采掘機(jī)械液壓支架設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-03-12 01:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 距確定 與配套采煤機(jī)截深相對(duì)應(yīng)，推移裝置的行程要大于采煤機(jī)的截深（ ）。 支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力 支架的 結(jié)構(gòu)尺寸確定之后，與支架重量和成本關(guān)系最大的參數(shù)是支架的支護(hù)強(qiáng)度。從理論上分析，合理的支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)正好與頂板壓力相平衡。支護(hù)強(qiáng)度過(guò)大，不僅增加支架重量和設(shè)備投資，而且給搬運(yùn)、安裝帶來(lái)困難；過(guò)小則會(huì)造成頂板過(guò)早下沉、離層、冒落，使頂板破碎，造成頂板維護(hù)困難。因此支護(hù)強(qiáng)度的大小應(yīng)取決于工作面采場(chǎng)礦壓的大小。但由于目前對(duì)采場(chǎng)礦壓的大小還不能進(jìn)行準(zhǔn)確的定量計(jì)算，這樣目前主要以經(jīng)驗(yàn)法或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)確定支架的支護(hù)強(qiáng)度。下面介紹兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式： ⑴ ??? cos)1( ? ???? K qHq 式中： q液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度，〔 2/mT 〕； H 平均采高，取 H=2m； ? 頂板巖石容量，一般取 ? = 3/mT ； K 頂板巖石破碎膨脹系數(shù)，一般取 ～ ； ?工作面傾角， ?=20176。； ? 附加阻力系數(shù)，二排立柱支架 ? 取 ，單排立柱 《 采 掘 機(jī)械》綜合訓(xùn)練 6 支架 ? 取 （取 ? =）； q? 頂板周期來(lái)壓動(dòng)載系數(shù)（周期來(lái) 壓強(qiáng)烈頂板： q? 取～ 。）。 即： ? ? ? ?2/ o o s)1( mTK qHq ???? ???? ???? ??? ⑵ 510 ( )q KH M pa? ??? 式中： K — 作用于支架 上 的頂板巖石系數(shù)，取 k=8。 H— 平均采高，取 H=2m； ? — 頂板巖石密度，一般取 310 kg/m3 。 即： ? ?M p aKHq 535 ???????? ??? 取 q=（ Mpa）。 支架工作阻力 P 應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度要求，即支架工作阻力由支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)面積所決定。 310 , kNP qF?? 式中 F — 支架的支護(hù)面積， m2 ?？砂聪率接?jì)算 21( ) ( ) ( ) , mF L C B K L C A? ? ? ? ? 式中 : L— 支架頂梁長(zhǎng)度， ； C— 梁端距，取 250～ 350mm； B— 支架頂梁寬度， m； K— 架間距， m； A— 支架中心距， 。 F=(+) =(m2 ) P= 310 =2109(kN) 對(duì)支撐式支架，支架立柱的總工作阻力等于支架工作阻力。對(duì)于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。工作阻力與支架立柱 的總工作阻力的比值，稱為支架的支撐效率η。所以支架立柱的總工作阻力 p 總 為 : 《 采 掘 機(jī)械》綜合訓(xùn)練 7 ,pp kN??總 支撐式支架的η =100%，支掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架取η =80%左右。即： p總 =2109/=。 初撐力 初撐力的大小是相對(duì)于支架的工作阻力而言，并與頂板的性質(zhì)有關(guān)。液壓支架的初撐力，對(duì)支架維護(hù)頂板的性能方面，要比工作阻力（支護(hù)強(qiáng)度）起著更加顯著的作用。有足夠初撐力的支架，一開始就能和頂 板壓力取得平衡，可最大限度地減小頂板下沉；初撐力偏低，要等頂板下沉?xí)r才能增阻，會(huì)增大頂板的下沉量；初撐力過(guò)大，會(huì)使頂板反復(fù)受拉導(dǎo)致直接頂蠕動(dòng)，造成直接頂早剝離，使頂板管理困難。所以支架初撐力選擇的合理與否，時(shí)非常重要的。 目前在堅(jiān)硬、中硬和破碎的頂板條件下，多趨向于采用較高的初撐力?，F(xiàn)在支架的設(shè)計(jì)中初撐力，已高達(dá)工作阻力（支護(hù)強(qiáng)度）的 90％以上。根據(jù)有關(guān)資料介紹，初撐力與支護(hù)強(qiáng)度的比例關(guān)系，即 =初撐力強(qiáng)度 /支護(hù)強(qiáng)度，以頂板的的穩(wěn)定性不同，一般在 60～ 85％區(qū)內(nèi)選取為宜。 在確定出撐力時(shí)，可按以下原則考慮：對(duì) 于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，為了維護(hù)機(jī)道上方的頂板，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作作阻力的 80%；對(duì)于穩(wěn)定頂板，初撐力不易過(guò)大，一般不低于工作阻力的 60%；對(duì)于周期來(lái)壓強(qiáng)烈的頂板，為了避免大面積垮落對(duì)工作面的動(dòng)載威脅，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的 75%。 綜合考慮，取初撐力約為工作阻力的 75%，為 . 移架阻力及推溜力 移架阻力與支架結(jié)構(gòu)、噸位、支撐高度、頂板狀況是否帶壓移架等因素有關(guān)，通常根據(jù)煤層的厚度來(lái)考慮，即采高愈大，移架阻力愈大。一般薄煤層支架的移架力為 100~150kN；中厚煤層 支架為150~300kN；厚煤層支架為 300~400kN。 綜合考慮，取推溜力為 300kN。 確定支架型號(hào) 綜合以上所確定的架型和計(jì)算的參數(shù)，根據(jù)支架技術(shù)特征表選擇ZZ3000/12/30 型 支撐 掩護(hù)式支架。其技術(shù)特征參數(shù)如表 31。 注：⑴采高達(dá)到 ~ 以上時(shí)，需要選擇帶有護(hù)幫裝置的液壓支架。 ⑵要考慮是否需設(shè)防倒防滑裝置。我國(guó)《緩傾斜煤層工作面頂板分類方案》中規(guī)定： 煤層傾角大于 15176。，支撐式支架應(yīng)帶有防滑裝置； 《 采 掘 機(jī)械》綜合訓(xùn)練 8 煤層傾角大于 15176。，掩護(hù)式和支撐掩式支架應(yīng)帶有防滑裝置； 煤層傾角大于 18176。，各類支架都應(yīng)帶有防倒裝置； ⑶考慮到支架對(duì)底板的最大比壓，防止支架底座會(huì)被壓如底板。 表 31 ZZ3000/12/30型掩護(hù)式支架特征參數(shù) 支撐高度（ m） 中心距（ m） 工作阻力 (kN) 初撐力 (kN) 支護(hù)強(qiáng)度 (Mpa) 地板比壓 (Mpa) 質(zhì)量（ t） 適應(yīng)角度 ~30 3000 2400 ≦ 35176。 4. 性能驗(yàn)算 頂板支護(hù)形式 工作面頂板支護(hù)采用所選液壓支架。上下端頭和兩巷超前支護(hù)可采用液壓?jiǎn)误w支柱配合π型梁架棚支護(hù) ，超前支護(hù)距離不得小于 20m。 上下端頭也可采用端頭支架，過(guò)渡支架支護(hù)
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