【正文】 長度頂梁長度受支架型式、配套采煤機截深(滾筒寬度)、刮板輸送機尺寸、配套關系及立柱缸徑、通道要求、底座長度、支護方式等因素的制約。要使側(cè)護板固定，只要把彈簧套筒收回，用銷子銷在銷孔中。一般梁的支撐力，未伸出前為 200～400kN。圖 32　　頂梁筋板焊接方式這里采用前后鉸接式頂梁。（16）分別作和的垂直平分線，其交點即為前連桿下鉸點，為前連桿長度。（13）以 e′′′ 點為圓心，掩護梁長 ae′ 為半徑作弧，交最前面圓弧上一點 a′′ ，此點為支架降到最低位置時，掩護梁與后連桿的鉸點。（9）在垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護梁的鉸點 e′′′ 。（5）過 a 點作與 H—H 線有夾角 a1 的斜線，以 a 點為圓心，以 G 為半徑作弧交此斜線一點 e′，此點為掩護梁與頂梁的鉸點。（1）確定后連桿下鉸點 O 點的位置，使它大體比底座底面略高 200～250mm（或類比同類型支架確定）。確定掩護梁上鉸點至頂梁頂面之距和后連桿下鉸點至底座至底面之距。重新計算后可得：Q1=78176。Q1=78176。支架間距 b 主要根據(jù)支架型式，但目前主要根據(jù)刮板運輸機油槽節(jié)長度及槽幫上千斤頂連接的位置來確定，目前我國刮板運輸機油槽每節(jié)長度為 ,千斤頂連接位置在刮板槽中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 ，此處恰取 1500mm。當支架中心距為 ，最小寬度一般1400～1430mm，最大寬度一般 1570～1620mm。大采高支架為促高穩(wěn)定性中心距可采用 1．75m，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 。在采用雙伸縮立柱時，垛式支架的伸縮比為 ；支撐式支架為 ；掩護式支架可達 3，一般范圍是 至 ，煤層較薄時選大值。SK2K對于中厚煤層支架，按下式確定支架高度，即： H ＝M ＋(200～300)maxH ＝M －(300～400)ini 　對于薄煤層支架，則按下式確定支架高度，即 H ＝M ＋(100～200)ax 　 H ＝M －(150～250)ini 支架的最大高度與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。 液壓支架整體結(jié)構(gòu)尺寸設計 液壓支架的結(jié)構(gòu)型式很多，且隨著采高和應用條件的不同，支架的結(jié)構(gòu)布置和尺寸也各異。③ 結(jié)構(gòu)緊湊，行人操作方便。（5） 煤層硬度　當煤層為軟煤層時，支架最大采高一般≤；中硬煤層時，支架最大采高一般≤；硬煤層時，支架最大采高5m。時，排頭支架設防倒滑裝置，工作面中部支架設底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機設置防倒滑裝置。?② 傾角在 10176。② 當煤層厚度達到 ～ 以上時，需選擇帶有護幫裝置的掩護式或支承掩護式支架。 影響架型選擇的因素液壓支架的選型受到礦井的煤層、地質(zhì)、技術和設備條件的限制，因此，以上因素都會影響到支架的選型。（2） 對于非常穩(wěn)定和穩(wěn)定的難垮落頂板和周期來壓強烈和十分強烈的頂板，應優(yōu)先考慮選取四柱支撐掩護式支架。支承掩護式支架適合于周期來壓強烈，中等穩(wěn)定和穩(wěn)定頂板。液壓支架架型的選擇，主要取決于液壓支架的力學性能是否適用礦井的頂?shù)装鍡l件和其它地質(zhì)條件。這類支架的工作阻力、切頂項能力均介于上述二者之間，但由于有掩護梁，其掩護性能與穩(wěn)定性均較好，適用于直接頂穩(wěn)定和中等穩(wěn)定（2～4 類），周期壓力明顯（Ⅱ～Ⅲ）的頂板。這類支架的工作阻力較小，切頂能力較弱，架型空間較小，但支架的防護性能較好。適用于直接頂穩(wěn)定和堅硬老頂周期壓力明顯或強烈的頂板，不適用于破碎頂板。