【正文】 539 ＞ 2 539 注：（ 1）表中括號內(nèi)數(shù)字系統(tǒng)掩護式支架頂梁上的支護強度。在設(shè)計支架的底座長度時，應(yīng)考慮以下幾個方面：支架對底板的接觸比壓要?。恢Ъ軆?nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；便于人員 操作和行走；保證支架的穩(wěn)定性等。我國刮板輸送機中部槽每節(jié)長度為 ，千斤頂連接塊位置在中部槽中間位置，所以除節(jié)式和邁步式液壓支架，支架間距一般為 。 支架的間距確定 支架間距就是相鄰兩支架中心線的距離。但考慮盡量減輕支架重量，降低造價，可搞系列化支架，加強支架對頂?shù)装宓倪m應(yīng)性，降低伸 縮比，盡量采用單伸縮油缸或帶機械加長桿來增加調(diào)高范圍。 液壓支架主 要尺寸的確定 液壓支架的高度確定 支架的高度確定應(yīng)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，其最大與最小最小高度為 mmShH mm 495025047001 ????? mmaShH ann 2 5 5 050501 5 02 8 0 02 ????????? ? 取 mmHm 5000? ； mmHn 2500? mmhhHH m 3 8 0 01 0 0 02 0 05 0 0 0211 ??????? mmhhHH n 1 3 0 01 0 0 02 0 02 5 0 0212 ??????? 式中 mH —— 支架最大高度； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 nH —— 支架最小高度； 1H —— 支架最高位置時的計算高度； 2H —— 支架最低為之時的計算高度； 1h —— 掩護梁上鉸點至頂梁頂面之距；取 200mm； 2h —— 后連桿下鉸點至底座底面之距；取 1000mm； mh —— 煤層最大厚度（最大采高）； nh —— 煤層最小厚度（最小采高）； 1S —— 考慮偽頂、煤皮冒頂落后仍有可靠初撐力所需要的支撐高度，取250mm； 2S —— 頂板最大下沉量，取 150mm； a —— 移架時支架的最小可靠量，一般取 50mm； a? —— 浮矸石、浮煤厚度，一般取 50mm. 支架的伸縮比確定 支架的伸縮比指最大支架高度與最小支架高度之比值為： 250 0500 0 ??? nmHHm 由于液壓支架的使用壽命較長，并可能被安裝在不同采高工作面，所以支架應(yīng)具有較大的伸縮比。 （ 3） 設(shè)備成本 同時允許選用幾種架型時，應(yīng)優(yōu)先選用價格便宜的支架。 （ 4）底板強度 1）驗算比壓，應(yīng)使支架底座對底板的比壓不超過底板的容許比壓。以上時，應(yīng)選用同時帶有防滑防倒裝置的液壓支架。（支撐式液壓支架取下限，掩護式液壓支架和支撐掩護式液壓支架取上限）以上時，應(yīng) 選用帶有防滑裝置的液壓支架。時，液壓支架可以不設(shè)防倒防滑裝置。 4)假頂分層開采，應(yīng)選用掩護式液壓支架。 (1)煤層厚度 1）當(dāng)煤層厚度超 過 ，頂板有側(cè)向推力和水平推力時，應(yīng)選用抗扭能力強的支架，一般不宜選用支撐式支架。 2． 影響架型選擇的因素 液壓支架的架型選擇，主要取決于頂板條件和地質(zhì)條件，結(jié)合各類支架的不同性能和特點，選擇一種較為合理的架型。 液壓支 架的選型原則 1． 概述 從液壓支架架型的結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點來看，由于架型的不同，它的支撐力分布和作用也不同；從頂板的條件來看，由于直接頂類別和基本頂級級別不同，支架所承受的載荷也不同。 （ 8）配套尺寸。 （ 7）井筒灌籠尺寸。 （ 6）煤層傾角。 （ 5）工作面煤壁條件。根據(jù)瓦斯等級，按《煤礦安全規(guī)定》弟一百零五條規(guī)定，驗算通風(fēng)。根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護強度。根據(jù)基本頂和直接頂?shù)姆诸悾?對支架進行選型。液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成，它應(yīng)保證立住、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達到設(shè)計技術(shù)參數(shù)。尾梁裝有側(cè)護板，作用與頂梁、掩護梁的側(cè)護板相同。四連桿機構(gòu)與掩護梁鉸接的支架，在掩護梁下鉸接一可轉(zhuǎn)動的伸縮插板尾梁，用以放煤、保證放煤高度及維護工作空間。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。 6. 推移裝置。它既要有足夠的強度和剛度，又應(yīng)滿足底板比壓不超限。 5. 底座。根據(jù)不同的支架類型，掩護梁有伸縮插板式和在下端鉸接一伸縮尾梁式，它裝有側(cè)護板．作用與頂梁側(cè)護板相同。 4. 掩護梁。頂梁裝有側(cè)護板，活動側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。伸縮梁靠伸縮千斤頂和前梁作相對滑移．用以及時支護新暴露的頂板。前梁由前梁千斤頂控制，可上、下擺動。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 第 2 章 液壓支架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓支架的參數(shù) 要求 液壓支架的原始數(shù) 據(jù) 基本（老）頂級別 : Ⅰ級 直接頂級別 :2 支撐高度 :～ 工作阻力和初撐力 3500～ 3600/2022～ 2500(KN) 液壓 支架的基本要求 1. 四連桿機構(gòu)應(yīng)進行優(yōu)化設(shè)計，使支架梁端距變化小，支架受力狀態(tài)最佳，結(jié)構(gòu)上既滿足工作空間要求，又能承受足夠的縱向、橫向力及扭矩。 復(fù)合支護的特點是：支護滯后時間短，但增加了反復(fù)支撐次數(shù)。可用于穩(wěn)定、完整的頂板。 2 滯后支護 一般循環(huán)方式為：割煤一推溜一移架。即時支護的特點是，頂板暴露時間短，梁端距較小。 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(guān)系。即 310??? FPq MPa 式中 F — 支架的支護面積， 2m 。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對頂板的支撐能力。 對于掩護式和支撐掩護式支架，其初撐力和工作阻力的計算還 要考慮到立柱傾角的影響因素。此時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。此階段為增阻階段 1t 。