薄煤層液壓支架的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料
2024-09-03 20:35本頁面
【正文】 。美國綜采工作面最高日產(chǎn)超 7 萬噸，工效 為 1336 噸 /工。支架平均工作阻力6470kN(最大為 9800kN)，支架寬度普遍增大，中心距達(dá)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(shí)間、增加有效工作時(shí)間和提高單產(chǎn)。 美國是世界上最先進(jìn)的采煤國家，早在 1990 年就己采用額定壓力 50MPa， 額定流量478L/ mi n的乳化液泵站，以實(shí)現(xiàn)支架快速推進(jìn)，移架速度達(dá) 6~8s/架。支架還采用屈服強(qiáng)度 800~1000MPa 的鋼板，既有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性，又具有良好的冷焊性能。 中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 新型液壓支架普遍具有微型電機(jī)或電磁鐵驅(qū)動的電液控制閥，推移千斤頂裝有位移傳感器，采煤機(jī)裝有紅外線傳感器裝置，立柱缸 徑超過 400MPa。從液壓支架的設(shè)計(jì)來看，由過去的手工設(shè)計(jì)發(fā)展到全部計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。從用途來看，有端頭液壓支架和中間液壓支架。從支 撐高度來看，有薄煤層液壓支架、中厚煤層液壓支架和厚煤層液壓支架。 從液壓支架的形式來看，有掩護(hù)式液壓支架和支撐掩護(hù)式液壓支架。 6 提高控制系統(tǒng)自動化 薄煤層工作面行人困難，所以操作系統(tǒng)最好實(shí)現(xiàn)成組控制、自動控制或鄰架控制，以減輕工人體力勞動和提高安全程度、工作效率及產(chǎn)量。人行通道最小要求寬 ，凈高 。 4 結(jié)構(gòu)交叉布置 薄煤層支架由于其最低位置的高度十分低，結(jié)構(gòu)件除了盡量薄之外，結(jié)構(gòu)件間盡量采用空間交錯布置，所以，前連桿大多設(shè)計(jì)成單連桿，后連桿設(shè)計(jì)成雙連桿，在最低位置時(shí)，前、后連桿可以側(cè)投影重疊而不干涉，底座設(shè)計(jì)成分底座、活連接，左右底座中間為推移機(jī)構(gòu)布置的空間；對于兩柱掩護(hù)式支架，平衡千斤頂和推移液壓缸采取交錯布置，以滿足最大重合度。 3 梁體薄 薄煤層支架由于其伸縮比大，且最低高度很低，所以結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)既要滿足強(qiáng)度要求，又要截面高度尺寸盡可能小。支撐掩護(hù)式支架的前立柱前留有人行通道，在前、后柱間再設(shè)計(jì)一個人行通道，二柱掩護(hù)式支架立柱前后各設(shè)一通道這樣有利于通風(fēng)，便于行人。 2 人行通道困難 對于薄煤層支架，如何設(shè) 置人行通道是十分重要的。薄煤層支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： 1 伸縮比大 立柱大多采用雙伸縮立柱，薄煤層支架高度低，操作不太方便，立柱很少采用帶機(jī)械加長段結(jié)構(gòu)。 薄煤層液壓支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 根據(jù)煤層厚度劃分，薄煤層截高一般小于 。 11 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。 9 要求支架有足夠的 剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。 7 調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。 5 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的要求。 3 防矸性能要好。 2 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。可用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。 3 復(fù)合支護(hù) 一般循環(huán)方式為：割煤 —支架伸出伸縮梁 —推溜 —收伸縮梁 —移架。 滯后支護(hù)的特點(diǎn)是：支護(hù)滯后時(shí)間較長，梁端距大，支護(hù)頂梁較短。適用于各種頂板條件，是目前應(yīng)用最廣泛的支護(hù)方式。 1 即時(shí)支護(hù) 一般循環(huán)方式為：割煤 —移架 —推溜 。 液壓支架的支護(hù)方式 綜采工作面的主要生產(chǎn)工序有采煤、移架和推溜。 8 按控制方式分 中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 （ 1）本架控制方式； （ 2）鄰架控制方式； （ 3）成組控制方式。 6 按穩(wěn)定機(jī)構(gòu)分 （ 1）四連桿機(jī)構(gòu)支架； （ 2）單鉸點(diǎn)機(jī)構(gòu)支架； （ 3）反四連桿機(jī)構(gòu)支架； （ 4）單擺桿式支架； （ 5）機(jī)械限 位支架（橡膠限位、彈簧鋼板限位、千斤頂限位）。 