【文章內(nèi)容簡介】 液壓元件（缸和閥）與金屬構件組成的用來支撐和管理頂板的自移式設備。 優(yōu)點：具有支護性好、強 度高、移設速度快、安全可靠等，配合可彎曲刮板輸送機和采煤機組成了回采工作面的綜合機械化設備。 液壓支架主要組成：頂梁、立柱、底座、推移千斤頂、操縱閥和控制閥等 基本動作：升柱、降柱、移架、推溜 1）支撐式 工作原理：利用立柱與頂梁直接支撐、控制工作面的頂板。 優(yōu)點：立柱多，支撐力大，切頂性好；頂梁長，通風斷面大。 缺點：抗水平能力較差，防矸性能也不好。 適用：直接頂比較完整、中等穩(wěn)定以上頂板的工作面，采高范圍一般在 以下。 2）掩護式 工作原理：利用立柱、短頂梁支撐頂板，用掩護梁來防止巖石落入工作面。 特點： 1）立柱少、主要承受來自機道上方的頂板壓力，具有一定的切頂能力； 2）頂梁短，控頂距小； 3）由前、后拉桿和底座鉸接構成的四桿機構使抗水平力的能力增強，立柱不受橫向力； 4）頂梁前端的運動軌跡為近似平行于煤壁的雙扭線，梁端距變化??； 5）架間通過側(cè)護板密封，掩護性和控矸性能好； 6）調(diào)高范圍大。 缺點：支架的通風斷面小，不適于瓦斯涌出量較大的礦井。 適用：松散破碎的不穩(wěn)定或中穩(wěn)定的頂板。 3）支撐掩護式 支撐掩護式支架既能承受來自支架后方的礦山壓力，又能承受來自機道上方的頂板壓力，它具有支撐式和掩護式液壓支架的優(yōu)點。這種架型通風斷面大，防矸性能好，適應性強，被廣泛使用的架型之一。 62 典型液壓支架的結構 ZY860024/50D 型掩護式支架其型號含義： Z：液壓支架； Y：掩護式（ Z：支撐式；）； 8600：工作阻力； 24：最小高度 ； 50：液壓支架最大高度 5m； D；電液控制。 適用范圍 ： 煤層厚度為 5m，傾角小于 15176。，隨采隨落的破碎或中等穩(wěn)定的頂板；直接頂較完整，底板平整；可用于煤底，但底 板的抗壓強度要足夠。 結構特點⑴整體底座，底座的兩個相互連接的座箱用中間過橋分開。⑵掩護梁為整體鋼結構件，通過四連桿與底座相連。⑶支架立柱的支撐載荷通過頂梁傳送到頂板，所有梁都配備有護幫板。⑷程序化計算：保證支架最佳的承載能力和垂直高度的調(diào)整范圍。⑸采用雙伸縮雙作用立柱，在一級缸活塞上裝有單向閥使一級缸和二級缸所承受的載荷相同。⑹掩護梁與底座的連接采用四連桿機構，支架升降過程中可使頂梁前端至煤壁的距離近似恒定值。⑺配備使用 PM3 電液控制器：實現(xiàn)鄰架電液控制。 ZY860024/50D 型支架 1— 二級護幫； 2— 一級護幫； 3— 頂梁； 4— 掩護梁； 5— 平衡千斤頂； 6— 前連桿； 7— 后連桿； 8— 推移千斤頂； 9— 底座； 10— 推桿； 11— 閥組； 12— 立柱 63 特種液壓支架 （一） 放頂煤液壓支架 放頂煤支架架型的發(fā)展成為綜采放頂煤技術發(fā)展的重要標志。 結構類型 我國放頂煤支架分有低位、中位和高位放頂煤支架三種類型。 （二）大傾角液壓支架 定義條件： 1）支架最大高度不大于 ，傾角為 35186。55186。 2）支架最大高度不大于 ，傾角為 20186。40186。 （三）端頭支架 端頭支架應用范圍：綜采工作面上下出口，即工作面和上下順槽接合處。 要求：支護面積大、支撐力大。 支護方式：錨固形、局部支護形、全封閉形 結構形式：支撐式、支撐掩護式 薄煤層液壓支架 （五）鋪網(wǎng)支架 適用：分層開采、頂?shù)装鍡l件較差、采高在中厚煤層之內(nèi)。 鋪網(wǎng)支架結構形式：掩護式、支撐式支架。 鋪網(wǎng)方式：架后鋪網(wǎng)（廣泛使用） ， 架前鋪網(wǎng)（適應堅硬的頂板） ， 架中鋪網(wǎng)等方式 64 液壓支架的架型選擇 液壓支架的架型選擇主要取決于頂板性質(zhì)、采高、煤層傾角等地質(zhì)條件，應結合各類支架的性能和特點合理的選擇。 65 支架總體參數(shù)確定 1．液壓支架高度 ： 考慮實際采高、變化幅度、頂板下沉量 . 