【正文】 Hmax＝Mmax＋S1 (21) Hmax=+= m支架最小結構高度 Hmin＝MminS2 (22) Hmin== m式中 Mmax ，Mmin—煤層最大、最小采高S1—偽頂冒落的最大厚度，～。4) 瓦斯涌出量 對于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通風斷面應滿足通風的要求，選型時要進行驗算。3) 底板性質底板承受支架的全部載荷，對支架的底座影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架地做的結構和支撐面積。當煤層傾角大于10176?！?(軟煤層下限，硬煤層上限)時，應選用抗水平推力強且?guī)ёo幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。2 液壓支架總體設計 液壓支架的選型老頂為Ⅱ級；直接頂為1類；~（1）架型選擇的依據正確選擇液壓支架的架型，對于提高綜采工作面的產量和效率，充分發(fā)揮綜采設計的效能，實現高產高效，是一個很重要的因素。對于掩護式和支撐掩護式支架，其初撐力和工作阻力的計算還要考慮到立柱傾角的影響因素。此階段為增阻階段t1。支架初撐力的大小取決于泵站的工作壓力，立柱缸徑和立柱的數量。3）移架移架是由底座上的推移千斤頂來完成的。這些動作是利用泵站供給的高壓乳化液通過工作性質不同的幾個液壓缸來實現完成的。3) 復合支護—般循環(huán)方式為：割煤一支架伸出伸縮梁一推溜一收伸縮梁一移架。適用于各種頂板條件，是目前應用最廣泛的支護方式。 液壓支架的支護方式綜采工作面的主要生產工序有采煤、移架和推溜。也可倒八字形布置和交叉布置。因此，它兼有支撐式和掩護式支架的結構特點和性能，可適應各種頂底板條件。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風斷面小。掩護式支架的立柱較少，除少數掩護式支架1根立柱外，一般都是一排2根立柱。(a) 垛式支架 (b) 節(jié)式支架圖13支撐式支架結構形式Figure 13 Support stent structure(2 ) 掩護式支架（如圖11），其主要由前梁、主梁、掩護梁和側護板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、推移千斤頂、操縱閥等組成。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內。垛式支架每架為一整體，與輸送機連接并互為支點整體前移。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個采煤工作面的兩端。4) 輔助裝置，如推移裝置、護幫(或挑梁)裝置、伸縮梁(或插板)裝置、活動側護板、防倒防滑裝置、連接件等。2) 液壓油缸，包括立柱和各類千斤頂。另外，將普遍采用額定壓力為40MPa、額定流量為400L/min的高壓大流量乳化液泵站，以適應快速移架的需要：系統采用環(huán)形或雙向供液，保證支架有足夠的壓力達到初撐力，保證支架接頂位置準確。隨著長壁工作面長度的不斷增加，為適應快速移架的需要，國外還廣泛采用高壓大流量乳化液泵站，其額定壓力為40～50MPa，額定流量400～500/min可實現工作面成組或成排快速移架，移架速度達到6～8s/架。我國液壓支架經過30多年的發(fā)展，盡管取得了顯著的成績，在雙高礦井建設中出現過日產萬噸甚至班產超萬噸的記錄，但總體水平與世界先進采煤國家仍存在一定差距。1 緒論 液壓支架現狀液壓支架的設計、制造和使用，從1954年英國研制成功了液壓支架發(fā)展到現在，已經基本成熟，它已經形成了能適應各種不同煤礦地質條件的各類液壓支架。，老頂級別為二級，直接頂類別為一類的掩護式液壓支架的設計。中間液壓支架是安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面上所的位置的支架。前言綜合機械化采煤是煤礦技術進步的標志，是煤礦增加產量、提高勞動效率、增加經濟效益的重要手段。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個采煤工作面的兩端。