【正文】 底座 的作用力向后，底座前端的作用力向后移 ，從而增加了前梁端部的支護力，防止頂梁前端頂板冒落又可以使底座前端比壓減小，有利移架，可防止啃底， 更是 減少了水平力的合力 。 四連桿機構的幾何特征 支架從最大結構高度降到最小結構高度時，如圖 所示，頂梁端點運動軌跡的最大寬度 70e ? mm ，最好為 30mm 以下 支架在最大結構位置時和最小結構位置時，頂梁與掩護梁的夾角 P和后連桿與底平面的夾角 Q，應滿足以下要求，如圖 所示： 支架在最大結構位置時， P≤ 52o ～ 62o ， Q≤ 75o ～ 85o ；支架在最小 結構位置時，考慮便于矸石下滑，防止矸石停留在掩護梁，根據(jù)摩擦理論可知， tanPf? ,假設 鋼和矸石的摩擦系數(shù) 取 ? ,即： tan ? ,求得 ? ；為了安全可靠在最低工作位置時，應使 25oP? 為宜，而角 Q主要考慮掩護梁 的 底部距底板要有一定的距離， 以 防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架 不 能 正常下降 ，一般取 25 ~ 30ooQ? 。 一般掩護式支架的底座長度取 倍的移架步距，一個移架步距為 ，即底座長度為 ，支撐掩護式支架的底座長度取 4 倍的移架步距，即底座長度為 。所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 。目前國內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用 和 。 () 1K —— 單位缸長行程 ； maxL —— 活塞全部伸出時立柱的總長度， mm； minL —— 活塞全部縮回時立柱的總長度， mm； minmax LL ? —— 活塞行程， mm。一般的范圍是 到 ，煤層較薄 時應選取大值。 支架的伸縮比 支架的伸縮比是支架的最大結構與最小結構高度值之比 ，即： m inm ax HHm ? ( ) 支架的最大結構高度與最小結構高度之差為支架的調(diào)高范圍。如石炭井礦務局烏蘭礦將這種支架與過渡支架、端頭支 架配套使用，在傾角為 24176。盡管這種架型尚無滿意的效果。 前四連桿式支架在急斜水平分段放頂煤綜采中取得成功，如對四連桿及有關聯(lián)接件再進一步增加強度，成為定型設備，可以不考慮在急斜條件下使用后四連桿式支架。 (4)后四連桿前連桿設計為 Y 型，后連桿設計為 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空間。其主要特點如下： (1)由于具有連續(xù)的放煤口，放煤效果好，沒有脊背煤損失，回收率高； (2)和其他支架相比，從煤壁到放煤口的距離最長，經(jīng)過頂梁的反復支撐和在掩護梁上方的垮落，使頂煤破碎較為充分，對放煤極為有利； (3)后輸送機沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時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)尾梁擺動力和向上的擺角較小，破煤和松動頂煤的能力差； 這類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采時比較適應，為中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 使這種支架在緩斜長壁工作面發(fā)揮其優(yōu)勢，幾年來作了如下的探索： (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，增加了支架強度，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。 低位放頂煤液壓支架的特點及適應性分析 低位放頂煤支架是一種雙輸送機運煤，在掩護梁后部鉸接一個帶有插板的尾梁、低位放煤的支撐掩護式支架。 ⑷ 對急傾斜特厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求 ，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”煤層的放頂煤開采 ，低位放頂煤支架式較理想的架型。 ⑵ 支架各部的密閉性要好，尤其是頂梁端部，防止漏煤、冒頂，切實保證頂梁的接頂性 ，避免倒架。雙輸送機放頂煤液壓支架要有足夠的后部運輸空間，這 對緩傾斜中硬煤層長壁放頂煤尤為重要。選型時一般根據(jù)以下原則 ： ⑴必須保證放煤效果?！