【正文】 了一井一面或一井兩面的生產(chǎn)模式，向集約化生產(chǎn)邁出可喜的一步。國內幾個著名高產(chǎn)高效工作面裝備情況見下表二、機械化鋪網(wǎng)分層開采和放頂煤技術達到世界先進水平我國自 8 年代中期開始進行特厚煤層分層開采機械化鋪網(wǎng)液壓支架及配套技術的攻關，取得重要成果，研制試驗成功兩柱掩護式和四柱支撐掩護式鋪網(wǎng)支架系列，義馬。綜采放頂煤技術 50 年代末起源于歐州，經(jīng)過數(shù)十年的試驗和使用在世界近 10 個國家得到發(fā)展，然而進入 80 年代以來，這一技術在國外已奄奄一息，不但美、英、德、澳等國家不再采用，連放頂煤技術發(fā)展最早的法國、匈牙利、南斯拉夫和俄羅斯等也極少采用?！　　〗陙?，綜采放頂煤技術在我國得發(fā)展和廣泛普及，綜采放機煤采煤法正在成為一種高產(chǎn)高效采煤方法，1995 年全國 65 個綜采百萬噸創(chuàng)水平隊中有 23 個是綜采放頂煤隊，占％，其中，年產(chǎn) 200 萬ｔ以上的 9 個綜采隊中有 6 個是綜采放頂煤隊。我國放頂煤技術已達到世界領先水平。我國部分綜采設備已開始出口美國、俄羅斯、印度和土耳其。長家口煤機廠、西北煤機一廠等重點輸送機廠分別與國際長壁公司和威斯特伐利亞公司等合作，開發(fā)槽寬 1000mm，運輸能力 2022～2500t/h，功率 2575kW，過煤量 500 萬 t 以上的刮板輸送機等設備，目前正處于試制階段。煤炭科學研究總院北京開采研究所對支架力學特性進行了深入的研究，提出了液壓支架三維力學模型的計算方法，克服了傳統(tǒng)平面力系方法的缺陷，提出了液壓支架總體結構參數(shù)優(yōu)化設計方法，開發(fā)出液壓支架設計計算通用軟件系統(tǒng)，并廣泛應用，使我國液壓支架設計計算提高到一個新水平。（3）技術規(guī)范和標準化建設取得重要進展。（4）計算機輔助設計（CAD)有了較大發(fā)展。（5）液壓支架控制系統(tǒng)有了重大進步。（6）新架型研制成績顯著，架型結構進一步完善。四、我國綜采技術發(fā)展中存在的問題（1）我國煤層賦存條件復雜，老礦井受生產(chǎn)系統(tǒng)制約，綜采效率難以發(fā)揮。巷道斷面小，支護質量差，掘進設備落后，進度慢，運輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，輔助運輸落后。（2）職工隊伍素質差，許多綜采隊以農(nóng)民輪換工為主，文化基礎差，隊伍不穩(wěn)定。（3）煤炭企業(yè)普遍經(jīng)濟效益較差，負擔重，技術改造任務難度大，資金投入嚴重不中，以致發(fā)展后勁不足，一些礦井沒有設備更新能力，機械給出現(xiàn)倒退局面。一方面造成對國有煤礦的市場沖擊，成為影響綜采發(fā)展的一個消極因素?？蒲袉挝粍?chuàng)收成為主要目標，技術攻關力量不足，科研成果低水平循環(huán)現(xiàn)象嚴重。特別是采煤機、工作面輸送機、液壓支架電液控制技術、采區(qū)供電技術、工況監(jiān)測和故障診斷技術及自動化技術等，與國際先進水平相比不存在較大差距。要保證綜采工作面設備效能的充分發(fā)揮，必須保還生產(chǎn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)具有足夠的通過能力和適應能力。掘進速度跟不上綜采工作面的推進速度是一個大問題。美國將主并、副井直接布置在可采煤田中．不僅大大減少／巷道掘進量(無巖巷掘進)，而且簡化了運輸系統(tǒng)。錨桿支護技術的應用，不僅可以提高掘進速度，改善巷道支護質量，減少輔助作業(yè)時間，而且解決了綜采工作面的端頭支護問題。主運輸系統(tǒng)的運輸能力一般偏低，不能與高產(chǎn)高效綜采工作面生產(chǎn)能力相匹配，故須對現(xiàn)有它運輸設備進行改造。又如占有 90％以上的交流拖動提升應采用 Pc 控制技術。 