【正文】 圖 折頁式活動側護板 1活動上側護板； 2活動下側護板； 3頂桿； 4千斤頂 ； 5固定側護板 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 頂梁側護板高度一般取 250— 500mm，薄煤層支架取下限，大采高支架取上限，掩護梁側護板和后連桿側護板高度一般根據(jù)支架最大高度時，側護板水平尺寸一般按移架步距加100— 200mm 搭 接量的原則來確定。 2．直角式雙側可調活動側護板 直角式雙側活動側護板如圖 所示，可 根據(jù)工作面傾角方向，調整一側固定，另一側活動，適應性強， 可 用于各種支架。 1. 直角式單側活動側護板 直角式單側活動側護板如圖 所示： 圖 直角式單側活動側護板 直角式單側活動側護板一側固定式，一側活動式。但當改換工作面開采方向時，活動側護板便位于傾斜方向的上方，對調架、防倒等帶來不便，所以很少采用。由 于固定側護板與梁體焊接在一起，既節(jié)省材料又可加固梁體。 )，支架的超前護頂、護幫 性能好。該礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采工作面配套大槽寬 (內寬 1000mm)刮板輸送機和大截深 (800mm)電牽引采煤機，因而支架頂梁在立柱柱帽前部無支撐段長，會造成頂梁前部對頂板支護能力弱，設計決定采用整體頂梁，而且將頂梁梁體前部設計為上翹結 構， 上翹角度為 1— 3176。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來。為順利移架，前梁間一般留有 100～ 150 mm 間隙，增加了破碎頂板漏矸的可能性。 。 頂梁的形式 頂梁形式：整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結 構頂梁。 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。 )(4103 cos58176。 2L — 底座前端至后連桿下鉸點之距， mm； A — 支架后連桿的長度， mm； G — 支架掩護梁的長度， mm； 1Q 、 1P — 支架在最高位置，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角； e — 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 ,取 e =20mm。 掩護式支架頂梁長度計算 頂梁長度 L =[配套尺寸 1L +底座長度 2L + ? ?1cosAQ][ ? ?1cos 300G P e??]+掩護梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距 3L （ mm） (310) 配套尺寸 — 參考原煤炭部煤炭科學研究院編制的綜采設備配套圖冊確定； 配套尺寸 aSfeBL ????? ）（ 39。 支架工作方式對頂梁長度的影響 如圖 所示，上邊為先推 溜后移架 (又稱滯后支護方式， 活塞桿處于收縮狀態(tài) )頂梁長度較短，下邊為先移架后推溜 (又稱及時支護方式， 活塞桿處于伸出狀態(tài) )頂梁長度較長。為了防止當采煤機向支架內傾斜時，采mmCbpPL cN 6 3 ???? ??????? ? 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 23 頁 煤機滾筒不截割頂梁，同時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為 300mm，這個距離叫空頂距。 代入（ 3— 5）得： G A 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 21 頁 12 12 c o sc o s c o sc o s PPGA ???= ??? ??? 75cos25cos 58cos30cos = 而支架在最高位置時的值為： 111 s ins in QAPGh ?? （ 36） 因此掩護梁的長度為： 111s in)(s in QGAPhG?? （ 37） = ???? 75s in 5 5 4 0 =4103mm 后連桿長度為： )(GAGA? =4103 =2134mm （ 38） 用幾何作圖法確定四連桿機構的各部分尺寸具體做法如圖 所示。 已知 maxH =6200mm， minH =3800mm，可知 最大計算高度和最小計算高度分別為： mmh 5 5 4 0)4 5 02 1 0(6 2 0 01 ???? mmh 3 1 4 0)450210(3 8 0 02 ???? 取 1P =58176。 