液压支架与泵站
液压支架与泵站
一、液压支架
液压支架是综采设备的核心，是综采配套设备区别于普通采煤设备（高档普采）最显著的标志。
液压支架的合理选择既要考虑工作面顶板的分类类别，又要考虑煤层的赋存条件。
不同的采煤方法对支架的选择也有不同的要求。
液压支架按照支护方式可分类为支撑式支架、掩护式支架和支撑掩护式支架；按照功能来分类又可分为分层可采支架和放顶煤支架；按照使用位置的不同又可分为中间支架、过渡支架（排头支架）和端头支架（顺槽支架）等。
对于放顶煤支架又可根据放顶煤位置的不同分为高位放顶煤支架、中位放顶煤支架和低位放顶煤支架，选用哪种形式要根据具体的开采条件来确定。
兖矿集团目前使用的放顶煤支架均为低位放顶煤支架，其工作方法是把放煤位置设在掩护梁下部，使用前、后两部刮板输送机，后部输送机直接放在底板上或支架后方的托板上，通过支架上的插板控制顶煤的下放。
在使用中，液压支架常见的故障现象及原因如表5-1-1所示。
表5-1-1 液压支架常见的故障现象及原因
二、乳化液泵站
乳化液泵站是用来向综采工作面液压支架以及单体液压支柱输送高压乳化液的设备，是
支架和支柱液压系统的动力源。
乳化液泵站主要由乳化液泵、防爆电机、乳化液箱、蓄能器和控制保护元件等组成。
一般在一个工作面配置“两泵一箱”，即两台乳化液泵共用一台液箱，其中一台泵供液，另一台泵备用，当然必要时也可以两台泵同时运行，以获得更大的乳化液流量。
对于乳化液泵站，其性能的一般要求是：
⑴泵安装后应做运转试验，达到运转平稳且无振动、泄漏、声响、油温等异常现象。
⑵泵在满载运转时的稳定油温（环境温度不超过30℃）：合格品不得超过80℃，一等品不得超过75℃，优等品不得超过70℃。
⑶泵满载容积效率不得低于下表要求。
⑷泵满载总效率：合格品暂定为0.82，一等品暂定为0.84，优等品暂定为0.86。
⑸泵组的综合噪声应不高于下表规定。
⑹在公称压力下工作液的外漏损量每4h不超过2kg，润滑油的外漏损量每4h不超过
0.2kg。
⑺耐久试验时间不低于下表的要求。
2. 耐久试验后，各项性能指标值仍应符合上述要求。
3. 耐久试验全过程中，允许更换一次柱塞密封圈
⑻平均大修寿命不少于1500h。
柱塞式乳化液泵一般由电动机、联轴器、泵体和底座等部分组成。
图5-1-1所示的为国产WRB200/31.5型乳化液泵的外型。
电子课件液压支架与泵站第二版A103594第三章液压支架的液压系统
10 第三章 液压支架的液压系统
二、液压支架液压控制系统的组成
1. 主回路 (1) 两线主回路 主压力管路，用字母 P 表示；主回液管路，用字母 O 表示。 整段供液，如图 a 所示。分段供液，如图 b 所示。
11 第三章 液压支架的液压系统
两线主回路 a) 整段供液 b) 分段供液 1—过滤器 2、4—截止阀 3—回液逆止阀 5—低压安全阀
22 第三章 液压支架的液压系统
(10) 先导控制回路 先导控制回路如图所示。 如图a 所示先导控制回路的液控分配阀 2 是由 4 个液控二 位二通阀组成的，它不仅可以根据先导液实现液压缸的换向动 作，还可以实现闭锁功能。 如图b 所示先导控制回路中液控分配阀 5 为三位三通阀， 具有闭锁功能。
23 第三章 液压支架的液压系统
4 第三章 液压支架的液压系统
二、立柱的控制过程
1. 单伸缩立柱 (1) 升柱过程 (2) 承载过程 (3) 降柱过程
5 第三章 液压支架的液压系统
单伸缩立柱的控制过程 a) 升柱过程 b) 承载过程 c) 降柱过程
6 第三章 液压支架的液压系统
2. 双伸缩立柱 (1) 升柱过程 (2) 承载过程 (3) 降柱过程