推移連桿的一端通過連接頭與輸送機相連，另一端通過推移千斤頂與底座相連，推移連桿除承受推拉力外，還承受一定的側(cè)向力防止底座的下滑。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，使整個支架產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動的趨勢，從而增加了頂梁前端的支護力防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利于移架。在特殊情況下需要角度較小時，可提高后連桿下鉸點的高度。為宜。Q≦75176。這些幾何特征是四連桿機構(gòu)動作過程的必然結(jié)果。圖 23 前連桿圖 24 后連桿四連桿機構(gòu)的作用四連桿機構(gòu)是掩護式支架和支撐掩護式支架的最重要部件之一。底座結(jié)構(gòu)如圖 22 所示 型限位塊 6 后柱窩 圖 2－2 底座其主要作用是：（1） 將上方載荷傳遞給底板，為立柱、推移裝置及其他輔助裝置提供安裝空間；（2） 給工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（3） 保證支架的穩(wěn)定性。 掩護梁1－護幫板耳座；2－側(cè)推千斤頂座；3－側(cè)護板；4－側(cè)推千斤頂；5－前連桿耳座；6－后連桿耳座；7－護幫千斤頂耳座；8－彈簧筒； 9－插板千斤頂耳座圖 2－1　掩護梁掩護梁分別與底座和掩護梁千斤頂，其主要作用有：（1） 承受下部頂板傳給的水平分力和側(cè)向力，增強支架的抗扭性能；（2） 掩護梁與掩護梁千斤頂，保證支架的穩(wěn)定性；（3） 阻擋后部落煤，維護工作空間。（3） 液壓控制元件主要有液壓控制閥、操縱閥、雙向鎖、安全閥、截止閥等及液壓輔助元件等。當頂板壓力超過立柱安全閥限定壓力時，安全閥開啟釋放出立柱中的液體進行讓壓，當頂板壓力下降到立柱工作阻力時，安全閥關閉進行保壓承載。從支架回流的低壓乳化液通過組合操縱閥與回液截止閥由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循環(huán)使用。5 為了加快支架的移設速度，進一步改善操作條件，支架控制正在向自動控制方向發(fā)展。近幾年來，國外正在研制一次截深 米左右或一次采高 米的液壓支架。為了改進支架的支護性能，提高它對礦山地質(zhì)條件的適應性，擴大使用范圍，延長使用壽命，目前液壓支架有下列幾方面的發(fā)展動向：1 大力發(fā)展掩護式和支撐掩護式支架，對其他型式的支架，應用逐漸機減少?；谝簤褐Ъ茉趪鴥?nèi)外的發(fā)展狀況和研究動態(tài)，設計人員認為研究液壓支架及其液控系統(tǒng)的動態(tài)持性，分析決定液壓支架支護持性二核心要素(移架速度和切撐力)之間的動態(tài)關系，解除大流量與高壓力的相互制約關系是亟待解決的重大問題。 電液控制技術、帶壓移架控制系統(tǒng)、初撐增壓閥的研究和應用，旨在改善液壓支架的支護特性、提高移架速度和初撐力。二柱掩護支架因立柱數(shù)目少、操作簡便、侈架速度快等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到了廣泛的應用。為了提高移架速度，就很難保證初撐時間，從而不能保證初撐力達到規(guī)定要求。對于動態(tài)特性較差的支架液壓系統(tǒng)、其得架動作過程所需的時間遠遠超過靜態(tài)計算的運行時間。氣垛支架以其整體性能好、穩(wěn)定性好、抗沖擊載荷能力強、初期投資少和操作維護簡便等優(yōu)點，在薄煤層和急傾斜煤層支護中已經(jīng)取得了一席之地。還須開發(fā)研究等壓雙伸縮立柱和能夠克服剛性四連桿機構(gòu)缺點的新架型等。對液壓支架的研究，一般是在假定液壓支架載荷的前提下來研究其性能；面對礦山壓力的研究又未能顧及到液壓支架動態(tài)特性的影響。提高移架速度，必然要求提高泵站額定流量、供液系統(tǒng)大通徑管路和閥件的承壓能力。