【正文】 所以，在驗(yàn)算掩護(hù)梁和前后連桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按此種情況進(jìn)行。據(jù)此把三種支架簡(jiǎn)化成平面桿系進(jìn)行受力分析和計(jì)算。 值在 中隨承載能力有很大影響。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要以頂梁承受最大負(fù)荷時(shí)的支護(hù)高度為依據(jù)，按此時(shí)的工況進(jìn)行受力分析。（3） 支架承載能力隨高度的變化　　由支架載荷 的計(jì)算式直到，其中 、 、 是隨高度而變化的，因此支架的支撐力也就AP??l隨著高度而變化。?（2） tgθ 值對(duì)支架承載能力的影響在以上各式中有多項(xiàng)公式包含 tgθ，分析如下：O 點(diǎn)是瞬時(shí)中心，隨著支架高度的變化，O 點(diǎn)　的位置也發(fā)生變化，tgθ 也跟著發(fā)生變化。（1） 立柱傾角對(duì)承載能力的影響由于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的立柱大部分是傾斜布置的，傾角 又隨著支架的高度變?化，所以支架的承載能力的大小也隨著支架的高度而變化。（7） 支架各部分受力，按不同支護(hù)高度時(shí)受力最大值進(jìn)行強(qiáng)度校核。 支架載荷的確定 液壓支架實(shí)際受載荷情況很復(fù)雜，頂梁和底座上的載荷即非集中載荷又非均布載荷，分布規(guī)律隨著支架與頂?shù)装宓慕佑|情況而變化，為簡(jiǎn)化計(jì)算作如下規(guī)定。掩護(hù)梁上的側(cè)護(hù)板的裝配方式與頂梁相同。在底座前端中間焊接有過(guò)橋它可以起到對(duì)底座的加強(qiáng)作用，另外還要用于固定推移千斤頂，將其一端固定在底座上。②立柱下柱窩位置的確定立柱下柱窩位置的確定，要有利于移架，使底座前端比壓小。支架控頂距 L 為支架頂梁長(zhǎng)度加頂梁前端與煤壁間距。掩護(hù)式支架，由于一般用于破碎頂板，應(yīng)將頂板長(zhǎng)加以控制，使空頂區(qū)范圍內(nèi)的重復(fù)支承次數(shù)不超過(guò) 4～5 次，頂梁長(zhǎng)度為 ～,最大 3m。在頂梁兩側(cè)裝有側(cè)護(hù)板，根據(jù)工作面方向不同可使一側(cè)固定，另一側(cè)活動(dòng)。 液壓支架支部件設(shè)計(jì)（1） 頂梁頂梁用于支撐維護(hù)控頂區(qū)的頂板，承受頂板壓力，將頂板載荷通過(guò)立柱、掩護(hù)梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。（12）以 e′′ 點(diǎn)為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng) ae′ 為半徑作弧，交前圓弧上一點(diǎn) a′ ，此點(diǎn)為液壓支架降到中間某一位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。（4）在此斜線上截獲線段 oa，oa 長(zhǎng)度等于 A，a 點(diǎn)即為后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何作圖法按如下步驟進(jìn)行。根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征，初選 P1=56176。支架頂梁一般裝有活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般行程 170～200mm。maxin支架的伸縮比指其最大與最小高度之比即：m=Hm/Hn由于液壓支架的使用壽命較廠，并可能被安裝在不同采高的采煤工作面，所以，支架應(yīng)具有較大的伸縮比。② 確定支架總體與主要部件的布置與尺寸。（4） 瓦斯含量 對(duì)瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合保安規(guī)程的要求，并選用通風(fēng)端面較大的支承式或支承掩護(hù)式支架。（2） 煤層傾角① 煤層傾角10 時(shí)，支架可不設(shè)防倒滑裝置。（4） 在不穩(wěn)定頂板條件下使用四柱式支架應(yīng)注意對(duì)機(jī)道上方的頂板控制，包括增加前任阻力及可伸縮前梁等。掩護(hù)式支架適合于中等穩(wěn)定和一般破碎的頂板。（3） 支撐～掩護(hù)式支架支撐～掩護(hù)式支架兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，均為四柱式，立柱可直立或斜支在頂梁或掩護(hù)梁上，相當(dāng)于支撐式與掩護(hù)式的組合，以支撐為主，掩護(hù)為輔。但框架結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，承受側(cè)向力的能力較差。，如圖所示的 h 段。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使 P≧25176。下面通過(guò)四連桿動(dòng)作過(guò)程的幾何特征進(jìn)一步闡述其作用。該型底座的缺點(diǎn)是在推移機(jī)構(gòu)外易積存浮煤碎矸，要求及時(shí)清理。（2） 缸主要有雙作用雙伸縮立柱、推移千斤頂、側(cè)護(hù)千斤頂、前梁千斤頂?shù)取?lái)自泵站的高壓乳化液，經(jīng)主進(jìn)液管送到工作面，并與每架支架的進(jìn)液截止閥相連導(dǎo)入支架，再經(jīng)過(guò)組合操縱閥配液到各液壓缸，以完成支架所需的各項(xiàng)動(dòng)作。