(2) 优越性 1) 可降低工人劳动强度，改善工人劳动条件。 2) 可提高支架移架速度，传感器闭环控制提高系统效率。 3) 保证液压支架额定初撑力。 4) 易于实现带压移架，避免对工作面顶板和液压支架产生 频繁的冲击载荷。
32 第三章 液压支架的液压系统
5) 可提高工作面输送机推移质量。 6) 可灵活选择多重控制方式。 7) 可实现集中控制与集中管理，提高煤矿管理水平。 8) 具有多层次控制模式和灵活多样的操作方式。
5. SAC 型液压支架电液控制系统技术特点和优越性 (1) 技术特点 1) 结构紧凑，过液能力强，可满足大采高、强力支架、大 流量液压系统的要求。 2) 具有完善的多级过滤体系。 3) 具有安全、可靠、标准化程度高等特点，符合工业设计 的标准。
综采工作面设备安装标准
综采工作面设备安装标准一、液压支架安装标准1、支架上下成一条直线，平均中心距为1.5m，垂直于工作面刮板输送机成一条直线，并和溜子联接好，所有大小联接件及各种销按标准安装，严禁缺漏。
2、支架位置调好后，立即接通供液管路，将支架升起，顶梁与顶板接触要严密，不得歪斜，局部超高或接触不好的用木梁构实，支架达到初撑力。
3、支架安装后要及时更换损坏和丢失的零部件，管路排列整齐，无漏液现象，接头连接可靠、不得用铁丝代替U型销，乳化液浓度符合3-5%的规定，泵站供液压力为符合规程规定．4、支架有编号，支架内无浮矸、杂物、钢轨、木料等杂物，架外浮矸不埋压管路和液压件。
5、所有结构件和液压件动作灵活，结构件无别卡；液压系统无串、漏液。
6、每隔10架安设一组架间通讯及照明，并固定合理可靠。
架间通讯必须有通话和闭锁刮板机功能。
二、刮板输送机安装标准（1）减速器安装1、箱内清洁无杂物。
减速器与机头架相连接必须采用相符合的螺栓，螺杆要露出帽并紧固可靠，减速器要紧贴机头架不得有缝。
2、齿轮的啮合情况和顶侧间隙符合《煤矿安装工程质量检验评定标准》。
3、箱体不漏油；油质、油量符合说明书要求；水冷系统畅通且不漏水。
（2）刮板安装：运行无卡阻，运转平稳，无异常振动。
（3）刮板输送机的允许偏差：间距允许偏差（+3～-2mm），接头上下错动允许偏差（1mm），两滑道相对高低差允许偏差（3mm）。
(4)所有紧固件必须加垫紧固可靠．（4）组装要求1、中部槽的铺设必须正确。
2、挡煤板与槽邦之间要靠紧，螺丝紧固无缝隙。
3、圆环链焊口不得朝向中板，不得扭链，刮板间距为1米，链环数量必须相等。
4、接链环必须按要求使用立环不能用错，短链必须用单环链。
接链环使用与大链相同型号。
5、刮板螺栓必须采用防退帽并紧固可靠。
6、沿刮板输送机的信号装置符合要求。
7、刮板方向必须正确。
8、溜子整体达到平、直标准。
9 、刮板机头与转载机尾搭接必须合理。
三、转载机安装标准（1）减速器安装1、箱内清洁无杂物。
第三章 液压支架的液压控制回路
2、多线主管路
目前，有些支架采用了多线主管路。如图所示 为三线主管路，除了主压力管路P和回液管路O以外， 或是增设1条高压管路HP，来满足立柱对较高供液 压力的要求，提高支架的初撑力；或是增设1条低 压管路LP，以满足个别液压缸对较低供液压力的要 求；或是增设1条回液管路O，来降低回液背压。 个别支架甚至采用四线主管路，即四条主管路 HP，P,LP和O，可以像支架提供3种不同的压力的 液体。
背压回路 1、8—立柱；2—节流阀；3—背压阀；4、6、7、9—操纵阀；5—推移千斤顶； 10—二位三通阀
9.连锁回路 由不同操纵阀分别控制的几个液压缸，应用连锁 回路，能使它们的动作相互联系或相互制约，防止 因误操作而引起的不良后果。 图3—13a所示的连锁回路，可用于防止2个立柱 同时降柱。它采用了2个单向顺序阀2和6，以及2个 单向阀3和7作为连锁回路控制元件。 将操纵阀4置于右位（降立柱1），从压力管路P 到达单向顺序阀2前的液体受到顺序阀的阻挡，于 是打开单向阀3进入立柱5的下腔。如果此时立柱5 处于支撑承载状态，则单向阀顺序阀2前的液压力 就会很快建立起来将该阀开启，压力液进入立柱1 的上腔并使下腔液路解锁，实现立柱1的降柱。