支架最大結構高度： Hmax= Mmax+S1 支架最小結構高度： Hmin= MminS2 式中： Mmax、 Mmin— 煤層最大、最小采高， mm； S1— 考慮偽頂冒落的最大厚度，對于大采高支架取 200400mm，對于中厚度煤層支架取 200300mm，對于薄煤層支架取 100200mm； S2— 考慮周期來亞時的下沉量、移架時支架的下降量和頂梁上底板下的浮矸之和，對于大采高支架取 500900mm，對于中厚度煤層支架取 300400mm，對于薄煤層支架取150250mm。 支架的伸縮比 : Ks= Hmax/Hmin 2．支架支護強度和工作阻力 支護強度：支架有效工作阻力與支護面積之比。 支護強度除可按規(guī)定選用 ,也可按經(jīng)驗公式計算： q=KMρ 106 MPa 式中： K— 作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，一般取 58； M— 采高， m； ρ — 巖石密度，一般取 103 kg/m3 支架支撐頂板的有效工作阻力為 Q = q F 103 kN 式中： F— 支架頂梁面積， F=(L+C)(B+b) m2； L— 支架頂梁長度， m； C— 梁端距， m； B—支架頂梁寬度， m； b— 架間距， m。 1）支架中心距：一般等于工作面一節(jié)溜槽長度。 普通支架 ；大采高支架 ；輕型支架 。 4．初撐力： 按工作阻力的 6580% 初撐力大小對支架的支護性能和成本都有很大影響。 較大的初撐力能使支架較快達到工作阻力，減慢頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩(wěn)定性；但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求提高。 5．移架力和推溜力 1）移架力：與支架的結構、重量、煤層厚度、頂板性能等有關。 薄煤層支架： 100150kN，中厚煤層支架： 150300 kN，厚煤層支架： 300400kN； 2）推溜力：一般為 100150kN。 66 升柱與初撐 將注液槍 9 插入三用閥 2 的注液孔中，扳動注液槍手把，使泵站來的高壓乳化液經(jīng)注液槍打開單向閥，進入支柱下腔，使活塞 3 伸出（復位彈簧 5 被拉長）。當支柱頂蓋 1 使金屬頂梁貼緊頂板、柱內(nèi)壓力達到泵站壓力時，支柱達到初撐力。這時，松開注液槍手把，切斷高壓供液管路，卸下注液槍，升柱和初撐過程結束。 ⑵承載 ： 隨著頂板下沉，柱內(nèi)液體壓力升高，當超過支柱安全閥的調(diào)定壓力（對應支柱額定的工作阻力）時，安全閥溢流，支柱下縮。當支柱的載荷低于額定工作阻力時，安全閥關閉，使支柱始終保持在額定的工作阻力。 ⑶卸載降柱 ： 扳動卸載手把 8，打開卸載閥，柱內(nèi)的工作液體排出柱外，活柱在自重和復位彈簧的作用下縮回，完成卸載降柱過程。 三用閥是由單向閥、安全閥和卸載閥組裝而成的。 67 單體液壓支柱 與鉸接頂梁 一、單體液壓支柱 特點：工作特性為恒阻，具有初撐力較大、支護效率高、回柱安全、使用壽命較長等優(yōu)點。 適用：傾角小于 25176。、底板比壓大于 20MPa 的緩傾斜煤層。 結構類型：內(nèi)注式、外注式 二、鉸接頂梁 與摩擦支柱和單體液壓支柱配套，用于水平或緩傾斜回采工作面支護頂板。 工作狀態(tài)：懸壁式，在煤壁和支柱間有較大的穿行空間。 三、放頂支柱 安設位置：采空區(qū)側(cè)，與工作面輸送機鉸接。 功能：升降柱支撐、推溜、移柱 四、 乳化液泵站 乳化液泵站：為液壓支架、外注式單體液壓支柱提供工作液體的。 乳化液泵站組成： 乳化液泵、乳化液箱、其他附屬設備。 主要功用：散熱、沉淀、分離氣泡。 結構要求：足夠容積、供油、便于清洗和檢查、指示液位、便于搬運。 71 巷道的常用掘進工藝方法：鉆爆法掘進、機械法掘進 鉆爆法掘進： 1）工藝流程：用鑿巖機鉆孔、用裝載機裝載。 2）適用范圍：硬巖 機械法掘進： 1）工藝流程：用掘進機完成整個截割和裝載。 2）適用范圍：煤巖、半煤巖、較軟巖 3）特點：速度快、巷道成形和穩(wěn)定性好、超挖量小、瓦斯突出少、利于支護、工程量小、勞動強度低、安全性高。 