薄煤層液壓支架的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-閱讀頁(yè)
2024-09-15 20:35本頁(yè)面
【正文】 大，在低位狀態(tài)工作時(shí)，支護(hù)效率較低。在瓦斯含量大、對(duì)通風(fēng)有特殊要求的綜采工作面，大多設(shè)計(jì)成雙人行通道。對(duì)于通風(fēng)沒(méi)有特殊要求的綜采工作面，大多設(shè)計(jì)成二柱掩護(hù)式液壓支架，在柱前設(shè)置人行通道。為此，結(jié)構(gòu)件大多采用高強(qiáng)度鋼板、箱形結(jié)構(gòu)，頂梁前部有的設(shè)計(jì)成板式結(jié)構(gòu)，甚至是幾層彈簧鋼板疊加。由于柱前大多為人行通道，所以薄煤層支架推桿前部大多設(shè)計(jì)成板式，厚度為 50～ 70mm。 5 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 薄煤層支架結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單，以減 少事故，頂梁可設(shè)計(jì)成整梁，適當(dāng)加寬頂梁寬度，一般可不設(shè)置活動(dòng)側(cè)護(hù)板。 液壓支架的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 液壓支架的設(shè)計(jì)、制造和使用，從 1854 年英國(guó)研制成功發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)基本成熟，形成了能適應(yīng)各種不同煤礦地質(zhì)條件的各類(lèi)液壓支架。從支架的質(zhì)量來(lái)看，有輕型液壓支架、中型液壓支架和重型液壓支架。厚煤層液壓支架又分厚煤層一次采全高液壓支架、厚煤層分層開(kāi)采液壓支架和放頂煤液壓支架。所以從液壓支架的現(xiàn)狀來(lái)看，已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)完整的液壓支架體系?？傊S著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，液壓支架設(shè)計(jì)、制造和使用，將越來(lái)越完善、安全、可靠。為減少割煤時(shí)間，一般采用 ~1m的截深。隨著長(zhǎng)壁工作面長(zhǎng)度的不斷增加，為適應(yīng)快速移架的需要，國(guó)外還廣泛采用高壓大流量乳化液泵站，其額定壓力為 40~50MPa，額定流量400~500L/min，可實(shí)現(xiàn)工作面成組或成排快速移架，達(dá)到 6~8s/架。美國(guó)的高產(chǎn)高效工作面采用兩柱掩護(hù)式支架，使用壽命 8~10年，可用率高達(dá) 95% ~98%。如洛斯公司20 英里礦在 250 5280m長(zhǎng)壁綜采面用工作阻力為 2 8565kN電液控制兩柱掩護(hù)式支架，1997 年 6 月產(chǎn)商品煤 90..43 萬(wàn)噸，成為世界上首次月產(chǎn)商品煤近百萬(wàn)噸的工作面； 1995年 9 月，糜鹿礦用工作阻力為 8900kN 電流 控制的兩柱掩護(hù)式支架，月產(chǎn)煤達(dá)到 60. 11 萬(wàn)噸。 澳大利亞也基本上采用一井一面的高度集中化生產(chǎn)，使用兩柱掩護(hù)式支架，支架的平均工作阻力為 7640kN。 英國(guó)也在大力發(fā)展兩柱掩護(hù)式支架，工作阻力有了很大提高，達(dá)到 6000~8000kN。 油缸為雙作用單伸縮，上下腔都帶安全閥，當(dāng)頂板水平力大于額定值時(shí)，油缸讓壓，使液壓支架達(dá)到新的平衡，從而在設(shè)計(jì)時(shí)可降低安全系數(shù)，減輕了液壓支架的質(zhì)量。 3 適用特種條件下的液壓支架 （ 1）特厚煤層一次采全高液壓支架 目前北京煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的 BC52025/47 型液壓支架，支架高度為 ~，還可根據(jù)需要設(shè)計(jì)支架高度為 6m的液壓支架，立柱可采用三伸縮柱的液壓支架。 （ 3）水采液壓支架 為適應(yīng)水采工作面的支護(hù)，可設(shè)計(jì)一種水采工作面液壓支架。 （ 5）新型端頭液壓支架 為了加快綜采速度和無(wú)人采煤工作面的需要，設(shè)計(jì)一種能適應(yīng)井上操作，既安全又可靠的新型端頭支架。 的工作面，設(shè)計(jì)一種新型的大傾角工作面液壓支架。 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)化 為了減輕支架質(zhì)量、降低成本，提高對(duì)煤層厚度變化和頂板 條件的適應(yīng)性，使液壓支架的范圍變小，對(duì)同一型號(hào)設(shè)計(jì)成系列化，適應(yīng)不同煤層厚度的要求。 （ 4）高壓化 各種閥類(lèi)的壓力等級(jí)加高，相應(yīng)的強(qiáng)度增高，使閥和油缸的體積減小，使液壓支架的質(zhì)量減輕。 我國(guó)液壓支架經(jīng)過(guò) 30 多年的發(fā)展，盡管取得了顯著成績(jī)，在雙高礦井建設(shè)中出現(xiàn)過(guò)日產(chǎn)萬(wàn)噸甚至班產(chǎn)超萬(wàn)噸的記錄。在支架架型功能上我國(guó)與國(guó)外相差無(wú)兒，有些地方特別是特厚煤層用的放頂煤支架、鋪網(wǎng)支架、兩硬煤層的強(qiáng)力支架、端頭支架還有獨(dú)到之處，但國(guó)產(chǎn)液壓支架技術(shù)含量偏低，電液控制閥可靠性差，所用鋼材的耐壓能力一般為 260MPa，最好的屈服極限才700MPa，液壓系統(tǒng)壓力在 35MPa 以下，流量在 200L/min 以內(nèi)，供液管直徑 25~32rnrn，回液管直徑 25~50mrn， 最快移架速度為 10~12s/架 (井下實(shí)際應(yīng)用有時(shí)在 20s 以上 )，工作阻力更是相對(duì)較低。