其一是支護速度太慢，難以適應高產(chǎn)高效生產(chǎn)的需要，特別是不能與采煤機牽引速度相匹配；其二是工作面支架初撐力嚴重不足不均，給工作面頂板的管理、維護和安全生產(chǎn)帶來許多困難，有時嚴重影響工作面的正常生產(chǎn)。尤其對液壓支架液壓系統(tǒng)及其控制技術方面的研究投入較少，存在的問題最為突出，成為制約液壓支架發(fā)展的主要因素。與國外同類產(chǎn)品相比，這些支架的移架速度較慢（—般為 20—30s)、初撐比較低(一般為 — ，實測僅為 ~)。適用緩傾斜厚煤層高產(chǎn)高效的液壓支架分為機械化鋪聯(lián)網(wǎng)支架、 一次采全高支架和放頂煤支架三大類。至 70 年代中期，研制了 QY 型掩護支架和 ZY35 型支撐掩護支架。如美國、澳大利亞的大部分長壁工作面部采用了電液控制技術，可對液壓支架的各種動作功能進行多種方式的程序控制相性能監(jiān)測。1974 年以來，從西德、英國、蘇聯(lián)和波蘭等國引進了許多不同類型的液壓支架。這幾種設備相互配合，組成了綜合機械化采煤設備。自 1954 年英國裝備了世界上第一個液壓支架工作面開始，采煤技術實現(xiàn)了綜合機械化。如皮帶輸送機應實現(xiàn)自移機尾、閉環(huán)控制張緊裝置的功能。目前我國采掘嚴重失調(diào)的主要原因就是掘進機械化作業(yè)中，支護作業(yè)未能實現(xiàn)機械化，須盡快推廣掘進支護“錨桿化”。即要保證提升能力大于運輸環(huán)節(jié)能力，運輸環(huán)節(jié)能力大于工作面生產(chǎn)能力；要保證掘進速度、通風能力與供電能力適應廣工作面實際需求。（6）由于受價格和基礎工業(yè)水平的影響，我國煤機制造質(zhì)量、產(chǎn)品性能和可靠性距世界先進水平還有較大差距。（4）小煤窯濫采濫挖現(xiàn)象嚴重。工作面長度、采煤機截深、采區(qū)長度等工作面參數(shù)都比較小。新型高可靠性支架，反向四加桿高產(chǎn)高效低位放頂煤支架，適應中小煤礦的單一煤層采用輕型支架和輕型單擺桿放頂煤支架均取得成功。開發(fā)了ＣＡＤ工作站和微機ＣＡＤ系統(tǒng)，建成了較完整的液壓支架數(shù)據(jù)庫和通用圖庫，并正在逐步實現(xiàn)支架設計ＣＡＤ化?！。?）完成液壓支架計算機模擬試驗的研究，把有限無方法成功地用于液壓支架的研究，建立了液壓支架整體有限無模型，開發(fā) SSTS 液壓支架模擬試驗計算機仿真軟件系統(tǒng)，大大提高了液壓支架設計的可靠性廣泛應用于液壓支架設計研究，達到國際先進水平，為我國液壓支架打入國際市場發(fā)揮了重要作用。研制成功 MG2400W 型滾筒采煤機，液壓牽引，裝機功率 2400KW、運輸能力1500t/h，鋪設長度 250m，鑄造槽幫，2Φ34 雙中鏈交叉?zhèn)刃稒C頭，雙行星減速器，雙速電機驅(qū)動，傳動，傳動部可平行或垂直布置，過煤量 200 萬 t 等特點。目前全國已有 70多個綜采放頂煤工作面，并且，正以很快的速度在發(fā)展。晉城、大同等礦區(qū)在特厚煤層分層鋪網(wǎng)技術方面積累了豐富經(jīng)驗，晉城礦務局古書院煤礦分層鋪網(wǎng)工作面年放達到 200 萬ｔ，達到世界先進水平。在產(chǎn)量增加 ％的基礎上，平均工效達到 ／工，提高 ／工。 我國綜采技術的發(fā)展現(xiàn)狀幾存在的問題我國自 1973 年開始大規(guī)模引進德國、英國等國家的綜采設備，經(jīng)歷了消化、吸收和改進提高的過程。軟啟動大大提高了輸送機的可靠性，使鏈子和鏈輪的壽命加倍；④故障診斷和工況監(jiān)測技術，可以以連續(xù)監(jiān)測輸送機各部件的運行狀態(tài)，進行故障診斷和報警。隨著采煤機功率加大，產(chǎn)量提高，工作面刮板輸送機也發(fā)展成為大功率、高強度、高可靠性的運輸設備。采煤機技術發(fā)展的一個突破是采用了多電機電牽引技術，大大簡化了機械傳動系統(tǒng)。