巷道的常用掘進工藝方法：鉆爆法掘進、機械法掘進 鉆爆法掘進： 1）工藝流程：用鑿巖機鉆孔、用裝載機裝載。 2）適用范圍：硬巖 機械法掘進： 1）工藝流程：用掘進機完成整個截割和裝載。 2）適用范圍：煤巖、半煤巖、較軟巖 3）特點：速度快、巷道成形和穩(wěn)定性好、超挖量小、瓦斯突出少、利于支護、工程量小、勞動強度低、安全性高。 72 掘進機功能 ：截割、裝載、轉(zhuǎn)運、獨立行走、噴霧降塵 掘進機分類： 1）按截割對象的硬度分：煤巷掘進機（ f≤ 4）、煤 巖巷掘進機（ f≤ 6）、巖巷掘進機（ f6）； 2）按斷面大小分：大斷面掘進機（大于 8 ㎡）、小斷面掘進機（小于 8 ㎡）；3）按工作機構 截割工作面的方式分：部分斷面掘進機、全斷面掘進機。 4）按截割頭結構分：縱軸式、橫軸式（部分斷面掘進機） 以 EBZ160 型掘進機為例 型號意義： E掘進機， B懸臂式， Z縱軸式 適用：煤巷或半煤巖巷以及軟巖的巷道掘進，公路、鐵路、水利工程等隧道掘進。 組成部分：截割部、裝載部、刮板輸送機、機架、行走部、液壓系統(tǒng)、噴霧冷卻系統(tǒng)等。 以 EBH132 型掘進機為例： 型號意義： E掘進機， B懸臂式， H橫軸式 適用：煤巷 組成部分：截割機構、回轉(zhuǎn)機構、裝運機構（包括刮板輸送機）、轉(zhuǎn)載機構、行走機構、電控箱、液壓系統(tǒng)、噴霧冷卻系統(tǒng)等。 全斷面巷道掘進機 適用于：圓形斷面的巖石巷道，又稱為巖巷掘進機。 破巖原理：通過盤型滾刀對巖石進行擠壓與剪切來破碎巖石。 TBM32 型掘進機： 組成部分：刀盤工作機構、傳動與導向機構（機頭架）、水平支撐于推進機構、大梁、液壓錨桿鉆機、主皮帶機、操縱室、后支撐等。 73 鑿巖機： 用于巖巷掘進的鉆爆法工作面中鉆鑿炮眼。 工作原理：沖擊破碎 動力：氣動、液動和電動 主要技術參數(shù)： 1）沖擊功：工作行 程時活塞每次沖擊釬尾所做的功； 2）沖擊頻率：活塞單位時間內(nèi)對釬尾的沖擊次數(shù)，一般大于 2022 次 /min； 3）轉(zhuǎn)釬角度：活塞退回時釬子所轉(zhuǎn)過的角度，一般為 10176。 20176。； 4）轉(zhuǎn)釬扭矩：用來克服作用在釬頭和釬桿上的巖石阻力矩，一般應大于 10Nm。 74 裝載機作用： 在鉆爆法掘進巷道時，將工作面爆破后碎落下來的煤或巖石裝載到運輸設備中運離工作面。 裝載機種類： 1）按所裝物料的性質(zhì)分：裝煤機、裝巖機 2）按工作機構的結構可分：鏟斗式、耙斗式、蟹爪式和立爪式、蟹立爪式（前三種常見） 3）按所用動力分：電動、氣動、液動（目 前我國多用電動） 4）按行走方式可分：軌輪式、履帶式、輪胎式 耙斗式裝載機（耙裝機）： 特點：結構簡單、制造和維修容易、便于搬運和操作簡便等。應用情況：我國各個礦區(qū)使用量占 80%左右，主要用于 30176。以內(nèi)的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉或拐彎處。所掘巷道斷面在 4m2～ 10m2 之間。 用途：裝巖、裝煤、裝煤 巖 鏟斗式裝載機（鏟裝機） 用途：主要用于井下巖巷掘進工作面裝載巖石，故又稱裝巖機。 特點：結構緊湊，尺寸小，機動靈活，適應性強，能在彎曲巷道中工作。 工作原理：利用鏟斗鏟取巖石，提升鏟斗將巖石卸入礦車或其他運輸設備，卸載后再將鏟斗放下進行第二次鏟取。由于其鏟裝過程為間斷式裝載過程，故適宜裝載較大塊度且堅硬的巖石。 鏟斗裝載機兩種類型：后卸式、側(cè)卸式 ① 后卸式：軌道行走， ② 側(cè)卸式：履帶式行走方式（由于其機動靈活，可實現(xiàn)無軌作業(yè)，已逐漸取代了后卸式鏟斗裝載機） 蟹爪式裝載機 特點：連續(xù)裝載，生產(chǎn)率高，工作高度很低，適合在較矮的巷道中使用。 早期生產(chǎn)的蟹爪裝載機，因結構和材質(zhì)的原因只能用于裝煤或軟巖。近年來由于采用了合理的結構和優(yōu)質(zhì)材料，蟹爪裝載機亦可裝中硬以上 的巖石。 分類： 1）按動力分：電動（