從架型的結構特點來看，由于架型的不同，它的支撐力分布和作用也不同；從頂板條件來看，由于直接類別和老頂級別的不同，支架所承受的載荷也不同，所以為了在使用中合理地選擇架型，要對支架的支撐力承載力的關系進行分析，使支架的支撐力能適應頂板載荷的要求。其因此本設計設計這類掩護式液壓支架?？傊?，隨著時代的發(fā)展和進步，液壓支架設計、制造和使用，將越來越完善、安全、可靠。支架還采用屈服強度800～1000MPa的鋼板，既有較高的強度、硬度和韌性，又具有良好的冷焊性能。今后，握我國的液壓支架的設計將朝技術含量大、鋼板強度高、移架速度快(6～8s/架)和電液控制閥的方向發(fā)展，對有破碎帶和斷層的工作面將加大支架的移架力，盡量采用整體可靠推桿和抬底座機構，并減少千斤頂數量。其主要功能是承受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷。其主要功能是操作控制支架各液壓油缸動作及保證所需的工作特性。1) 液壓支架按其結構特點和與圍巖的作用關系—般分為三大類，即支撐式、掩護式(圖11)和支撐掩護式(圖12) 圖11 掩護式液壓支架結構 圖12支撐掩護式液壓支架結構Figure 11 Coverhydraulic support structure Figure 12 Support for the cover of the hydraulic support structure2) 液壓支架按在采煤工作面的安置位置分，端頭液壓支架和中間液壓支架。(1) 支撐式支架，支撐式支架是出現最早的一種架型，按其結構和動作方式的不同，支撐式支架又分為垛式支架（圖13 a）和節(jié)式支架（圖13 b）兩種結構型式。支撐式支架的結構特點是：頂梁較長，其長度多在4m左右；立柱多，一般是4～6根，且垂直支撐；支架后部設復位裝置和擋矸裝置。此種支架在現階段的綜采工作面的生產時都已基本不再采用。立柱的支撐力間接作用與頂梁或直接作用與頂梁上。 掩護式支架的支護性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁的頂板上，所以支護強度較大、且均勻，掩護性好，能承受較大的水平推力，對頂板反復支撐的次數少，能帶壓移架。支撐掩護式支架是在吸收了支撐式和掩護式兩種支架優(yōu)點的基礎上發(fā)展起來的一種支架。支撐掩護式支架的立柱均為兩排，立柱可前傾或后傾。包括放頂煤支架等。即時支護的特點是，頂板暴露時間短，梁端距較小。可用于穩(wěn)定、完整的頂板。 液壓支架的工作原理及工作特性液壓支架在工作過程中必須具備升、降、推、移四個基本動作。2）降柱當需要降柱時，高壓液進入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁脫離頂板。 液壓支架工作特性圖15 液壓支架的工作特性曲線Figure 15 Hydraulic support the work of curvet0初撐階段 t1增阻階段 t2恒阻階段 P1初撐力 P2工作阻力 支架上升時，其支撐力隨時間的變化分如下三個基本階段：1）初撐階段支架在升柱時，高壓液進入立柱下腔，立柱升起使頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力增加，當增加到泵站工作壓力時，泵站自動卸載，支架的夜控單向閥關閉，立柱下腔壓力達到初撐力，此階段為初撐階段t0，此時支架對頂板的支撐力為初撐力。2）承載增阻階段支架初撐后，隨頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直到增加到支架的安全閥調正壓力，立柱下腔壓力達到工作阻力。支架的工作阻力標志著支架的最大承載能力。因此，常用單位支護面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護強度來表示支架的支護性能。（2） 架型選擇應考慮的因素1) 煤層厚度煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力，而且還影響到支架的穩(wěn)定性。2) 煤層傾角煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性、傾角大時易發(fā)生傾倒下滑等現象。時，應同時具有防滑防倒裝置。②、2分別為II、III、IV級老頂的分級增壓系數；IV級老頂只給出最低值2，選用時可根據本礦實際確定適宜值。