4 按適用采煤方法 （ 1）一次采全高支架； （ 2）放頂煤支架； （ 3）鋪網(wǎng)支架； （ 4）充填支架。 2 按適用煤層傾角分 （ 1）一般工作面支架； （ 2）大傾角支架。 （ 2）支撐掩護(hù)式 1）支頂支撐掩護(hù)式支架； 2）支頂支掩支撐掩護(hù)式，其中一排立柱支撐在掩護(hù)梁上。從而對中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，防止頂板冒 落，保持一定的作業(yè)空間，確保綜采工作面人員和設(shè)備的安全，實(shí)現(xiàn)頂板管理及采煤作業(yè)過程機(jī)械化，提高采煤工作效率。此時(shí)，推溜千斤頂?shù)幕钊麠U又處于伸出狀態(tài)（ DD 截面），以便完成下一個動作過程。支架支撐頂板后，以其為支點(diǎn)操作推溜千斤頂。此時(shí)，推溜千斤頂活塞桿處于伸出狀態(tài)，端間距為零，輸送機(jī)緊靠煤壁。采煤機(jī)每切割一刀，液壓支架依次完成降柱、移架、升柱和推溜四個主要動作過 程。每個工作面一般由滾筒、采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)、裝載機(jī)、乳化液壓站和油管等主要設(shè)備組成。 支架的支撐力和時(shí)間 的關(guān)系 曲線，稱為支架的工作特性曲線，如圖 所示。此時(shí)，支架對頂板的支撐力稱為工作阻力，它是由支架安全閥的調(diào)定壓力決定的。隨著頂板的繼續(xù)下沉，安全閥重復(fù)這一過程。當(dāng)升高到安全閥 5 的調(diào)定壓力時(shí)，安全 閥打開溢流，立柱下縮，液體壓力隨之降低。 （ 2） 承載增阻階段 支架初撐結(jié)束后，隨著頂板的下沉，立柱下腔的液體壓力逐漸升高，支架對頂板的支撐力也隨之增大，呈現(xiàn)增阻狀態(tài)，這一過程為支架的承載增阻階段。初撐力的大小取決于泵站的工作壓力 、 立柱缸徑和立柱的數(shù)量。它包括初撐、承載增阻和恒阻三個階段。若將操縱閥 7 置于推溜位置，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂后腔即活塞腔，前腔即活塞桿腔回液，這時(shí)輸送機(jī)以支架為支點(diǎn)被推向煤壁。這時(shí)，支架以輸送機(jī)為支點(diǎn)前移。 支架的前移和推移輸送機(jī)是通過操縱閥 7 和推移千斤頂 4 來進(jìn)行的。 液壓支架的工作過程 1 支架的升降和推移 中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 圖 液壓支架工作原理圖 1頂梁； 2立柱； 3底座； 4推移千斤頂； 5安全閥； 6液控單向閥； 8操縱閥； 9輸送機(jī)； 10乳化液泵； 11主供液管； 12主回液管 當(dāng)操縱閥 8 處于升柱位置時(shí)，從乳化液泵站來的高壓液體通過操縱閥 液控單向閥6 進(jìn)入立柱 2 的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撐緊頂板。液壓支架與可彎曲刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)組成綜采機(jī)械化采煤設(shè)備，它的應(yīng)用對增加采煤工作面產(chǎn)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動和保證安全生產(chǎn)是不可缺少 的有效措施。 液壓支架的用途及分類 液壓支架的作用 液壓支架是綜采工作面的主要設(shè)備之一，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。第三種采煤方法具有勞動強(qiáng)度較小，作業(yè)環(huán)境良好的優(yōu)點(diǎn)，但由于其生產(chǎn)效率太低，難以使作為保護(hù)層開采的薄煤層開采和主采煤層的開采速度相配套，也難以作為薄煤層開采的主要采煤方法。 在現(xiàn)有技術(shù)條件下， ： 1 傳統(tǒng)的長壁炮采采煤法； 2 單體液壓支柱高檔普采采煤法； 3 薄煤層螺旋鉆采煤法； 4 綜合機(jī)械化采煤法。 薄煤 層開采技術(shù) 五十年代以前， 我國在薄煤層中主要使用炮采工藝 ， 以后使用了截煤機(jī)掏槽爆破落煤 ， 并發(fā)展了薄煤層采煤機(jī) ，六十 年代開始采用刨煤機(jī) ， 并在技術(shù)上逐步得到 完善。 液壓支架是現(xiàn)代化煤礦進(jìn)行高效綜采和安全生產(chǎn)最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。但由于薄煤層采煤生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)效益差，部分煤礦不重視薄煤層的開采，造成許多薄煤層煤炭資源嚴(yán)重浪費(fèi)。 91 中國礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 緒論 煤炭工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。 79 11 翻譯 68 虛擬壓架實(shí)驗(yàn) 63 PRO/E 仿真結(jié)果分析 60 PRO/E 中虛擬裝配 59 建模的目
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