目前，各國(guó)正在研制大傾角、大采高、大截深和薄煤層支架，并使支架和菜煤機(jī)更好的配合。要從根本上解決這兩個(gè)相互制約的核心問(wèn)題，還需要從研究液壓支架及其液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性為突破口。帶壓移架控制系統(tǒng)可以以實(shí)現(xiàn)液比支架卸載扣移架工序的同步化相自動(dòng)化，改善了液壓支架的支護(hù)特性和控頂效果，消除了液壓支架的升降行程，故在一定程度上可提高移架速度。目前液壓支架移架速度的計(jì)算方法僅為靜態(tài)汁算，只反映了移架動(dòng)作的操作時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間。須加快電液控制系統(tǒng)的開發(fā)和支架供液系統(tǒng)和液控系統(tǒng)的優(yōu)化。頂板管理不好，必然影響移架速度的正常發(fā)揮，從而間接影響工作面的產(chǎn)煤量。然而在液壓支架及其液控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、液壓支架電液控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的研究起步較晚，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于一些先進(jìn)國(guó)家。適用于緩傾斜，中厚煤層高產(chǎn)高效的液壓支架的代表件型號(hào)有QY200—14／3BY3300—]3／3ZY35 或 BC40017／3TZ720—20．5／3ZY550—13／2ZY560k 等。50 年代英國(guó)研制的垛式支架和法國(guó)研制的節(jié)式支架代替了木支柱、金屬摩擦支柱、液壓支柱，開辟了采煤工作面支護(hù)設(shè)備的技術(shù)革命；60 年代前蘇聯(lián)研制并改進(jìn)的 OMKT 型掩護(hù)式支架(具有四連桿機(jī)構(gòu))，從根本上解決了支架梁端距變化大和不能承受水平力的問(wèn)題，開辟了液壓支架設(shè)計(jì)的新時(shí)代；70年代主要產(chǎn)煤國(guó)家都在不斷改善支架結(jié)構(gòu)，完善支架性能，實(shí)現(xiàn)了支架的“立即支護(hù)”力式；80 年代以來(lái)，為提高生產(chǎn)率和降低成本，在液壓支架的設(shè)計(jì)和研制中應(yīng)用了許多高新技術(shù)，特別是液壓支架的性能相自動(dòng)化程度有 f 大幅度提高。也就是說(shuō)，采用滾筒式或刨削式等采煤機(jī)械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運(yùn)輸機(jī)，以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)等運(yùn)煤；自移式液壓支架支護(hù)和管理頂板。主運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸能力一般偏低，不能與高產(chǎn)高效綜采工作面生產(chǎn)能力相匹配，故須對(duì)現(xiàn)有它運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行改造。要保證綜采工作面設(shè)備效能的充分發(fā)揮，必須保還生產(chǎn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)具有足夠的通過(guò)能力和適應(yīng)能力。（3）煤炭企業(yè)普遍經(jīng)濟(jì)效益較差，負(fù)擔(dān)重，技術(shù)改造任務(wù)難度大，資金投入嚴(yán)重不中，以致發(fā)展后勁不足，一些礦井沒(méi)有設(shè)備更新能力，機(jī)械給出現(xiàn)倒退局面。（6）新架型研制成績(jī)顯著，架型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善。煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所對(duì)支架力學(xué)特性進(jìn)行了深入的研究，提出了液壓支架三維力學(xué)模型的計(jì)算方法，克服了傳統(tǒng)平面力系方法的缺陷，提出了液壓支架總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)出液壓支架設(shè)計(jì)計(jì)算通用軟件系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用，使我國(guó)液壓支架設(shè)計(jì)計(jì)算提高到一個(gè)新水平?！　　〗陙?lái)，綜采放頂煤技術(shù)在我國(guó)得發(fā)展和廣泛普及，綜采放機(jī)煤采煤法正在成為一種高產(chǎn)高效采煤方法，1995 年全國(guó) 65 個(gè)綜采百萬(wàn)噸創(chuàng)水平隊(duì)中有 23 個(gè)是綜采放頂煤隊(duì)，占％，其中，年產(chǎn) 200 萬(wàn)ｔ以上的 9 個(gè)綜采隊(duì)中有 6 個(gè)是綜采放頂煤隊(duì)。1995 年全國(guó)共有 243 個(gè)綜采工工作面，統(tǒng)配煤礦綜合機(jī)械化程度達(dá)到 %．工作面平均工效 25．