但在控制元件和控制系統(tǒng)方面，與先進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品相比還 有較大差距 。 今后，我國(guó)的液壓支架的設(shè)計(jì)將向著 技術(shù)含量大、鋼板強(qiáng)度高、移架速度快 (6~8s/架 )和電液控制閥的方向發(fā)展，對(duì)有破碎帶和斷層的工作面將加大 支架的移架力，盡量采用整體可靠推桿和抬底座機(jī)構(gòu)，并減少千斤頂?shù)臄?shù)量。 ZY兩柱掩護(hù)式支架的比重將大大增加，缸的直徑將增至 360mm，端頭支架、輕放多用途支架將被廣泛使用。 2 頂梁所受的水平力均轉(zhuǎn)化為立柱的內(nèi)壓力 ， 因此只要立柱能夠承受足夠的壓力 ,，則支架就能承受與之相應(yīng)的水平載荷 。 4 八 根立柱密集支撐頂梁 ， 在相同的泵站壓力下 ， 可以 用 較小的缸徑實(shí)現(xiàn)較大的支撐力 。 5 可以通過(guò)只更換缸徑相同 、 行程不同的立柱的方法 ， 裝配成采高不同而工作阻力相同的一系列液壓支架 ， 從而實(shí)現(xiàn)支架的模塊化設(shè)計(jì) 、 集成化裝配和規(guī)模化生 產(chǎn) ， 大大縮短了生產(chǎn)和檢測(cè)周期 ， 加快了我國(guó)綜采機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)程 。 7 支架前梁可以 上擺 3176。 ， 用 2 個(gè)缸徑相同的懸浮式液壓千斤頂支撐 ， 不僅支撐力大 ， 而且對(duì)不平整頂板的適應(yīng)性強(qiáng) 。 9 懸浮式液壓立柱各密封點(diǎn)采用密封補(bǔ)償和密封脹緊技術(shù) ， 而且內(nèi)部 無(wú)圓弧焊縫 ，無(wú)內(nèi)泄漏 。 如果支架中有 1 一 3 根立柱損壞 ， 可以在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行更換與維修 ， 而不影響整個(gè)支架的超靜定結(jié)構(gòu)和工作狀況 ， 大大減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 縮短了維修設(shè)備的時(shí)間 。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 2 液壓支架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓 支架 的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù) 數(shù)值 支架的立柱數(shù) 8 支架的工作阻力（ KN） 5000 支架的中心距（ mm） 1500 支架的最大高度（ mm） 1300 立柱伸縮形式 單伸縮 煤層傾角 8176。 通過(guò)公式 2 22 可得，可采煤層的 高度 約為 。一般范圍是 ，煤層較薄時(shí) 選大值。該支架的伸縮比 m=。按下式計(jì)算： （ 24） 式 中 : b—— 支架間距（支架中心距）； B—— 每架支架頂梁總長(zhǎng)度； c—— 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙 ； n—— 每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，整體自移式 支 架 n =1； 整體邁步式支架 n =2；節(jié)式邁步支架 ， n =支架節(jié)數(shù)。 大采高支架為提高穩(wěn)定性 ， 中心距可采用 ， 輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。 底座長(zhǎng)度的確定 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。通常掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取 倍的移架步距（一個(gè)移架步距為 ），即 左右，支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取 4 倍的移架步距，即 左右。 頂梁尺寸 根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套尺寸來(lái)確定頂梁長(zhǎng)度 。先移架后推溜方式（ 即 時(shí)支護(hù)）要求頂梁有較大長(zhǎng)度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)）要求頂梁長(zhǎng)度較小。 本次設(shè)計(jì)采用了雙人行通道，頂梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)，為減小控頂距，降低控頂面積，因此采用 滯后 支護(hù)方式。 b B nc??中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 1 采煤機(jī)與液壓支架的配套原則： （ 1）采煤機(jī)的采高范圍應(yīng)與液壓支架的調(diào)高范圍相適應(yīng)。 （ 2）為減小液壓支架的控頂距，尤其是對(duì)于破碎頂板，應(yīng)采用較載機(jī)身的采煤機(jī)。對(duì)滾筒采煤機(jī) ： 式中 : t—— 每架支架的平均移架時(shí)間， s； A—— 支架中心距， m； v—— 采煤機(jī)工作牽引速度， m/min。由于推移機(jī)構(gòu)間隙等原因，推移千斤頂?shù)男谐桃话阋?100～ 200mm。它主要取決于采高、底板起伏情況、頂板條件及采煤機(jī)械的型式。所以，一般采高較大，底板起伏變化大， 梁端距要求也大。本次設(shè)計(jì)的超靜定薄煤層液壓支架，取消了 傳統(tǒng)的 四連桿機(jī)構(gòu)，采高較小，所以梁端距定為 200mm。目前最長(zhǎng)見(jiàn)的溜槽長(zhǎng)度 為 ，支架中心距 也為 ， 個(gè)別為 。
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