堞痢?35176。 圖 18 中位放頂煤液壓支架 圖 19 低位小插板放頂煤液壓支架 放頂煤液壓支架的特點及適應性分析 放頂煤液壓支架的安全性及適應性要求 采用放頂煤綜采的 4個重要條件是 ：地質(zhì)條件適應性、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格性。針對中位放頂煤 液壓支架存在的問題 。由于其放煤口高、放煤口小、存在頂煤損失大、放煤與采煤機割煤不能平行作業(yè)、效率低等缺點 ，已基本淘汰。 我國放頂煤液壓支架發(fā)展從低位 放頂煤液壓支架的研制開始 ，經(jīng)歷了高位、中位，現(xiàn)在又回到低位。后來因支架的穩(wěn)定性差，工作面發(fā)火中止了試驗。 80 年代初期 ，匈牙利研制成功單輸送機前開“天窗”式放頂煤掩護式支架，其結構如 圖 15。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 圖 13 MB17 28S 放頂煤液壓支架 圖 14 FB21 30S 型放頂煤液壓支架 MB17 28S 和 FB21 30S 型放頂煤液壓支架分別代表了插板式和“開天窗”式放頂煤液壓支架的結構特點。掩護 梁上還有圓孔 ，用以通過此孔將管子伸向采空區(qū)，以便輸送氮或泡沫。第 二臺輸送機安置在支架后部底座上，結構如圖 圖 12“開天窗”式放頂煤液壓支架 法國針對“香蕉”尾梁式放頂煤液壓支架存在的問題 MB17 28S、 FB21 30S 型放頂煤液壓支架。 1963 年．法國研制出用于放頂煤開采的支持掩護式放頂煤液壓支 架，并于 1964 年在布朗齊礦區(qū)試驗成功。近年來，綜采放頂煤技術在我國得到了迅速的發(fā)展和廣泛的普及，綜采放頂煤正成為一種高產(chǎn)高效的采煤方法。液壓支架的總重量和初期投資費用占工作面整套綜采設備的 60%~~70%左右，因此液壓支架成了現(xiàn)代采煤技術中的關鍵設備之一。中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 1 綜述 液壓支架是在摩擦支柱和單體液壓支柱等基礎上發(fā)展起來的工作面機械化支護設備。 全套圖紙，加 153893706 放頂煤支架架型的發(fā)展與演變 放頂煤液壓支架是隨著放頂煤開采方法應用而生的，綜采化機械應用到放頂煤采煤工作面后，放頂煤開采進入一個新發(fā)展階段。 1957 年，前蘇聯(lián)研制出 KTY 型單輸送機掩護式放頂煤液壓支架，并在庫茲巴斯的托姆烏辛斯克礦使用，開采該礦的 2 號和 4~5 號煤層、煤厚為 9~12m，煤層傾角 5 186。該支架為四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其擺動角度由千斤頂控制，配有兩臺輸送機，第二臺輸送機安置于尾梁后部的底板上。 MB17 28S 放頂煤液壓支架為四柱掩護式 掩護梁通過液 壓千斤頂控制進行伸縮 ，便于頂煤冒落裝煤。掩 護梁無四連桿機構 ，而直接與支架底座的尾端相鉸接。這兩類支架都配有雙輸送機運煤 ，滾筒采 煤機采煤 ，然后由掩護梁上的窗口或插板放出頂煤。機采煤炭與放落煤炭均采用單輸送機運輸 ，在實際應用中取得了良好效果。雖然沒有取得預期的效果 ，但人們看到了這種新型支架的前景，從此拉開了設計、研制放頂煤液壓支架的序幕。最初的放頂煤支架采用的是低位放煤 ，代表架型是 FY40014/28 型放頂煤液壓支架 ，結構如圖 16。 圖 16 FY40014/28 型放頂煤液壓支架 圖 17 高位放頂煤液 壓支架 80 年代末 90 年代初 ，我國研制出中位放頂煤液壓支架，結構如圖 。我國又研制出低位放頂煤液壓支架，其結構如圖 。其中前兩個 條件是基礎 ，后者是保證。 ，有了一些放頂煤綜采成功的實例。能否把煤放下、 放好，是緩傾斜中硬厚煤層開采最突出的問 題 ，也是放頂煤液壓支架選型的關鍵。放煤過程中難免出現(xiàn)大塊煤和矸石 ，如果處理的 不好 ，可能堵塞運輸通道，損壞設備。 ⑶ 加大支架初撐力，有利于防止頂煤和上覆巖層過早離層，從而防止頂煤垮落切頂線前移 ，提高支架的支護性能。 ⑵ 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)?全長范圍最大限度的嚴密封閉起來 ，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 612m的分段 ，使用以液壓支架為主體的綜采設備開采的放頂煤 采煤法。這類支架有一個可以上下擺動的尾梁，擺動幅度在 45176。 (2)大幅度加強前四連桿本身以及它與頂梁、底座的聯(lián)接強度，這種作法增加了 支架的重量，有的重達 20t 以上。 (5)把后輸送機千斤頂耳座與底座的聯(lián)接改為活聯(lián)接，改善了運輸狀況。 緩斜中硬難放煤層在選型時考慮到低位放頂煤液壓支架的強度低，又無成功的實例，往往選用中位放頂煤液壓支架，但受到放煤口的限制，實際上也未能很好解決其放煤問題。但這種探索無疑是很有意義的。的工作面上取得了成功。調(diào)高范圍越大 ，支架的適用范圍越 廣 ，但過大的調(diào)高范圍會給支架的結構設計造成困難，使支架的可靠性降低。但考慮應盡量減輕重量而采用單伸縮油缸或帶機械 加長桿來增加支架的調(diào)高范圍。 由支架的最大、最小結構高 度， 可得活塞的行程為 1600mm， 而活塞全部縮回時立柱的總 長， 暫用支架的最小高度 2200mm。大采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用，輕型支架為適應中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。本文取 。 本次設計低位放頂 煤支架為支撐掩護式，估取底座長度為 結構要求修改為 2800mm。在特殊情況下需要小角度的 Q 時，可以提高后連桿下鉸點的高度 由圖 可知，掩護梁與頂梁 的 鉸點 1E 和瞬時中心 O 之間的連線與水平線 之間的夾角為 Q， 在進行 設計時，要使 tan ?? ， 其 主要原因是 Q角直接影響附加力 yQ 數(shù)值 的大小。 由于支架所承受的水平力由 連桿 克服，所以減輕了掩護梁的受力。 圖 22 掩護梁和后連桿構成的曲柄滑塊機構 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 從圖 可看出，當掩護梁和后連桿長度已知，只需找到前連桿的長度和位置就可以，具體作法是先順時針轉(zhuǎn)動后連桿，使支架在支架的最高位置時 1E 點向下作近似直線運動，在掩護梁上有一點在運動中有一段近似圓弧軌跡。 后連桿的下鉸點與底座地面之間的距離根據(jù)支架的最小高度確定，薄煤層中支架取150~250mm，中厚煤層中支架取 250~450mm，大采高的支架取 450~600mm，本次設計中取 450mm。 ? 故?。?5282 1 39。本次根據(jù)支架結構取 450mm。 （ 5）、過 A 點作一條直線與水平線 H— H 線相交，使兩線夾角角度為 1P 。 （ 9）、過 1E 點作 F— F 線的垂線。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 （ 12）、以 O 點為圓心以 1L 為長度半徑作圓弧。以 2A 點為圓心，以 倍的 L 長度為半徑作圓，與 23AE 相交于 B2 點。 （ 18）、過點 C 向 H— H 線作垂線，相交于 D 點。 （ 1） 先移架后推溜的方式，支護及時，因此要求頂梁有較大的頂梁長度。 頂梁參數(shù)的計算 梁端距是指移架后頂梁端部至煤壁的距離（ C）。液壓支架尺寸關系如圖 26 所示。 頂梁寬度由支架間距和架型來選取，支架的架間間隙為 左右。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為 60～ 70%，對于中等穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為 75～ 85%，對于破碎頂板，覆蓋率δ指應達到 85～ 95%。 支撐方式 本設計為支撐掩護式液壓支架，立柱根據(jù)結構的要求呈傾斜或垂直布置，一般立柱與頂梁垂線的夾角小于 ?10 ,夾角越小 ,有效支撐能力就越大。支撐式液壓支架和支撐掩護式液壓支架的立柱間距一般為 1— 。 用途 頂梁在支護過程中所起到的作用： (1)支撐、維護和覆蓋頂板，為采煤工作面提供安全足夠的工作空間； (2)將立柱的支撐力傳至頂板，并合理地進行分布，對接近采空區(qū)的支架后部的頂板起切頂作用，對無立柱空間的頂板起到支撐作用； (3)為護幫、防倒防滑裝置等提供依托； （ 4） 將頂板載荷通過立柱和底座傳至底板。簡單的整體式剛性頂梁的結構外形如圖 所示。運輸時為減小運輸尺寸，前梁可以放下與頂梁垂直。楔形梁 1 通過銷軸和后梁 4 鉸接，楔塊 2夾在楔形梁的楔臂與頂粱之間，后端與楔形千斤頂鉸接，千斤頂又鉸接于頂梁上。因為擺動范圍相對于鉸中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計