已知條件是支架的最大高度 maxH ＝ 6200mm 和支架的最低高度 minH ＝ 3800mm，要求在這范圍內掩護梁的上鉸點上下運動時的軌跡是一條直線或 近似直線，水平偏移量不許超過70mm。 四連桿機構的作圖法 掩護梁上鉸點至頂梁頂面之距 0H 一般根據(jù)支架工作阻力初步確定頂梁梁體的高度后，再根據(jù)結構的合理性確定，一般支架取 0H =150— 200mm，重型支架可取 0H ＝ 210—260mm。 四連桿機構的設計 從圖 可以看出，當掩護梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長度和位置就可以了。 為宜，而 Q 角主要考慮掩護梁底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能降下來，一般取 Q≥ 25176。 ， Q≤ 75176。首先，支架在工作過程當中，四連桿機構必須承受很大的內力，從而導致支架結構尺寸的加大和重量的增加；其次，由于四連桿機構對頂板產(chǎn)生一個水平力（又稱水平支撐力），因此對支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。以下是四連桿機構的主要作用： （一）梁端護頂 鑒于四連桿機構可使托梁鉸接點呈雙紐線運動，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點適應采高的變化范圍。 ??? HHm 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 支架四連桿機構的確定 四連桿機構的作用 前后連桿是四連桿 機構中重要的運動和承載部件，與掩護梁和底座的一部分共同組成四連桿機構，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩(wěn)定。支架高度越大，這個距離也應越大，當采用即時支護方式時，一般大采高支架梁端距應取 350~480mm根據(jù)支架高度，選定梁端距為 350mm。故本支架可取最小寬度為 1680mm， 最大寬度為 1880mm。 取 mB =1650mm， 3c =100mm， n =1則 3ncBb mc ?? =1650+1001=1750mm 支架寬度的確定 支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。由于液壓支架的使用壽命較長，并可能被安裝在不同的采煤工作面，所以，支架應具有較大的伸縮比。 刮板輸送機選型原則： 刮板輸送機應能保證工作面落煤生產(chǎn)能力需要，選擇刮板輸送機應以工作面最大生產(chǎn)能力乘 以 的不均衡系數(shù)為基礎； 結構形式一般與采煤機相配套，輸送機槽的結構應與工作外面底板條相適應，并應考慮與采煤機底板托架和行走機構尺寸相匹配； 輸送機鋪設長度可根據(jù)刮板輸送機技術特征、輸送量、鏈速和工作面傾角等因素 確定。大采高液壓支架為提高穩(wěn)定性中心距選用 。 支護強度應與工作面礦壓相適應，支架的初撐力和工作阻力要適應直接頂和基本頂巖 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 層移動產(chǎn)生的壓力，將空頂區(qū)的頂板移近量控制到最小程度。 (三 )空間配套 從安全角度出發(fā)，支架前柱到煤壁的無立柱空間寬度越小越好。 采煤機生產(chǎn)能力選擇，采煤機的生產(chǎn)能力的決定是依據(jù)工作面的年產(chǎn)量及每小時生產(chǎn)能力而確定的。由于液壓支架的類型很多， 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 因此其設計工作量也是大的，由此可見，研制和開發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個環(huán)節(jié)。而每個綜采工作面平均需要安裝 150 臺液壓支架，可見對液壓支架的需求量是很大的。 隨著采煤機割煤的繼續(xù)，工作面液壓支架不斷重復上述四個主要動作過程。采煤機割煤后，支架尚未前移時（ BB截面），端面距最大（等于采煤機截深）；當支架降柱卸載前移，然后升柱支護新裸露 頂板時，端面距又達到最?。?CC截面）。為了實現(xiàn)頂板及時支護，常采用先移架后推溜的方式。復合支護的特點是，支護滯后時間短，但增加了反復支撐次數(shù)。 滯后支護 一般循環(huán)方式為：割煤 — 推溜 — 移架。 3 個工序的不同組合順序，可形成液壓支架的 3 種支護方式，從而決定 工作面“三機”的不同配套關系。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。 