支架架型选择
第一章 液压支架的选型
第一章 液压支架的选型第三节 液压支架的架型选择一、架型的选择当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表1-4选择支架型式。
使用表1—4时，考虑下列因素：1）煤层厚度为3.3 ~3.7米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架。
2）煤层烦角为1 0～120(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架不必考虑防滑防倒装置。
3）底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。
4）瓦斯涌出量大应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。
5) 设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。
老顶级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接顶类别12312 31234 4架 型掩护式 掩护式 支撑式 掩护式 掩护或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑式 采高＜2.5m 时支撑掩护式采高＞2.5m 时支架支护强度/MP a采高/m1 0.294 1.3×0.294 1.6×0.294 ＞2×0.294结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区2 0.343(0.245) 1.3×0.343(0.245) 1.6×0.343 ＞2×0.343 3 0.441(0.343) 1.3×0.441(0.343) 1.6×0.441 ＞2×0.441 40.539(0.441)1.3×0.539(0.441)1.6×0.539＞2×0.55表1-4 适应不同等级顶板的架型和支护强度另外，表1-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l 级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。
支架选型计算
支护设备选型（1）工作面顶板管理方式及支架型式国内外长壁工作面生产经验表明，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备，因此必须把支架的可靠性放在首位，不但要稳定可靠，故障率低，而且使用寿命长。
近年来液压支架朝重型化发展，结构型式简单实用，支架工作阻力不断增大，一般为6000kN ～8000kN ，最大达到10000kN 。
根据3号煤层顶、底板条件及工作面采煤设备配套的要求，设计本矿井回采工作面采用全部冒落法管理顶板。
并结合工作面最大采高3.3m 和邻近矿井机械化开采的实践经验，初步确定选用ZY3300/11/23型掩护式液压支架。
1）支架支护强度支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。
从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。
但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。
支架支护强度采用下列经验公式计算：βαγcos 1）（-'⋅⋅≥K q H q式中：q ——液压支架的支护强度，MPa ； H ——采高，平均2.2m ；γ——顶板岩石视密度，一般取2.3t/m 3；K ——顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.25～1.5； α——工作面倾角，（°）；β——附加阻力系数，二排柱支架取1.6，单排柱支架取1.2；q '——顶板周期来压动载系数。
q '值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q '取1.1；周期来压明显顶板：q '取1.3；周期来压强烈顶板：q '取1.5～1.7。
则：a q MP 31.02.16cos 13.13.13.22.2=⨯-⨯⨯≥）（2）支架工作阻力支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
支架选型——精选推荐
⽀架选型⼀、2-2-601⼯作⾯⽀架选型1、河南理⼯⼤学矿⼭开发设计研究所设计（1）⽀架选型原理影响液压⽀架选型的主要因素有顶板(直接顶、⽼顶)和底板岩性，煤层可采厚度，煤层倾⾓，煤层⽡斯含量等，⽀架设计遵循四个原则：①⽀护强度与⼯作⾯矿压相适应；②⽀架架型结构与煤层赋存条件相适应；③与底板的⽐压和底板的抗压强度相适应；④⽀架通风断⾯与⼯作⾯通风要求相适应。
（2）液压⽀架⽀护⾼度的确定⽀架⾼度⼀般按下式计算：Hmax≥Mmax+0.2Hmin≤Mmin－0.2式中：Hmax、Hmin——⽀架最⼤、最⼩⾼度，m；Mmax、Mmin——⼯作⾯最⼤、最⼩采⾼，m；⼯作⾯最⼤采⾼Mmax＝2.5m，⽀架最⼤⾼度取为Hmax=2.7m；采⽤双伸缩⽴柱，根据⽀架设计特点，确定液压⽀架最⼩⽀护⾼度Hmin=1.2m。
（3）液压⽀架的架型选择液压⽀架选型的主要依据是顶、底板性质、煤层条件和经济成本等，其中起决定性影响的因素是顶板性质。
同时还应考虑顶板级别划分的模糊性，在顶板类、级⼤致估定的条件下，宜侧重于选⽤防护性能较好的架型。
2-1煤层⼤部分已经开采完毕，2-2煤层位于2-1煤层下部，根据《2#下煤层⼯作⾯布置》图可知，2-2煤层与2-1煤层层间距1m ～6m，因此2-2煤层开采是在2-1采空区冒落压实矸⽯的再⽣直接顶下开采。
综合考虑2-2煤层顶底板不稳定或中等稳定，⽐较破碎易冒落的特性，因此⽀架的必须具有很强的护顶、防⽌⽀架前端的顶板冒落空顶的特性。
综合考虑，确定选⽤两柱式液压⽀架。
（4）液压⽀架⼯作阻⼒的确定根据矿井地质报告中描述：2-2煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，质软，厚度0.50—12.00m。
底板⼤部为泥岩，质较软，局部为细砂岩，质硬，厚度2.00—8.00m。
与2-1煤层层间距为0.10—12.00m，平均5.60m左右。
根据矿井现有⽣产状况，2#煤层分开区，即2-1煤层和2-2煤层。
其中2-1煤层⼤部分已经开采完毕。