此外，對于特定的開采要求，應選用特種支架。支架的伸縮比Ks＝HmaxHmin＝26001700＝ (23) Ks值的大小反映了支架對煤層厚度變化的適應能力，其值越大，說明支架適應煤層厚度變化的能力越強。 中心距和寬度的確定 支架中心距一般等于工作面一節(jié)溜槽長度。支架頂梁一般裝有活動側護板，側護板行程一般為170~200mm。 配套設備選擇綜采工作面采煤機、液壓支架和輸送機之間在性能參數、結構參數、空間尺寸及相互連接等方面，有著嚴格的配套要求，以保證綜采工作面的最大生產能力和安全生產的要求。2) 性能配套綜采工作面“三機”性能配套，主要通過設備結構參數的配套來實現，以解決設備性能間互相制約的問題。 從安全角度考慮，F應愈小愈好，但卻受到機器結構參數等因素的約束， F=B+e+G+x (24)式中 e―煤壁與輸送機鏟板之間的距離。時應安裝防滑絞車，輸送機應設置防滑錨固裝置，支架也應有防倒防滑和調架裝置；而對于大采高工作面設備，煤層傾角大于10176。其原因為當頂板來壓時，立柱讓壓下縮，使頂梁有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。~62176。2) 對于掩護式液壓支架，后連桿與掩護梁的比值I=~?！　?) 后邊桿與掩護梁長度的確定。的運動軌 圖22 Figure 22跡為近似雙紐線，為使雙紐線最大寬度Ex和θ角盡量小，可把e39。根據前人設計經驗及研究成果可知，當e39。a) 支架在最高位置時的計算高度為H1，此時b1(x1，y1)： x1=FcosP1 (211) y1=H1FsinP1 (212) b) 支架在最低位置時的計算高度H２，此時b2(x2，y2) x2=FcosP２ (213) 　　　　 y２=H２FsinP２ (214)　式中P２的計算可由幾何關系求得： 　　　令 W1=G2H2 2+E1 2A22 (215) W2=2W1+G2H2 2 (216) a2點Y坐標： ya2=H２E1 2W1+W2H2 2E1 2W1 2E1 2+E1 4G2H2 2+E1 2 (217) Q2=Atnya2A2ya22 (218) P2=AtnH２AsinQ2E1+AcosQ2 (219) 支架在最低位置時，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護梁上，根據物理學摩擦理論可知，要求tanP2W，如果取掩護梁和矸石的摩擦系數W=，則P2≥。前連桿的長度C：　　　　　　　C=(x1xc)2+(y1yc)2 (224)式中c點坐標c(xc，yc)，可由幾何關系求得：　　　　　令 M=x3 2x1 2+y3 2y1 2 (225) N=x2 2x3 2+y2 2y3 2 (226) T=2[x3x1y2y3x2x3y3y1 (227) xc=My2y3Ny3y1T (228) yc=Mx3x1Mx2x3T (229)C點坐標求出后，前連桿長度和角度就可以確定了。在設計支架的底座長度時，應考慮如下諸方面：支架對底板的接觸比壓要小；支架內部應有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；使于人員操作和行走，保證支架的穩(wěn)定性等。同時為防止當采煤機向支架內傾斜時，采煤機滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機截割時，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離（空頂距）為300mm。先移架后推溜的方式（及時支護方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架的方式（滯后支護方式）要求頂梁長度較短。底座長度ld ——底座前端至后連桿下鉸點的距離，100mm由類比法，底座長度初取ld=2400 mml=1967+2100+986176。但頂板載荷復雜，分布規(guī)律因支架機頂梁與頂坂的接觸情況而異。所以支架支撐力分布也為三角形，以此計算立柱上柱窩位置。來考慮，具體計算如圖25圖25 Figure 25 x1=x+GcosP2AcosQ2H3tanα2E （238)式中 H3=Hn(h3+h2)，取h3＝200 mm；h2=200 mm　α2—支架最低位置時，