液壓支架的應用和意義隨著工業(yè)技術的不斷發(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)技術面貌發(fā)生了巨大的變化。綜合機械化。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，以及與之適應的順槽轉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。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）與一些金屬結構件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設備，能實現(xiàn)支撐、降落移架和推移運輸機等一整套工序。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。實踐證明，液壓支架具有強度高、支護性能好、移設速度快、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)。50 年代英國研制的垛式支架和法國研制的節(jié)式支架代替了木支柱、金屬摩擦支柱、液壓支柱，開辟了采煤工作面支護設備的技術革命；60 年代前蘇聯(lián)研制并改進的 OMKT 型掩護式支架(具有四連桿機構)，從根本上解決了支架梁端距變化大和不能承受水平力的問題，開辟了液壓支架設計的新時代；70年代主要產(chǎn)煤國家都在不斷改善支架結構，完善支架性能，實現(xiàn)了支架的“立即支護”力式；80 年代以來，為提高生產(chǎn)率和降低成本，在液壓支架的設計和研制中應用了許多高新技術，特別是液壓支架的性能相自動化程度有 f 大幅度提高。90％以上的美國長壁綜采工作面使用了電液控制兩拄掩護支架，其額定工作阻力最高可達9800kN，初撐比為 ~，移架循環(huán)時間大多小于 10s。1970 年在山西大同首次全工作面裝備了 Tz—140 型垛式液壓支架。80 年代以來，開發(fā)了適用于堅硬頂板的大噸位TZ—720 型支架，分層開采自動鋪聯(lián)網(wǎng)支架、放頂煤液壓支架及大流量安全閥相操縱閥等。適用于緩傾斜，中厚煤層高產(chǎn)高效的液壓支架的代表件型號有QY200—14／3BY3300—]3／3ZY35 或 BC40017／3TZ720—20．5／3ZY550—13／2ZY560k 等。底座后部自動鋪底網(wǎng)支架(如 BC7A400—17／3PY3200—17／35 型)使用效果較好。放頂煤支架分為單輸送機插腿式開天窗、雙輸送機插板式、雙輸送機開天窗式三大類．其代表架型分別為 ZFD5600—26／FY2800—14／2ZFS5200—16／32。 存在問題液壓支架經(jīng)歷了研制試驗、引進仿制和改進創(chuàng)新階段，直到現(xiàn)在的獨立設計和制造階段。然而在液壓支架及其液控系統(tǒng)動態(tài)特性、液壓支架電液控制技術和計算機輔助設計等方面的研究起步較晚，遠遠落后于一些先進國家。在我國的工業(yè)領域中，液壓支架等煤礦機械的設計水平和技術水平相對落后于其他行業(yè)， 主要表現(xiàn)在：設計中以靜態(tài)的、經(jīng)驗的方法為主；各種工序中工作機構動作和各種工況轉換的控制還是以手動為主；工作過程中在線動態(tài)監(jiān)測的技術還比較落后，對許多綜采工作面而言還是空白。目前在采煤工作面的機械化生產(chǎn)作業(yè)中，主要存在著兩大問題。支護速度主要取決于移架速度(即完成液壓支架降、移、升等動作的快慢)，它直接影響著工作面的產(chǎn)煤量。頂板管理不好，必然影響移架速度的正常發(fā)揮，從而間接影響工作面的產(chǎn)煤量。然而，大流量高壓力的乳化液泵、液壓閥件、大通徑高壓膠管等的研制有相當大的難度。此外．