077t／工，全國(guó)有 65 個(gè)年產(chǎn)百萬(wàn)噸以上的綜采隊(duì)，其中 9 個(gè)隊(duì)年產(chǎn)達(dá)到 200 萬(wàn) t 以上，2 個(gè)隊(duì)年產(chǎn)達(dá)到 300 萬(wàn) t 以上，兗州南屯煤礦綜二隊(duì) 1995 年年產(chǎn)達(dá)到 315 萬(wàn) t，最高月產(chǎn) 34．7 萬(wàn) t，創(chuàng)出我國(guó)高產(chǎn)高效的最好紀(jì)錄一、高產(chǎn)高效礦井建設(shè)取得重大成績(jī)我國(guó)從 1993 年開始組織高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，到 1995 年已建成 56 個(gè)高產(chǎn)高效礦井。使用壽命達(dá)到 600~1200 萬(wàn) t 過(guò)煤量；②采用 38mm、 42mm 大直徑刮板?鏈；③采用軟啟動(dòng)技術(shù)，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。 高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是工作面綜采設(shè)備，近 10 年來(lái)，工作面三大配套設(shè)備——采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架，在設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)上都有了重大發(fā)展，主要是提高設(shè)備生產(chǎn)能力和可靠性，改進(jìn)操作性能。普遍裝備大功率電牽引重型采煤機(jī)組和大功率、大運(yùn)量、高可靠性刮板輸送機(jī)。80 年代末以來(lái)，世界主要產(chǎn)煤國(guó)家高產(chǎn)高效綜采技術(shù)迅速發(fā)展，特別是美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)、英國(guó)和南非發(fā)展最快。沙莫羅克公司(SHAMR0CK)的被克佛克礦在 123 個(gè)小班中產(chǎn)煤 166 萬(wàn) t，相當(dāng)于月產(chǎn) 83 萬(wàn) t。近年來(lái)，由于國(guó)際采礦業(yè)市場(chǎng)的不景氣和激烈競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致各公司的相互兼并，形成幾個(gè)大跨國(guó)公司。隨著采煤機(jī)功率加大，產(chǎn)量提高，工作面刮板輸送機(jī)也發(fā)展成為大功率、高強(qiáng)度、高可靠性的運(yùn)輸設(shè)備。 我國(guó)綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀幾存在的問(wèn)題我國(guó)自 1973 年開始大規(guī)模引進(jìn)德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的綜采設(shè)備，經(jīng)歷了消化、吸收和改進(jìn)提高的過(guò)程。晉城、大同等礦區(qū)在特厚煤層分層鋪網(wǎng)技術(shù)方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，晉城礦務(wù)局古書院煤礦分層鋪網(wǎng)工作面年放達(dá)到 200 萬(wàn)ｔ，達(dá)到世界先進(jìn)水平。研制成功 MG2400W 型滾筒采煤機(jī)，液壓牽引，裝機(jī)功率 2400KW、運(yùn)輸能力1500t/h，鋪設(shè)長(zhǎng)度 250m，鑄造槽幫，2Φ34 雙中鏈交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭，雙行星減速器，雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)，傳動(dòng)部可平行或垂直布置，過(guò)煤量 200 萬(wàn) t 等特點(diǎn)。開發(fā)了ＣＡＤ工作站和微機(jī)ＣＡＤ系統(tǒng)，建成了較完整的液壓支架數(shù)據(jù)庫(kù)和通用圖庫(kù)，并正在逐步實(shí)現(xiàn)支架設(shè)計(jì)ＣＡＤ化。工作面長(zhǎng)度、采煤機(jī)截深、采區(qū)長(zhǎng)度等工作面參數(shù)都比較小。（6）由于受價(jià)格和基礎(chǔ)工業(yè)水平的影響，我國(guó)煤機(jī)制造質(zhì)量、產(chǎn)品性能和可靠性距世界先進(jìn)水平還有較大差距。目前我國(guó)采掘嚴(yán)重失調(diào)的主要原因就是掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)中，支護(hù)作業(yè)未能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，須盡快推廣掘進(jìn)支護(hù)“錨桿化”。自 1954 年英國(guó)裝備了世界上第一個(gè)液壓支架工作面開始，采煤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化。1974 年以來(lái)，從西德、英國(guó)、蘇聯(lián)和波蘭等國(guó)引進(jìn)了許多不同類型的液壓支架。至 70 年代中期，研制了 QY 型掩護(hù)支架和 ZY35 型支撐掩護(hù)支架。與國(guó)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(shí)測(cè)僅為 ~)。