管道支架选型的基本原则
管道支架选型的基本原则管道支架的选型应该考虑到管道的材质和尺寸。
不同材质和尺寸的管道需要不同类型和规格的支架来保证稳固和安全。
例如，对于金属管道，常见的选型有金属支架和吊架，可以根据管道的直径和重量来选择合适的型号和规格。
而对于塑料管道，则需要选择与其兼容的塑料支架，以避免产生化学反应或损坏管道。
管道所处的环境和工况也是选型的重要考虑因素。
不同的环境和工况对管道支架的要求不同。
例如，在室内环境中，通常可以选择普通的金属或塑料管道支架。
而在户外或潮湿的环境中，应选择具有防腐蚀和耐候性能的支架，以保证其长期使用。
另外，在高温或低温环境下，也需要选择具有耐高温或耐低温性能的支架，以保证管道的正常运行。
管道支架的安装方式也需要考虑。
常见的安装方式有固定式和可调节式。
固定式支架适用于稳定的管道系统，一般不需要频繁调整。
而可调节式支架适用于需要经常调整高度或位置的管道系统，可以根据实际需要进行灵活调整。
在选型时，需要根据管道系统的特点和需求来选择合适的安装方式。
管道支架的质量和可靠性也是选型的重要考虑因素。
选择质量可靠、具有良好耐久性的支架，可以保证管道系统的长期稳定运行，减少维修和更换的频率。
同时，选型时还要考虑支架的负荷能力和抗震性能，以保证在外部冲击或地震等情况下，管道系统能够安全可靠地工作。
成本也是选型时需要考虑的因素之一。
选择合适的管道支架既要满足技术要求，又要符合预算限制。
因此，在选型时需要综合考虑支架的性能、质量和价格等因素，找到最佳的平衡点。
管道支架的选型应该根据管道的材质和尺寸、环境和工况、安装方式、质量和可靠性以及成本等因素进行综合考虑。
只有在考虑全面的基础上，才能选择到合适的管道支架，保证管道系统的安全稳定运行。
支架架型的选择
q KH 10 , Mpa
5
式中 K —作用于支架上的顶板岩石系数，一般取 5~8。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否 则取上限； H—采高，m； —顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m 3 。 放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。 支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架 工作阻力由支护强度和支护面积所决定。 式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
3、缓斜中硬厚煤层液压支架的选型原则
（1）必须保证放煤效果； （2）保证放落煤的运输空间； （3）确定合理的工作阻力;（4）设备配套要合理。
4、“三软”厚煤层放顶煤液压支架的选型原 则 （1）易选用中位放顶煤支架；
（2）选用整体顶梁结构形式； （3）保证合理底板比压的条件下，适当增加初撑 力。 （4）保证运输机有足够的抗拉强度，加大支架的 拉架力。 （5）保证良好的防灭尘效果。
F BeG
2
式中 e——煤壁与输送机铲板之间的距离, e=100~200 mm,以防采煤机滚筒在输送机弯 曲段切割铲煤板; x——立柱倾斜时的水平增距; G——输送机宽度,由铲煤板宽度f、输送机 中部溜槽宽度S、电缆槽和导向槽宽度a及前 柱与与电缆槽间的距离b组成； 其它符号的意义同前。 为避免由于输送机偏斜时采煤机截割顶梁， 支架梁端与煤壁间应留有200~400 mm的梁 端距D。
4．瓦斯涌出量
对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满 足通风的要求，选型时要进行验算。
5．地质构造
地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板 2 m 允许暴露面积和时间分别在5~8 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
四、液压支架参数的确定 1．支护强度和工作阻力
常用模板支架类型有哪些
常用模板支架类型有哪些引言在建筑和工程领域中，模板支架是一种重要的设备，用于支撑和固定混凝土结构的施工模板。
模板支架类型繁多，每种类型都有其特定的用途和优势。
本文将介绍一些常用的模板支架类型，以帮助读者了解各种类型的特点和适用范围。
1. 脚手架式模板支架脚手架式模板支架是最常见和常用的类型之一。
它由支撑柱、水平横梁和斜杆组成，形成一个框架结构。
该类型的模板支架可以快速搭建、拆卸和调整，适用于各种建筑结构的施工。
它具有结构稳定、承载力强和灵活性好的特点。
2. 钢管式模板支架钢管式模板支架是由钢管和连接件组成的结构。
它可以根据需要进行调整，适用于各种形状和高度的构筑物。
钢管式模板支架的优点包括强度高、稳定性好、灵活性大和施工效率高。
它通常用于大型建筑项目，如高层建筑、大跨度结构和桥梁。
3. 螺旋式模板支架螺旋式模板支架是一种独特的支撑结构，由螺旋柱和螺旋梁组成。
它的特点是安装简便、调整方便和承载能力强。
螺旋式模板支架可以在各种地形和环境条件下使用，适用于斜坡、山地和河流等特殊场地。
4. 钢梁式模板支架钢梁式模板支架主要由横梁和立柱组成，形成一个平面结构。
它适用于需要大面积支撑的工程，如大型混凝土地板和屋面的施工。
钢梁式模板支架具有高强度、刚性好和安装简单的特点。
5. 悬挑式模板支架悬挑式模板支架是用于悬挑结构施工的一种特殊类型。
它由支撑柱、悬挑梁和固定装置组成。
该类型的模板支架可以提供良好的支撑和固定，使悬挑结构在施工期间保持稳定。
悬挑式模板支架适用于桥梁悬挑段、建筑物外悬挑部分等场景。
6. 梯形支撑模板支架梯形支撑模板支架是通过梯形支撑柱来提供支撑的一种特殊类型。
它适用于需要在施工过程中调整高度和角度的场景，如不规则形状的建筑结构和斜坡地形。
梯形支撑模板支架的稳定性和灵活性使其成为这些场景的理想选择。
结论在建筑和工程施工中，选择适当的模板支架类型对确保施工质量和进度至关重要。
本文介绍了一些常用的模板支架类型，包括脚手架式、钢管式、螺旋式、钢梁式、悬挑式和梯形支撑式。
综采液压支架选型及参数确定
综采液压支架选型及参数确定、前言宝源煤矿位于包头市石拐区煤田，原为30万t/a的地方小煤矿，采煤方法为房柱式采煤法。
经过煤炭资源整合，生产能力将扩大为120万t/a,采煤方法采用综合机械化采煤法。
根据该矿井煤层为浅埋深的特点，对综采支架选型和参数进行了设计。
2、地质概况该矿井主采煤层为侏罗系中下统延安组6-2煤，煤层平均埋深为120m左右，厚度3～6.2m，平均4.1m，倾角0～1°。