第二节 立柱的控制原理 立柱有单伸缩立柱和双伸缩立柱，其控制 原理有所区别，下面分别叙述。 一、单伸缩立柱
二、双伸缩立柱
双伸缩立柱的控制原理如图所示。 2、立柱的承载过程 1、立柱的升柱过程 3、立柱的降柱过程
第三节 液压支架液压控制系统 液压支架液压控制系统由主管路和基本 控制回路两大部分组成。 一、主管路 1、两线主管路 通常，油泵站向工作面引出2条管路：1 条供压力液，称为主压力管路，用字母P表示： 另一条接收低压回液，称为主回液管路，用 字母O表示。
液压支架概述
液压支架安装综述运煤，支护和采空区处理等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使采煤技术进入一个新的阶段。
液压支架是综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
近年来，我国液压支架的研制工作发展很快，从基本上依靠进口，发展到自行设计、自行制造，而品种繁多、功能齐全、质量可靠。
北京展会场景介绍说明配上参展产品图片和解说性文字。
•“三机”配套•综采工作面的“采、运、支”等重点设备配套。
基本配置包括：采煤机；前、后运输机；基本架、排头、排尾、过渡及端头支架。
综采面设备布置1——采煤机2——刮板输送机3——液压支架4——下端头支架5——上端头支架6——转载机7——可伸缩带式输送机8——配电箱9——移动变电站10——设备列车11——乳化液泵站12——喷雾泵站13——液压安全绞车14——集中控制台三、液压支架产品介绍3.1 液压支架简介液压支架是一种采煤工作面支护设备，其作用是支撑和维护采煤工作面控顶区顶板，为采煤创造安全作业空间的设备。
工作面按开采方式不同支护设备分单体支架、液压支架和特种支架。
单体支架是由单体支柱与顶梁组成的支护设备。
单体支柱为支撑于顶板或顶梁和底板之间的单根杆状构件。
液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动，既能支撑又能维护顶板的支护设备，为采煤工作面综合机械化的主要设备。
特种支架按结构、功能等因素分为工作面锚杆支架、刚性或柔性掩护支架和气囊支架。
我公司的主导产品是液压支架，是应用于综合机械化采煤工作面的基本设备。
液压支架性能特点：纵横向稳定性好防护性能强移架速度快对顶板适应性强。
主要用途和适用范围：它是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，是综合机械化采煤不可缺少的配套设备。
煤矿用液压支架工作原理
煤矿⽤液压⽀架⼯作原理摘要本论⽂主要阐述了⼀般掩护式液压⽀架的设计过程。
设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。
由于该煤层厚度适中，选⽤掩护式液压⽀架。
煤层厚度介于m~5.2之8.3间，煤层厚度变化较⼤，选⽤调⾼范围⼤且抗⽔平推⼒强且带护帮装置的掩护式⽀架。
⽀架采⽤正四连杆机构，以改善⽀架受⼒状况。
顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；⽴柱采⽤双伸缩作⽤液压缸，以增加⼯作⾏程来满⾜⽀架调⾼范围的需要。
推移千⽄顶采⽤框架结构，以减少推溜⼒和增⼤移架⼒。
为了提⾼移架速度，确保对顶板的及时⽀护，采⽤锥阀液压系统。
