(jì)，鄭州煤礦機(jī)械廠制造的FY40014/28型放頂煤液壓支架是我國(guó)首次研制成的放頂煤液壓支架。這兩類(lèi)支架的主要區(qū)別是：插板式放頂煤液壓支架重量較輕，后部空間大，易于排放大塊煤，而且輸送機(jī)置于煤層底板上，便于維修。在頂梁、掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板及落煤口處裝有若干噴嘴，以便噴水除塵。第二臺(tái)輸送機(jī)放置在底板上， 。英國(guó)研制的“開(kāi)天窗”式放頂煤液壓支架在掩護(hù)梁上開(kāi)了放頂煤“天窗”，由液壓千斤頂控制開(kāi)關(guān)，“天窗”附近設(shè)有攪動(dòng)桿，以便于冒落頂煤，掩護(hù)梁上還有鉆眼孔，供煤硬不落時(shí)打眼放炮。1963年，法國(guó)研制出用于放頂煤開(kāi)采的支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架，并且于1964年在布朗齊礦區(qū)試驗(yàn)成功。1957年，前蘇聯(lián)研制出KTY型單輸送機(jī)掩護(hù)式放頂煤液壓支架，并在庫(kù)茲巴斯煤田的托姆烏辛斯克礦使用，開(kāi)采該礦的2號(hào)和4～5號(hào)煤層。 中國(guó)**大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 114 頁(yè)1 緒論放頂煤支架是隨著放頂煤開(kāi)采方法應(yīng)用而生的，綜合機(jī)械化開(kāi)采應(yīng)用到放頂煤開(kāi)采工作面后，使放頂煤開(kāi)采技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。煤厚為9～12m，煤層傾角5176。該支架為四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其擺動(dòng)角度由千斤頂控制，配有兩臺(tái)輸送機(jī)，第二臺(tái)輸送機(jī)安置于尾梁后部的底板上。第二臺(tái)輸送機(jī)安置在支架后部底座上。FB2130S型放頂煤液壓支架為四柱支撐掩護(hù)式，掩護(hù)梁上設(shè)有落煤窗口，由液壓千斤頂控制其開(kāi)關(guān)，落煤窗口內(nèi)裝有一個(gè)用于控制的攪動(dòng)桿，有助于破碎大塊煤，并有助于頂煤冒落操作。第二臺(tái)輸送機(jī)放置在支架后部底座上?！疤齑啊笔椒彭斆阂簤褐Ъ苤亓枯^大，支架整體穩(wěn)定性好，放頂煤輸送機(jī)置于支架底座之上，便于推移和放頂煤。1984年在沈陽(yáng)礦務(wù)局蒲河礦投入試驗(yàn)，開(kāi)始取得了較好的效果，后來(lái)因支架的穩(wěn)定性差，工作面發(fā)火中止了試驗(yàn)。我國(guó)放頂煤液壓支架發(fā)展從低位放頂煤液壓支架的研制開(kāi)始，經(jīng)歷了高位、中位，現(xiàn)在又回到低位。由于其放煤口高、放煤口小、存在頂煤損失大、放煤與采煤機(jī)割煤不能平行作業(yè)、效率低等缺點(diǎn)，已基本淘汰。針對(duì)中位放頂煤液壓支架存在的問(wèn)題，我國(guó)又研制出低位放頂煤液壓支架。采用放頂煤綜采的4個(gè)重要條件是：地質(zhì)條件適應(yīng)性，液壓支架選型的正確性，采放工藝的合理性和工作面管理的嚴(yán)格性?！堞痢?5176。能否把煤放下、放好，是緩傾斜中硬厚煤層開(kāi)采最突出的問(wèn)題，也是放頂煤液壓支架選型的關(guān)鍵。放煤過(guò)程中難免出現(xiàn)大塊煤和矸石，如果處理的不好，可能堵塞運(yùn)輸通道，損壞設(shè)備。（3）加大支架初撐力，有利于防止頂煤和上覆巖層過(guò)早離層，從而防止頂煤垮落切頂線前移，提高支架的支護(hù)性能。（2）為了防止架前冒頂，要求頂梁（或前梁）端部承載能力大，并且要把支架控頂?shù)娜L(zhǎng)范圍最大限度的嚴(yán)密封閉起來(lái)，有效控制漏頂。、煤層厚度大于20m的條件下，把煤層沿水平分成6～12m的分段，使用以液壓支架為主體的綜采設(shè)備開(kāi)采的放頂煤采煤法。