煤层顶板以上30m至底板以下20m范围内的岩石以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩。
煤层顶底板泥岩类自然状态抗压强度均小于30mpa，为软弱岩类，软化系数小于0.19，且在水中有崩解破坏现象。
岩石强度在吸水状态为自然状态的1/3～1/5，煤层顶底板岩石的稳固性较差，属于典型的浅埋深煤层。
3、深掩埋浅煤层顶板来压特点浅埋深煤层可以分为2种类型。
a类型：基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋深煤层，其顶板破断为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉，老顶为单一关键层结构的煤层，此类厚松散层浅埋深煤层称为典型的浅埋深煤层。
厚度比较大、松散载荷层厚度比较小的浅埋深煤层，其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋深煤层工作面之间,表现为两组关键层，存在轻微的台阶下沉现象。
可称为近浅埋深煤层。
东胜煤田属于b类型浅埋深煤层。
深掩埋浅煤层工作面的主要矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表。
顶板难于构成平衡的结构。
来压存有显著动载现象。
4、架型选择的依据架型挑选必须考量支架的有关尺寸、结构特征，掘进性能必须与煤层地质条件、矿压显现出来规律以及工作面服务设施设备相适应。
①煤层地质条件：根据部颁标准mt553-1996煤层顶上底板分类标准，该煤层轻易顶上为i类，基本顶上为ⅱ类，底板为ⅱ类。
②矿压显现出来规律：矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表．顶板难于构成平衡的结构，压力很大，来压存有显著动载现象。
③工作顶板岩层基本为冒著落带和裂隙拎。
b类型：基岩面服务设施设备型号及参数(见到表中1)。
采煤工作面支架选型计算
采煤工作面支架选型计算
综采能否实现安全高效关键在于架型选择是否合理。
15号煤层首采区选用综采放顶煤液压支架。
1、支护设备强度确定
根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为6-8倍采高的顶板岩石的重量，现取8倍采高的顶板岩石重量计算：
F=8×h×L控×b×γ×g=8×2.5×5.154×1.5×2.7×9.8=4091KN
式中：F——工作面上覆8倍采高岩石所需支撑阻力；
γ——上覆岩层平均容重，2.7t/m3；
h——工作面采高，2.5m；
L控——工作面最大控顶距，5.154m；
b——支架宽度，1.5m；
g——重力换算单位，取9.8 m/s2。
设计选用ZF6800/17/32D型支架（预留智能化端口），工作阻力6800KN。
根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。
ZF6800/17/32D液压支架技术特征见下表。
液压支架技术特征表
矿井15号煤层回采工作面顺槽超前支护超前20m 支护采用ZQL2×3200/19/38型超前支架。
回采工作面端头及顺槽超前支护20m范围内，巷道高度不得低于2m。
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1．厚度 煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作
阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度 大于2.5~2.8m(软煤取下限,硬煤取上限)时，选 用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩 护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高 范围大的支架。
2．煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易
二、围岩可控性分组
根据直接顶类别、基本顶压力显现级别和底板 抗压入特性类别的不同组合，将采煤工作面围岩的 控制难易程度分为三组：难控围岩、较难控围岩和 易控围岩。
三、架型的选择
正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产 量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产 高效，是一个很重要的因素。在具体选择架型时， 首先要考虑煤层的顶板条件，表10-7就是根据国 内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件 下适用的架型。它是选择支架架型的主要依据。
岩底板，允许比压为 1.96 ~ 2.16Mpa ,软底板为0.98Mpa
左右）。
4．瓦斯涌出量
对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满 足通风的要求，选型时要进行验算。
5．地质构造
地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板 允许暴露面积和时间分别在5~8 m2 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架
与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一 般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下， 应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。
对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双 排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当 采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m左右；
支架最小结构高度 Hmin M min S2 , m 式中 M max、M min —煤层最大、最小采高，m；
S1 ——伪顶冒落的最大厚度，一般取
0.2~0.3m；