关键词：液压⽀架液压四连杆机构采煤⽀架选型推溜移架⽬录1 概述 (5)1.1液压⽀架的组成和分类 (5)1.2液压⽀架的⼯作原理 (8)1.3液压⽀架的⽀护⽅式 (11)1.4⽀架选型的基本参数 (12)2 总体设计 (14)2.1选架型 (14)2.2液压⽀架基本参数的确定 (16)2.3采煤机、液压⽀架和输送机的配套 (19)2.4四连杆机构设计 (21)2.5顶梁长度的确定 (28)2.6⽴柱及柱窝位置的确定 (29)2.7平衡千⽄顶位置的确定 (33)2.8其它千⽄顶位置的确定 (36)3 ⽀架的受⼒计算 (39)3.1液压⽀架受⼒分析 (39)3.2确定⽀架的⽀护强度 (40)3.3底座接触⽐压计算 (40)3.4⽀架⽀护效率 (40)4 液压⽀架的主要部件的设计 (42)4.1前梁 (43)4.2主顶梁 (43)4.4前、后连杆 (45)4.5底座 (45)4.6⽴柱 (46)4.7千⽄顶 (47)5 主要零、部件的强度校核 (49)5.1校核的基本要求 (49)5.2前梁的校核 (50)5.3主顶梁的校核 (52)5.4掩护梁的强度校核 (55)5.5底座强度校核 (57)5.6销轴和⽿座的强度校核 (59)5.7⽴柱强度校核 (62)6 液压系统设计 (68)6.1液压⽀架的液压系统的简介 (68)6.2液压⽀架的液压系统拟订 (69)6.3液压元件的选取 (71)6.4液压控制系统 (72)结束语 (76)参考⽂献 (77)1 概述1.1 液压⽀架的组成和分类1.1.1液压⽀架的组成液压⽀架是综采⼯作⾯⽀护设备，它的主要作⽤是⽀护采场顶板，维护安全作业空间，推移⼯作⾯采运设备。
采煤机械之液压支架
第四节 支架参数确定
一、支架高度 首先确定支架适用煤层的平均截割高度，然后 确定支架高度
支架最大结构高度 H max M max S1
(3)控制元部件 包括液压系统操纵阀、单向阀、 安全阀等各类阀，以及管路、液压电控元件。主要 功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工 作特性
(4)辅助装置 如推移装置、护帮(或挑梁)装置、 伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、 喷雾装置…
一、顶梁 顶梁形式： 整体顶梁、铰接顶梁
1．整体顶梁 2．铰接顶梁 铰接顶梁的前段称为前梁，后段为主梁，简称顶梁
3. 推移千斤顶倒装
移架力：
FY
4
D2 pm
推溜力：
FT
4
(D2
d 2 ) pm
六、梁端距和顶梁长度 梁端距 ——移架后顶梁端部至煤壁的距离 梁端距是由于工作面顶板起伏不平造成输送机和采
煤机的倾斜，以及采煤机割煤时垂直分力使摇臂和滚 筒向支架倾斜，为避免割顶梁而留的安全距离
支架高度越大，梁端距应越大
支架伸缩比： ——支架的最大结构高度与最小结构高度之比
Ks Hmax / Hmin
二、支护强度和工作阻力
支护强度：
——支架有效工作阻力与支护面积之比 顶板所需支护强度取决于顶板等级和煤层厚度
制订不同顶板等级的支护强度标准，支护强度按规
定选用或按经验公式估算
1．岩石自重法
已知工作面上覆岩层裂隙带高度时，在工作面上覆
较难跨落的岩层或岩层组合，其运动特征对于综 采工作面支架设计和选型意义重大
防止液压支架压死安全技术措施
1 、支架压死原因：
1)支架状态差，即支架达不到设计工作阻力。这种情况的产生有两个原因：泵站压力达不 到要求和支架卸载安全阀开启压力值低于设计值。
2)采空区大面积悬顶。支架在压死时往往是由于顶板完整性很好，并不随工作面的推进及 时冒落，造成采空区大面积悬顶。当悬顶垮落时，恰恰以支架为支撑点旋转，旋转的顶板 采空区一头着地以后，另一头仍然压在支架上直至顶板完全落地。这样支架就长时间地高 强度地承受顶板压力，导致支架立柱安全阀开启，活柱下降没有行程造成死架。