近年來，由于國際采礦業(yè)市場的不景氣和激烈競爭，導致各公司的相互兼并，形成幾個大跨國公司。 澳大利亞近 10 年來綜采發(fā)展很快，綜采工作面數(shù)量從 1980 年的 3 個增加到 1994 年的 25個，井工效率達到 17．71t／工。沙莫羅克公司(SHAMR0CK)的被克佛克礦在 123 個小班中產(chǎn)煤 166 萬 t，相當于月產(chǎn) 83 萬 t。綜采工作面高產(chǎn)高效紀錄不斷刷新，綜采裝備新技術層出不窮。80 年代末以來，世界主要產(chǎn)煤國家高產(chǎn)高效綜采技術迅速發(fā)展，特別是美國、澳大利亞、德國、英國和南非發(fā)展最快。 1994 年平均班產(chǎn)進一步提高，其中，前 10 個工作面年平均班產(chǎn)達到 5998t 洗精煤，相當于年產(chǎn) 400 萬 t 以上的水平。普遍裝備大功率電牽引重型采煤機組和大功率、大運量、高可靠性刮板輸送機。 英國和德國是世界上綜采技術裝備最先進的國家，由于受其自然煤層賦存條件的限制，其高產(chǎn)高效工作面的紀錄不如美國和澳大利亞，但世界著名的采煤機械公司主要集中在德國和英國。 高產(chǎn)高效綜采技術的核心是工作面綜采設備，近 10 年來，工作面三大配套設備——采煤機、刮板輸送機和液壓支架，在設計方法和結(jié)構(gòu)上都有了重大發(fā)展，主要是提高設備生產(chǎn)能力和可靠性，改進操作性能。采煤機截深達到 1—1．2m；③積木式結(jié)構(gòu)，各單元之間沒有機械動力傳動，簡單可靠；④其中更先進的設備，可實現(xiàn)滾筒自動導向，其實質(zhì)是煤巖界面探測技術，它能自動識別煤巖界面．并據(jù)此自動調(diào)節(jié)滾筒截割高度；⑤煤塵控制和故障診斷系統(tǒng)。使用壽命達到 600~1200 萬 t 過煤量；②采用 38mm、 42mm 大直徑刮板?鏈；③采用軟啟動技術，使用雙緩液力偶合器或排水型偶合器，配有程序邏輯控制器控制水的流速。 液壓支架技術另一重大突破是控制系統(tǒng)，應用電液控制技術，采用電磁(或微電機)控制的先導閥．先進可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理機技術，紅外遙感技術等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動作自動連續(xù)進行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時間達到 6—8 入配合采煤機的煤巖識別系統(tǒng)等先進技術，可實現(xiàn)工作面自動控制。1995 年全國共有 243 個綜采工工作面，統(tǒng)配煤礦綜合機械化程度達到 %．工作面平均工效 25．077t／工，全國有 65 個年產(chǎn)百萬噸以上的綜采隊，其中 9 個隊年產(chǎn)達到 200 萬 t 以上，2 個隊年產(chǎn)達到 300 萬 t 以上，兗州南屯煤礦綜二隊 1995 年年產(chǎn)達到 315 萬 t，最高月產(chǎn) 34．7 萬 t，創(chuàng)出我國高產(chǎn)高效的最好紀錄一、高產(chǎn)高效礦井建設取得重大成績我國從 1993 年開始組織高產(chǎn)高效礦井建設，到 1995 年已建成 56 個高產(chǎn)高效礦井。國內(nèi)幾個著名高產(chǎn)高效工作面裝備情況見下表二、機械化鋪網(wǎng)分層開采和放頂煤技術達到世界先進水平我國自 8 年代中期開始進行特厚煤層分層開采機械化鋪網(wǎng)液壓支架及配套技術的攻關，取得重要成果，研制試驗成功兩柱掩護式和四柱支撐掩護式鋪網(wǎng)支架系列，義馬?！　　〗陙?，綜采放頂煤技術在我國得發(fā)展和廣泛普及，綜采放機煤采煤法正在成為一種高產(chǎn)高效采煤方法，1995 年全國 65 個綜采百萬噸創(chuàng)水平隊中有 23 個是綜采放頂煤隊，占％，其中，年產(chǎn)