液壓支架的設計、研究與采場礦山壓力的研究之間存在著明顯的脫節(jié)問題。然而，事實上液壓支架和采場圍巖之間存在著密不可分的、相互作用的動態(tài)關系。須加快電液控制系統(tǒng)的開發(fā)和支架供液系統(tǒng)和液控系統(tǒng)的優(yōu)化。此外，對于綜采放頂煤工作面，移架速度問題不是十分突出。由此可見，自動增壓初撐系統(tǒng)有一定的應用前景。變流量變壓力乳化液泵等新產(chǎn)品的研制，將會大大改善支架供液系統(tǒng)的特性。目前液壓支架移架速度的計算方法僅為靜態(tài)汁算，只反映了移架動作的操作時間和運行時間。要保證實施煤炭工業(yè)部關于初撐力的規(guī)定要求(達到設計韌撐力的 80％以上)，往往需要保證 l0 一 30s 的升柱和切撐供液時間。文獻指出泵站實際調定壓力較低只有一定的波動、遠距離供液壓力損失嚴重、頂?shù)装宀黄椒锤∶汉透灥挠绊憽⒉荒鼙ＷC液壓支架的初撐時間以及多人操作或多架同時操作等因素是導致液壓支架初撐力本足不均的主要原因；而增大大校直徑和數(shù)目、提高泵站壓力、采用雙供液系統(tǒng)、監(jiān)油工作面支護質量、增設韌撐力保證閥等提高切撐力的方法相措施都存在著一定的不足?？梢娞岣咭萍芩俣群吞岣咭簤褐Ъ艹鯎瘟χg存在著矛盾。帶壓移架控制系統(tǒng)可以以實現(xiàn)液比支架卸載扣移架工序的同步化相自動化，改善了液壓支架的支護特性和控頂效果，消除了液壓支架的升降行程，故在一定程度上可提高移架速度。然而平衡干斤頃及其連接耳座的損壞問題一直沒有得到很好的解決。但體積和重量過大、在支架上難以設置等因素，是初撐增壓閥難以得到應用的根本原因。二柱掩護支架的大量使用也是與該架型移架速度快有關。要從根本上解決這兩個相互制約的核心問題，還需要從研究液壓支架及其液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性為突破口。 液壓支架的發(fā)展動向近幾年來，為適應采煤綜合機械化的發(fā)展需要，液壓支架獲得了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了很多類型，據(jù)統(tǒng)計，它的結構形式已經(jīng)達到數(shù)百種。在緩傾薄及中厚煤層中，液壓支架已經(jīng)獲得了廣泛的應用，但是0?4570?由于煤層賦存條件復雜，支架的結構還不夠完善，設備還需要管理和操作經(jīng)驗，所以液壓支架的使用范圍受到限制。1976 年國際采礦設備展覽會展出的 89 種液壓支架中，有 80%是掩護式支架，這些支架的主要特點是：采用四連桿機構，使梁斷和煤壁之間的距離基本保持恒定；支柱支在頂梁上，提高了支架的工作阻力；頂梁和掩護梁鉸接，取消了兩者間易被鉛石阻塞的三角區(qū)；掩護梁和頂梁的主梁部分均裝設側護板，提高了支架的防護能力；采用整體自移式，便于支架操作和實現(xiàn)自動控制。目前，各國正在研制大傾角、大采高、大截深和薄煤層支架，并使支架和菜煤機更好的配合。同時，為擴大支架適應的高度范圍，廣泛采用雙伸縮式支柱。2厘 米4 為了簡化支架管路系統(tǒng)和便于安全操作，開始采用“多芯管”先導式鄰架控制的操縱方式。目前，分組程序控制已經(jīng)開始使用，全工作面的自動控制和處在研究階段。來自泵站的高壓乳化液，經(jīng)主進液管送到工作面，并與每架支架的進液截止閥相連導入支架，再經(jīng)過組合操縱閥配液到各液壓缸，以完成支架所需的各項動作。支架的承載原理是：液壓支架支撐在綜采工作面的頂?shù)装逯g支撐頂板。為保證支架結構件的強度及撐在支架頂安全，在立柱的下腔裝有安全閥。 支架的組成液壓支架主要由金屬結構件、油缸和液壓控制元件三大部分組成。（2） 缸主要有雙作用雙伸縮立柱、推移千斤頂、側護千斤頂、前梁千斤頂?shù)取?液壓支架主要結構件及其作用 頂梁頂梁采用整體頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板負荷，是支架的主要承載部件之一，由鋼板焊接而成的箱形結構，以滿足強度和剛度要求。