2)保证支架的正常工作状态。每天必须对泵站、支架进行认真检修，出现问题及时处理。 对开启压力低于设计值的安全阀必须及时进行更换。
3)在正常生产过程中，必须保证支架初撑力，周期来压、过地质构造等特殊情况时，采用 带压拉架。
4)工作面过上覆房采区等特殊地质构造时，应将设备停在压力稳定区域进行检修
5)处理死架措施
3)现场管理不足，采高太低，导致采煤机无法通过造成死架。特别是工作面过冲刷带等地 质构造时，必须保证采高底限，绝不能只采取降低采高来过构造，该割岩石时必须割。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 、防压死支架措施：
1)在正常生产过程中，采高不低于 3.0m;初采期间采高不得低于 3.6m;工作面过上层煤采空 区及切眼外房采区期间，采高控制在 4.2m 。当岩石硬度太大采煤机硬割有困难时，可考 虑采取放松动炮的办法解决。
液压支架参数
一、液压支架的组成：主要由顶梁、底座、掩护梁、前后连杆（或摆杆）、立柱、千斤顶、各类阀、胶管等组成。
二、辅助装置：推移装置、护帮装置、复位装置、侧护装置、调架装置、防倒防滑装置、挡矸装置等三、液压支架的分类：1、按架型结构及围岩关系分：掩护式支架、支撑式支架、支撑掩护式支架。
2、按适用煤层倾角分：一般工作面支架、大倾角支架3、按适用采高分：薄煤层支架、中厚煤层支架、大采高支架4、按适用采煤方法分：一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架、充填支架5、按在工作面中的位置分：工作面支架、过渡支架（排头支架）、端头支架6、按稳定机构分：四连杆机构支架、单绞点机构支架、反四连杆机构支架、摆杆机构支架、机械限位支架（橡胶限位、弹簧钢板限位、千斤顶限位等）7、按组合方式分：单架式支架、组合式支架8、按控制方式分：本架控制支架、邻架控制支架、成组控制支架9、按控制原理分：液压直接控制支架、液压先导控制支架、电液控制支架四、名称解释1、初撑力：泵站的工作压力达到整定值时，支架对顶板的支撑力称为初撑力。
2、额定初撑力：支架各立柱初撑力之和。
3、额定工作压力：支架立柱安全阀调定的开启压力。
4、额定供液压力：支架确定的泵站压力。
5、工作阻力：支架对顶板的最大支撑力称为工作阻力，是由立柱安全阀的整定压力决定的。
6、底板比压：支架的工作阻力与支架底座底板接触的面积比。
7、支架支护强度：表示单位面积支架所提供的支护能力。
8、相对残余变形量：当顶梁和底座弯曲时，为最大变形量与两垫块间距离之比；当扭转时，为最大残余变形量与其测点到厂垫块距离之比。
ZF8000/17/32型支架主要技术参数ZFG8000/19/32型过渡支架主要技术参数ZY3000/09/20掩护式液压支架主要技术参数ZY3200/09/21型掩护式液压支架主要技术参数ZF6400/17/32型放顶煤液压支架主要技术参数ZZ2600/06/12型支撑掩护式液压支架主要技术参数ZY6700/20/40型掩护式液压支架主要技术参数ZF11000/20/38放顶煤液压支架主要技术参数。
液压支架
单体液压采工作面
滑移顶梁支架 液压支架
用于综采工作面
液压支护设 备的特点
液压支护设备(尤其液压支架)具有支撑 能力大，支护性能好，架设移动速度快 和安全可靠等优点。
使用液压支护设备可提高采煤工作面的 产量、回采率和工效；能大大地减轻工 人的劳动强度，降低生产成本，实现安 全生产
设备几何尺寸配套
支架的最小支撑高度Hmin与滚筒直径D的关系 Hmin =DS2a （1）液压支架最小高度要大于采煤机机身高度 Hmin A A=A1+A2+A3
煤层在最小厚度时，采煤机和液压支架均能工作