S2 ——顶板周期来压时的最大下沉量、
移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮 矸、浮煤厚度之和，一般取0.25~0.35m。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的 允许运输高度。
发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于100 ~ 1时50， 应设防滑和调架装置，当倾角超过 时1，80应同时
具有防滑防倒装置。
3．底板性质
底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响 较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底 座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板 的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂
H—采高，m；
—顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m 3。
放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。
支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架 工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
P qF 103, kN
式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
式中 L—F 支架(L顶梁C长)度(B，mK；1) (L C) A, m2
四、液压支架参数的确定
1．支护强度和工作阻力
支护强度取决于顶板性质和煤层厚度，根据我 国制定的标准可以确定支护强度的大小。除此， 支护强度也可根据下列公式估算
q KH 105, Mpa
式中 K —作用于支架上的顶板岩石系数，一般取 5~8。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否 则取上限；
p总
p
,
kN
支撑式支架的 =100%，支掩护式和支撑掩护式支架取
=80%左右。
2．初撑力
初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言， 并与顶板的性质有关。较大的初撑力可以使支架较 快地达到工作阻力，防止顶板过早的离层，增加顶 板的稳定性。对于不稳定和中等稳定顶板，为了维 护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作 作阻力的80%；对于稳定顶板，初撑力不易过大， 一般不低于工作阻力的60%，对于周期来压强烈的 顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁， 应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。
当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m。对 于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减 小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排 布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m，最大达3 m左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。
第二节 液压支架的选泽
一、液压支架的选型原则
1、支架选择必须考虑主要地质条件和采矿条 件：直接顶稳定性；基本顶级别及相应的矿 压显现参数底板级别及相应的力学参数； 截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化； 煤层倾角和工作面推进方向、瓦斯等级和必 要的通风断面。
其他方面：上下采动条件、相邻区段和两侧 开采条件、地质构造、断层、褶曲等分布和 参数、开采深度、底板含水层。
支架的伸缩比 K H max
S
H min
K s值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，
其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。
采用单伸缩立柱， 值K一s 般为1.6左右。若进一步提
高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，
其 值一K般s为2.5左右。薄煤层支架可达3。
5．顶梁尺寸和覆盖率
2、一般选型顺序
①根据直接顶和基本顶、底板类型初步选定基本架 型；②根据上述诸因素选定具体结构（包括顶梁、 底座、侧护结构）； ③根据提供的地质条件和矿压 显现参数计算支架所需的支护强度和相应的额定工 作阻力；④考虑顶底板含水层条件，验算支架对底 板比压或载荷强度；⑤验算通风断面、风流和风速， 如果瓦斯涌出量大，应避免用插腿式支架。
3．移架力和推溜力
移架力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带
压移架等因素有关。一般薄煤层支架的移架力为 100~150KN；中厚煤层支架为150~300KN；厚煤层支架为 300~400KN。推溜力一般为100~150KN。
4．支架调高范围
支架最大结构高度 Hmax M max S1, m
C—梁端距， m；
B—支架顶梁宽度，m；
K1 —架间距，m；
A — 支架中心距，m。
对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻
力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影
响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与
支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支护效率。所以
支架立柱的总工作阻力 p总为