一般采用提高泵站工作壓力的辦法來提高初撐力，以免立柱的缸徑過大。 由上式可知，支架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。 支架的支撐力與時間曲線，稱為支架的工作特性曲線，如圖 16 所示： 支架立柱工作時，其支撐力隨時間的變化過程可分為三個階段 0t 初撐階段； 1t 增阻階段； 2t 恒阻階段； 1P 初撐力； 2P 工作 阻力 （ 1）初撐階段 支架在升柱時，高壓液進入立柱下腔，立柱升起使頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力增加，當(dāng)增加到泵站工作壓力時，泵站自動卸載，支架的夜控單向閥關(guān)閉，立柱下腔壓力河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 達到初撐力，此階段為初撐階段 0t ， 此時支架對頂板的支撐力為初撐力。 圖 15 液壓支架工作原理 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 7 、 8 操縱閥 9 輸送機 10 乳化液泵 11 主供液管 12 主回液管 3. 支架和輸送機前移 支架和運輸機的前移，都是由底座上的推移千斤頂來完成的。高壓乳化液進入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，使與活塞桿相連接的頂梁接觸頂板。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 液壓支架的工作原理 液壓支架在工作過程中必須具備升、降、推、移四個基本動作，這些動作是利用泵站供給的高壓乳化液通過工作性質(zhì)不同的幾個液壓缸來實現(xiàn)完成的。 4 特種液壓支架 特種液壓支架是為了滿足某些特殊的要求而發(fā)展起來的液壓支架，在結(jié)構(gòu)形式上仍屬于以上某種液壓支架。也可倒八字形布置和交叉布置。 它的缺點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。因此，它兼有支撐式和掩護式支架的結(jié)構(gòu)特點和性能，可適應(yīng)各種頂?shù)装鍡l件。 3 支撐掩護式支 架（如圖 13） 其主要由防片幫千斤頂、前梁、頂梁、掩護梁、底座、推移千斤頂、立柱等組成。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。通常頂梁較短，一般為 左右。掩護式支架的立柱較少，除少數(shù)掩護式支架 1 根立柱外，一般都是一排 2根立柱。底座、前后連桿和掩護梁形成四連桿機構(gòu)，以保持穩(wěn)定的梁端距和承受水平推力。 2 掩護式支架（如圖 12） 其主要由前梁、主梁、掩護梁和側(cè)護板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、推移千斤頂、操縱閥等組成。 由上可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強烈周期來壓，且水平力小的條件。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差，現(xiàn)已基本淘汰。垛式支架每架為一整體，與輸 送機連接并互為支點整體前移。 中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式來劃分，可分為三種基本類型，即：支撐式、掩護式和支撐掩護式。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個采煤工作面的兩端。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。其主要功能是操作控制支架各液壓油缸動作及保證所需的工作特性。其主要功能是實現(xiàn)支架的各種動作，產(chǎn)生液壓動力。其主要功能是承 受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷。 液壓支架的種類很多，但其基本功能是相同的。實踐證明，液壓支架具有強度高、支護性能好、移設(shè)速度快、安全可靠等優(yōu)點，能使采煤工作面達 到高產(chǎn)量、高回采率和高工效，能大大減輕勞動強度，降低成本和掘進率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 我國于 1964年開始研制液壓支架，到目前已經(jīng)取得可較好的效果。 液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件（油缸和閥件）與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，能實現(xiàn)支撐、降落移架和推移運輸機等河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 一整套工序。也就是說，采用滾筒式或刨削式等采煤機械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運輸機，以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機和可伸縮皮帶運輸機等運煤；自移式液壓支架支護和管理頂板。綜合機械化。 液壓支架的應(yīng)用和意義 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟對煤炭需要量的日益增加，煤礦開采，特別是采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化。另外，將普遍采用額定壓力為 40MPa、額定流量為 400L/min 的高壓大流量乳化泵站，以適應(yīng)快速移架的需要；系統(tǒng)采用環(huán)形或雙向供液，以保證支架有足夠的壓力達到初撐力，以保證支架接頂位置準確。所以，今后除硬繼續(xù)針對我國國情的煤層具體條件，開發(fā) 一些新架型、新品種外，還應(yīng)在設(shè)計支架控制系統(tǒng)和提高支架的工作可靠性方面下功夫。 我國科學(xué)工作者經(jīng)過 30 多年的發(fā)展和努力，液壓支架的設(shè)計、制造水平在不斷提高，特別是在緩傾斜中厚煤層的液壓支架方面積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗，架型已基本趨于成熟、完善，在品種和質(zhì)量方面與國際先進水平相比，差距越來越小。 國內(nèi)外液壓支架的差距及今后的發(fā)展趨勢 我國液壓支架經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，盡管取得了顯著成績，在雙高礦井建設(shè)中出現(xiàn)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 過日產(chǎn)萬噸甚至