设备几何尺寸配套
（6）液压支架的架间距与中部溜槽的长 度相等。 一般为1.5m，保证每节溜槽有推移千斤顶
快速移架（8m/min）
基 本 参 数
工作阻 力Fz
支护强 度q
支架高 度H 平均接 触比压
支护设备的选型
(一) 液压支架的架型选择
由于直接顶和老顶的级、类不同，对液压支架的架型和支护强度提出了不 同要求，表11—2列出了各种顶板适用的架型以及不同采高时要求的支护强 度，可供选择时参考。 选型应考虑的其他因素有： (1)采高：中厚或中厚以上的煤层，不宜使用稳定性差的支撑式支架，应 选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，特别是大吨位掩护式支架有 较强的适应性，发展前景看好.工作面采高变化大时，最好选用双伸缩立柱 液压支架。 (2)煤层倾角：倾角大于15。时，液压支架必须采取防倒防滑措施。 (3)底板强度：支架对底板的接触比压应小于底板的抗压强度，底板软时， 应考虑使用提腿移步支架。 (4)瓦斯含量：瓦斯涌出量大的工作面应考虑支架的通风断面能否满足要 求。 (5)地质构造：断层发育、煤层厚度变化过大、顶板允许暴露面积和时间 分别为3 m2～5 m2和20 min以下时，目前暂不宜使用液压支架。 (6)对于特殊开采要求，应选用特殊支架，如厚煤层分层开采时需选用铺 网支架，冒落法开采时需选用放顶煤支架，工作面端头需选用端头支架等。
液压支架工作原理详解
液压支架工作原理说明一、液压支架的基本形式:1.支撑式液压支架：顶梁较长一般超过4M左右，立柱垂直于底座，有较强的支撑力。
2.掩护式液压支架：顶梁较短一般超过3.5M左右，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱倾斜分布，作业空间和通风断面较大。
3.支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的优点，采用四连杆机构，能更好的承受顶板水平分力和扭转分力，有较强的支撑和切顶作用，但价格较贵。
二、液压支架的型号及规格：1.掩护式支架：2．放顶煤支架：3.履带行走式支架：4.过渡支架：三、液压支架的结构：顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、底座、推杆、单侧护装置、立柱、各种千斤顶、液压系统、支架设置销轴等连接机构。
1-护帮装置；2-顶梁；3-推杆；4-底座；5-立柱；6-操纵装置；7-顶梁活动侧护板；8-推移千斤顶；9-掩护梁活动侧护板；10-平衡千斤顶；11-掩护梁；12-前连杆；13-后连杆1.侧护板的作用：侧护板的作用：消除相邻支架的架间间隙，防止冒落矸石进入支护空间；作为支架移架过程中的导向板；防止支架落后倾倒；调整支架的间距2.顶梁：顶梁是用于支护、控制、管理工作面上方的顶板，顶板的压力通过顶梁传递到两根立柱上。
为了更好地支护煤壁上方刚暴露出的顶板，顶梁前端上翘，顶梁为双侧活动侧护板。
ZY10000/27/56D 型液压支架顶梁结构图3.伸缩梁伸缩梁是由钢板拼焊成的整体结构，它的主要作用是超前支护。
当采煤机采过后，没有移架前伸缩梁伸出，护住顶板，可实现及时支护；当煤壁出现片帮时，伸缩梁可伸入煤壁线以内，及时维护顶板，避免引发冒顶。
3.掩护梁：Z110000/27/56D 型液压支架掩护梁结构图顶板来压后，经顶梁和掩护梁连接销轴，把来压传递到掩护梁上，再通过掩护梁传递到连杆以及底座上。
再传递过程中掩护梁承受扭矩、弯矩的作用。
而且还受到顶板冒落矸石的冲击。
因此要求掩护梁有足够的强度与刚度。
4.底座：底座承受顶板经立柱、掩护梁、连杆等传递的各种力及力矩，然后传递到底板上。