這類(lèi)支架有一個(gè)可以上下擺動(dòng)的尾梁（擺動(dòng)幅度在45176。這類(lèi)支架的原始形式是前四連桿式，在礦壓較小的急斜水平分段開(kāi)采時(shí)比較適應(yīng)，為使這種支架在緩斜長(zhǎng)壁工作面發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，幾年來(lái)作了如下的探索：(1)把四連桿的上連接位置由頂梁上改在掩護(hù)梁上，使支架底部和上部的連接位置更接近扭轉(zhuǎn)力矩的作用點(diǎn)，增加了支架強(qiáng)度，減少了支架的損壞，形成了目前在緩斜工作面大量使用的后四連桿式低位放頂煤液壓支架；(2)大幅度加強(qiáng)前四連桿本身以及它與頂梁、底座的聯(lián)接強(qiáng)度，這種作法增加了支架的重量，有的重達(dá)20t以上，但設(shè)計(jì)時(shí)容易實(shí)現(xiàn)加大后部運(yùn)輸空間和增加破煤能力；(3)增大后部空間和尾梁向上擺動(dòng)的力，使其在較硬煤層中使用時(shí)也可讓頂煤順利放落和運(yùn)出，如ZFPS5200/17/32型支架尾梁端部向上擺動(dòng)力可達(dá)到500kN，使用效果良好；(4)后四連桿前連桿設(shè)計(jì)為Y型，后連桿設(shè)計(jì)為I型，增大了支架的前、后人行道的寬度并加大了后部的人員工作與維護(hù)空間；(5)把后輸送機(jī)千斤頂耳座與底座的聯(lián)接改為活聯(lián)接，改善了運(yùn)輸狀況。緩斜中硬難放煤層在選型時(shí)考慮到低位放頂煤液壓支架的強(qiáng)度低，又無(wú)成功的實(shí)例，往往選用中位放頂煤液壓支架，但受到放煤口的限制，實(shí)際上也未能很好解決其放煤?jiǎn)栴}。這種架型與設(shè)計(jì)先進(jìn)的過(guò)渡支架配合使用，創(chuàng)出了新水平，被廣泛推廣使用。2 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 支架高度、支架間距和底座長(zhǎng)度的確定支架高度的確定原則，一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來(lái)確定，然后確定支架高度對(duì)于大采高支架，按下式確定支架高度，即： ( ) ( )式中 ： ——支架最大高度,mm；——支架最小高度, mm；——煤層最大厚度, mm；——煤層最小厚度, mm；——考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可能初撐力所需要的支撐高度，一般取mm；——頂板最大下沉量，一般取mm；——移架時(shí)支架的最小可縮量，一般取mm；——浮矸石、浮煤厚度，一般取mm。由于液壓支架的使用壽命要求較長(zhǎng)，并可能被安裝在不同的采煤工作面，所以，支架應(yīng)具有較大的伸縮比。一般根據(jù)單位缸長(zhǎng)行程來(lái)確定，當(dāng)范圍內(nèi)可采用單伸縮。由此，可以得到：支柱應(yīng)采用雙伸縮立柱，但考慮其制造成本及放頂煤液壓支架工作條件，選擇單伸縮機(jī)械加長(zhǎng)立柱。支架間距bc要根據(jù)支架型式來(lái)確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng)度及槽幫上千斤頂聯(lián)結(jié)塊的位置來(lái)確定，、,千斤頂聯(lián)結(jié)塊位置在溜槽長(zhǎng)度的中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外。本文設(shè)計(jì)支架為支撐掩護(hù)式，估取底座長(zhǎng)度為2400mm，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)結(jié)構(gòu)要求修改為3000mm。，掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)E1和瞬時(shí)中心O之間的連線與水平線的夾角為θ，設(shè)計(jì)時(shí)，要使范圍內(nèi)，主要原因是θ角直接影響附加力Qy的數(shù)值大小。只要找到這個(gè)圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心，就可以找到前連桿的位置和長(zhǎng)度了。后連桿下鉸點(diǎn)與底座底面之距根據(jù)支架最小高度確定，薄煤層支架取150～250mm，中厚煤層支架取250～450mm，大采高支架取450～600mm。； 。根據(jù)支架結(jié)構(gòu)取450mm。（5）、過(guò)A點(diǎn)作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。(9)、過(guò)E1點(diǎn)作F－F線的垂線。(12)、以O(shè)點(diǎn)為圓心，以為半徑作圓弧。以A2點(diǎn)為圓心，與E3A2相交于B2點(diǎn)。(18)、過(guò)點(diǎn)C向H－H線作垂線，交于D點(diǎn)。 支架四連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型給支架頂梁頂面加一線性馬達(dá)，運(yùn)動(dòng)距離為1500mm，并設(shè)置頂梁前端面的XY方向位移圖解以及其運(yùn)動(dòng)軌跡，,。先移架后推溜的方式（及時(shí)支護(hù)）要求頂梁有較大長(zhǎng)度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)）要求頂梁長(zhǎng)度較小。梁端距是考慮由于工作面底板起伏不平造成輸送機(jī)和采煤機(jī)的傾斜，以及采煤機(jī)割煤時(shí)垂直分力使搖臂和滾筒向支架傾斜，為避免割頂梁而留的安全距離。頂梁寬度根據(jù)支架間距和架型來(lái)定。穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為60～70%，對(duì)于中等穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為75～85%，對(duì)于破碎頂板，覆蓋率δ指應(yīng)達(dá)到85～95%。故前排立柱取，后排立柱垂直布置。本支架立柱間距選1m。因此必須驗(yàn)算通風(fēng)斷面積。 ( )式中 ——工作面風(fēng)速，m/s； ——支架在采煤工作面的通風(fēng)斷面積，mm2； ——采煤工作面所需風(fēng)量，m3/min ( )——通風(fēng)不均系數(shù)，一般取=——安全規(guī)程允許的瓦斯含量，一般取=1% ( )——日產(chǎn)量，；——每分鐘生產(chǎn)一噸煤的沼氣涌出量，一般取計(jì)算：, 則有： ，合乎安全規(guī)程規(guī)定。（1）用于支撐、維護(hù)和覆蓋頂板，為工作面創(chuàng)造安全的工作空間；（2）將立柱的支撐力傳遞至頂板，并給予合理地分布；對(duì)支架后部接近采空區(qū)的頂板起切頂作用；對(duì)無(wú)立柱空間的頂板起支撐作用；（3）為護(hù)幫、防倒裝置等提供依托；（4）將頂板載荷通過(guò)立柱經(jīng)底座傳到底板。整體剛性頂梁為寬面板式箱形結(jié)構(gòu)件。運(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸。鉸接前梁與頂梁如下圖 ：(a) 鉸接前梁 (b) 鉸接頂梁（3）．楔形結(jié)構(gòu)梁。由于楔形梁1與后梁4為鉸接結(jié)構(gòu)，令操作楔形梁千斤頂伸出或縮回時(shí)帶動(dòng)楔塊前后移動(dòng)，從而使楔形梁1繞銷(xiāo)軸上下擺動(dòng)，其擺動(dòng)范圍取決于楔塊的行程和楔角的大小。 楔形結(jié)構(gòu)梁本文所設(shè)計(jì)的液壓支架，為了要適應(yīng)復(fù)雜的頂板情況，所以采用鉸接式頂梁。本支架在設(shè)計(jì)中采用了單