其一是支護(hù)速度太慢，難以適應(yīng)高產(chǎn)高效生產(chǎn)的需要，特別是不能與采煤機(jī)牽引速度相匹配；其二是工作面支架初撐力嚴(yán)重不足不均，給工作面頂板的管理、維護(hù)和安全生產(chǎn)帶來(lái)許多困難，有時(shí)嚴(yán)重影響工作面的正常生產(chǎn)。對(duì)液壓支架的研究，一般是在假定液壓支架載荷的前提下來(lái)研究其性能；面對(duì)礦山壓力的研究又未能顧及到液壓支架動(dòng)態(tài)特性的影響。氣垛支架以其整體性能好、穩(wěn)定性好、抗沖擊載荷能力強(qiáng)、初期投資少和操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在薄煤層和急傾斜煤層支護(hù)中已經(jīng)取得了一席之地。為了提高移架速度，就很難保證初撐時(shí)間，從而不能保證初撐力達(dá)到規(guī)定要求。 電液控制技術(shù)、帶壓移架控制系統(tǒng)、初撐增壓閥的研究和應(yīng)用，旨在改善液壓支架的支護(hù)特性、提高移架速度和初撐力。為了改進(jìn)支架的支護(hù)性能，提高它對(duì)礦山地質(zhì)條件的適應(yīng)性，擴(kuò)大使用范圍，延長(zhǎng)使用壽命，目前液壓支架有下列幾方面的發(fā)展動(dòng)向：1 大力發(fā)展掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，對(duì)其他型式的支架，應(yīng)用逐漸機(jī)減少。5 為了加快支架的移設(shè)速度，進(jìn)一步改善操作條件，支架控制正在向自動(dòng)控制方向發(fā)展。當(dāng)頂板壓力超過(guò)立柱安全閥限定壓力時(shí)，安全閥開啟釋放出立柱中的液體進(jìn)行讓壓，當(dāng)頂板壓力下降到立柱工作阻力時(shí)，安全閥關(guān)閉進(jìn)行保壓承載。 掩護(hù)梁1－護(hù)幫板耳座；2－側(cè)推千斤頂座；3－側(cè)護(hù)板；4－側(cè)推千斤頂；5－前連桿耳座；6－后連桿耳座；7－護(hù)幫千斤頂耳座；8－彈簧筒； 9－插板千斤頂耳座圖 2－1　掩護(hù)梁掩護(hù)梁分別與底座和掩護(hù)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(qiáng)支架的抗扭性能；（2） 掩護(hù)梁與掩護(hù)梁千斤頂，保證支架的穩(wěn)定性；（3） 阻擋后部落煤，維護(hù)工作空間。圖 23 前連桿圖 24 后連桿四連桿機(jī)構(gòu)的作用四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要部件之一。Q≦75176。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。推移連桿的一端通過(guò)連接頭與輸送機(jī)相連，另一端通過(guò)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。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(hù)性能較好。液壓支架架型的選擇，主要取決于液壓支架的力學(xué)性能是否適用礦井的頂?shù)装鍡l件和其它地質(zhì)條件。（2） 對(duì)于非常穩(wěn)定和穩(wěn)定的難垮落頂板和周期來(lái)壓強(qiáng)烈和十分強(qiáng)烈的頂板，應(yīng)優(yōu)先考慮選取四柱支撐掩護(hù)式支架。② 當(dāng)煤層厚度達(dá)到 ～ 以上時(shí)，需選擇帶有護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支承掩護(hù)式支架。時(shí)，排頭支架設(shè)防倒滑裝置，工作面中部支架設(shè)底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機(jī)設(shè)置防倒滑裝置。③ 結(jié)構(gòu)緊湊，行人操作方便。SK2K對(duì)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(duì)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。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(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。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(yùn)輸機(jī)油槽節(jié)長(zhǎng)度及槽幫上千斤頂連接的位置來(lái)確定，目前我國(guó)刮板運(yùn)輸機(jī)油槽每節(jié)長(zhǎng)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。重新計(jì)算后可得：Q1=78176。（1）確定后連桿下鉸點(diǎn) O 點(diǎn)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）。（9）在垂線上作液壓支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn) e′′′ 。（16）分別作和的垂直平分線，其交點(diǎn)即為前連桿下鉸點(diǎn)，為前連桿長(zhǎng)度。一般梁的支撐力，未伸出前為 200～400kN。頂梁尺寸① 頂梁長(zhǎng)度頂梁長(zhǎng)度受支架型式、配套采煤機(jī)截深(滾筒寬度)、刮板輸送機(jī)尺寸、配套關(guān)系及立柱缸徑、通道要求