這類支架適用于直接頂為中等穩(wěn)定或穩(wěn)定，老頂有明顯或強烈的周期來壓，瓦斯儲量較大的中厚或厚煤層中。這類支架適用于直接頂不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的煤層。頂板巖石則在頂梁后部切斷垮落。 目前使用的液壓支架在分三類即：支撐式、掩護式和支撐掩護式支架。這些裝置是為實現(xiàn)支架的某些動作或功能所必需的裝置。根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分為四個部分： 承載結構件 如頂梁、掩護梁、底座、連 桿、尾梁等。 ? 電液控制系統(tǒng)：通過電氣（電子）裝置和液壓元件實現(xiàn)支架各種動作的控制系統(tǒng)，一般包括鄰架、雙向鄰架控制、成組控制和工作面集中控制等。 ? 手動本架控制系統(tǒng)：對操作者所在的本架支架進行手動控制的液壓系統(tǒng)。 ? 乳化液箱組：用于配制、過濾乳化液并具有相應的液面、溫度、壓力等控制保護裝置的油箱組。當檢修支架時，將回油路堵住，防止回液進入支架。 ? 截止閥：用于使液流通路關閉或打開的一種方向控制閥門。 ? 液控單向閥：使液流只 能單方向自由流通，而在相反方向則閉鎖，只有在液控作用下才可使液流返回流動的一種閥門。它是液壓支架的主要動力油缸。 ? 整體剛性底座：整體結構，剛性大，底部封閉的底座。 ? 掩護梁：連接頂梁與底座或連桿的支架承載結構件，阻止冒落矸石進入工作面。 ? 底板比壓：單位面積底板上承受的支架垂直載荷，它隨底座不同部位而變化。 ? 即時支護：割煤后立即移架，支撐頂板，然后再推移輸送機的一種支護方式。 ? 初撐力：支架（立柱）支護時的主動支撐力。 ? 移動步距：每個工作循環(huán)中支架移動的距離。 ? 擦頂移架：支架卸載后，貼擦著頂板向前移動的一種移架方式。 ? 端頭支架：用于支護工作面與順槽過渡區(qū)頂板的液壓支架。 ? 掩護式支架：只有一排立柱，直接或間 接地通過頂梁向頂板傳遞支撐力，用掩護梁、連桿等起穩(wěn)定作用并有較完善的掩護擋矸裝置的液壓支架。為了適應堅硬頂板的生產(chǎn)要求，已研制出工作阻力高達 10000KN的支架。近幾年來，國外正在研制一次截深 。支架平均工作阻力 6470kN，支架寬度普遍增大，中心距達到 ，并向 2m發(fā)展，增大架寬有利于減少工作面架數(shù)、縮短移架時間、增加有效工作時間和提高單產(chǎn)。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。他們的產(chǎn)品供應美國、 澳大利亞、南非等世界先進的采煤國家。 到目前為止，我國國產(chǎn)液壓支架的控制方式仍然停留在跟機手把單向鄰架控制或本架控制水平 。 從 20 世紀 90 年代中期開始，我國液壓支架進入了快速發(fā)展階段，全國綜掘綜采工作面數(shù)量大幅度提高，液壓支架的性能 、 參數(shù) 、 可靠性有了明顯的提高，支架的架型不斷豐富，如大采高支架 、 薄煤層支架 、 大傾角液壓支架 、 鋪網(wǎng)液壓支架和端頭支架等 。不僅從根本上改善了勞動和安全條件，也為工作面產(chǎn)量和效率的迅速提高奠定了基礎，使煤礦生產(chǎn)面貌徹底改觀。液壓支架在技術上是先進 的，在經(jīng)濟上是合理的，在安全上是可靠的，液壓支架的總重量和初期投資費用占工作面整套綜采設備的 60％ ~70％。它能可靠而有效地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石進入回采工作面和推進輸送機。大采高綜采具有煤炭資源回收率高、含矸率低、采煤工作面煤塵少、自然發(fā)火和瓦斯涌出安全性好等優(yōu)點。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 目 錄 前言 ................................................................. 4 1 液壓支架概述 ........................................................ 5 ............................................. 5 我國液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................... 5 國外液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 .........................................