本支架采用分段組合式頂梁結構（剛性頂梁＋伸縮前梁），強度高，對頂板維護較好；另外，在頂梁前部還布置有起吊耳，可方便吊掛較小的機件。 底座底座是將頂板承受的壓力通過立柱傳遞到底板并穩(wěn)定支架的主要結構件。該型底座的缺點是在推移機構外易積存浮煤碎矸，要求及時清理。 四連桿機構前、后連桿分別與上連桿和底座鉸接，共同形成四連桿機構，前連桿采用鑄鋼件，鑄件中不得有氣孔、砂眼、夾雜。對于后連桿，由于不僅受到冒落矸石的載荷，還要承受頂板的水平推力，所以要求它有較大的強度。其作用概括起來主要有兩個，其一是當支架由高到低變化時，借助四連桿機構使支架頂梁前端點的運動軌跡呈近似雙紐線，從而使支架頂梁前端點與煤壁間距離的變化大大減小，提高了管理頂板的性能；其二是使支架能承受較大的水平力。下面通過四連桿動作過程的幾何特征進一步闡述其作用。，如下圖所示，頂梁端點運動軌跡的最大寬度 e 應小于或等于 70mm，最好為 30mm 以下?！?2176?！?5176。為了安全可靠，最低工作位置應使 P≧25176。而 Q 角主要考慮后連桿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，使支架不能下降?！?0176。 31 可知，掩護梁與頂梁鉸點 e′和瞬時中心 O 之間的連線與水平夾角為⊙。，如圖所示的 h 段。水平力的合力也相應減小，所以減輕了掩護梁的外負荷。所以，當已知掩護梁和后連桿的長度后，從這個觀點出發(fā)，在設計時只要把掩護梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機構，運用作圖法就可以了，如圖所示（實際上液壓支架四連桿機構屬雙搖桿機構） 推移機構圖 15　推移框架 支架的推移機構包括推桿、連接頭、推移千斤頂和銷軸等，主要作用是推移輸送機和拉移支架。 液壓支架的架型根據(jù)支架的結構特點與支護型式，液壓支架有三種基本架型（1） 支撐式支架支撐式支架立柱較多，均呈直立狀態(tài)，項梁較長，立柱頂梁與底座構成一多鉸點的矩形結構。但框架結構不夠穩(wěn)定，承受側向力的能力較差。支撐式支架有垛式和節(jié)式兩種。頂梁、掩護梁與底座構成半封閉式結構，將頂板、采空區(qū)與工作面空間隔開。適用于破碎和中等穩(wěn)定直接頂（1～2 類），老頂壓力不明顯的頂板（Ⅰ～Ⅱ級）。（3） 支撐～掩護式支架支撐～掩護式支架兼有支撐式和掩護式支架的結構特點，均為四柱式，立柱可直立或斜支在頂梁或掩護梁上，相當于支撐式與掩護式的組合，以支撐為主，掩護為輔。 液壓支架的選型 液壓支架結構類型的優(yōu)選根據(jù)以往液壓支架設計的經(jīng)驗總結，考慮到不同架型　和機構的支架――圍巖力學相互作用、支撐力矩、底板比壓等特點，可以對掩護式與支撐掩護式結構進行比較。因此，液壓支架的正確選型對于工作面經(jīng)濟效益關系重大。在同時允許選用幾種架型時，應優(yōu)先選用價格便宜的支架，支承式支架最便宜，其次為掩護式。掩護式支架適合于中等穩(wěn)定和一般破碎的頂板。在綜采工作面支架選型時，還應注意下述四點原則：（1） 對于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，應優(yōu)先選用二柱掩護式支架。在此條件下，通常應避免使用重型支架。（3） 眾所周知，三點決定一個平面，由于頂板不平，四柱式支架中總有一根支柱對頂板的實際支撐力很低，因而二柱式掩護支架支撐能力利用率高于四柱式。（4） 在不穩(wěn)定頂板條件下使用四柱式支架應注意對機道上方的頂板控制，包括增加前任阻力及可伸縮前梁等。液壓支架架型的選擇首先要適合于頂板條件。（1） 煤層厚度① 當煤層厚度超過 ，頂板有側向推力和水平推力時，應選用抗扭能力強的支架，一般不用支承式支架。③ 煤層厚度變化大時，應選擇調高范圍較大的掩護式，帶有機械加長桿或