液压支架选型的原则
液压支架选型原则
液压支架选型原则液压支架选型原则在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。
它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。
液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。
1、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，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。
(3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。
2、液压支架选型的基本依据及原则进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。
2.1顶底板性质2.1.1顶板一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。
不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。
直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。
基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。
由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。
具体选用时可遵循下列原则：(1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。
(2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。
液压支架参数及选型计算
液压支架参数及选型计算1.负载能力：液压支架的负载能力是指其能够承受的最大工作负荷。
一般通过分析工作条件，确定支架在正常工作状态下所需的最大负荷，然后选择一个具有合适负载能力的液压支架。
2.最大工作压力：最大工作压力即液压支架所能承受的最大液压力。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压支架所需的最大工作压力，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
3.工作速度：工作速度是指液压支架活塞的上升或下降速度。
一般来说，液压支架的工作速度需要根据工作要求来确定。
选择液压支架时，要确保其工作速度能够满足实际需求。
4.液压缸行程：液压缸行程是指液压支架活塞的行程长度。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压缸的行程长度，并选择一个具有合适行程长度的液压支架。
5.工作温度范围：工作温度范围是指液压支架能够正常工作的温度范围。
在选型时，要根据实际工作条件确定液压支架所需的工作温度范围，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
6.液压油种类和容积：液压支架的液压系统通常需要使用液压油来传递能量。
在选型时，需要确定所需的液压油种类和容积，并选择一个具有合适容积和能够使用所需液压油的液压支架。
选型计算：在液压支架选型计算中，一般可使用以下公式来计算所需的参数：1.计算负载能力：负载能力=承受最大负荷（工作负荷）+安全系数2.计算最大工作压力：最大工作压力=最大液压力+安全系数3.计算活塞面积：活塞面积=承受最大负荷/最大工作压力4.计算活塞直径：活塞直径=2*√(活塞面积/π)通过以上方法可以得到液压支架的相关参数，以便于选择合适的液压支架。
需要注意的是，在选型过程中还要考虑实际应用中的其他因素，如压力损失、系统的稳定性等。
在计算过程中要根据实际需求选择合适的安全系数，并结合实际应用条件来确定最终的选型结果。
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。
08-9-支架选型及原理
支架。
2、支架的底座要适应底板岩石的抗压强度，以 防止支架底座压入地板内。底板软硬程度或强度 大小，决定了底座结构形式和支承面积。底座是 液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至支架的安装
学 习 内 容
第一节 支架安装方法的确定 第二节 安装支架需具备的条件
第三节 支架的工作面安装
第 一 节 支架安装方法的确定
一、综采液压支架安装方法的分类：
1、根据支架的运输和组装方式分为：
整体运输、整体安装；半解体运输、整体安装
解体运输、整体安装； 解体运输、解体安装
整体运输、整体安装：
液压支架在地面整体装车，或从已收尾的工作面整体搬运 至新工作面进行安装。整个作业过程中，不对液压支架的部件进 行拆卸与安装。 适用于辅助运输系统设备先进且机械化程度较高 的矿井。一般要求运架巷道断面大，运输环节简单、方便，作业 空间宽敞等条件。整体运输与整体安装的方式具有安装效率高、 工艺简便、便于组织和管理、设备不易损坏、易保证安装质量等 优点。缺点是所需巷道断面大、运输能力要求高、轨道质量要求 高、装卸支架难度相对较高。需制作仿支架尺寸的模拟车进行运
座中部排矸性能好,但底座面积小,相对底板比压较大,不适用于松软
底板条件;稳定性差,不适宜于大高度、大倾角支架;
2.3、刚性分体式底座：由左右对称的两部分，两者之间在前端
用一刚性过桥连接，后部通过箱形结构过桥连接组成刚性整体。 同时具有分体式底座排矸性能好的优点，虽对底板比压较大，但 若加装辅助提架机构则可用于各种底板条件。
其关系为: P =n×m×Y计算, 式中 P———液压支架支护强度,t/m2; m———采高,2.5m; Y———顶板岩石容重取Y=2.7t/m3; n———不同条件下的倍数:
支架架型选择
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；
液压支架选型原则
液压支架选型原则在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。
它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。
液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。
1、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，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。
(3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。
2、液压支架选型的基本依据及原则进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。
2.1顶底板性质2.1.1顶板一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。
不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。
直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。
基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。
由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。
具体选用时可遵循下列原则：(1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。
(2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。
液压支架选型计算
液压支架选型计算
液压支架系统选型计算
概述
液压支架系统的使用可以改善安装和检修操作的安全性和效率，大大
缩短了设备的维护时间，同时也可以提供更大的负载容量和稳定性。
液压
支架系统选型要考虑的主要因素包括:现场构造条件、支架系统的工作模式、压力等级和负载重量等等。
首先，在确定使用液压支架系统之前，应先考虑现场的构造条件：是
否有足够的安装空间；是否有足够的液压油源；是否有足够的机械材料、
液压元件；是否可以设置足够的液压支架油缸；是否可以安装足够的安全
措施等等。
其次，要为液压支架系统的工作模式做出选择：如是否需要同步支撑，是否需要两个油缸连接，是否需要手动或自动控制，是否需要加重液压支架，是否需要转换支架模式等等。
第三，液压支架系统的压力等级及负载重量要根据实际应用场景而定，一般情况下，负载重量越大，压力等级越高，液压支架系统应力值就应该
越大，同时必须考虑工作温度等因素，为了保证液压支架系统的稳定性，
一般压力系统的压力不宜低于3MPa，同时应尽量选择高压支架系统，以
满足更高的负载要求。
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。
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浅析液压支架选型的基本依据及原则
在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。
它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。
液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。
1 、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，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。
(3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。
2、液压支架选型的基本依据及原则
进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。
2.1 顶底板性质
2.1.1 顶板
一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。
不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。
直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。
基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。
由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。
具体选用时可遵循下列原则：
(1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。
(2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。
此外，由于某些顶板条件比较特殊，故可采用多种形式的液压支架，因此液压支架架型的选择既要以顶板性质作为依据，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液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。
2.1.2 底板
底板软硬程度或强度大小，决定了底座结构形式和支承面积。
底座是液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至底板。
其结构形式分为以下几种：
(1)整体刚性结构。
用钢板焊接成箱形结构，底部封闭，强度高，稳定性好，对底板比压小，但排矸性差。
适用于底板较松软、采高与倾角较大及稳定顶板等条件。
(2)分式刚性结构。
左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。
底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。
(3)左右分体结构。
两个独立而对称的箱形结构，两部分用铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，对不平底板适应性好，排矸性较好。
2.2 煤层条件
2.2.1 煤层厚度
煤层厚度是液压支架选型的一项重要指标。
煤层厚度及其变化情况决定了液压支架的结构高度和伸缩范围，采高和顶板性质直接决定了液压支架的工作阻力或支护强度。
(1)液压支架的工作阻力实质上是液压支架在工作中能承受顶板的载荷，是衡量液压支架支护性能的最主要的技术参数，可按下式计算：Q=Zb(L+C)
式中：z为支护强度；b为支架中心距；L为顶梁长度；C为顶梁前端到煤壁距离。
在液压支架出厂代号中都明确地标有其工作阻力，如ZZ6000液压支架(工作阻力为6000kN)。
(2)液压支架最大高度的确定。
考虑到顶板有顶板冒落或可能局部冒落而压住液压支架，为保证立柱有一定的行程量，液压支架最大高度应在煤层最大采高基础上，再加200mm～300mm。
(3)液压支架最小高度的确定。
考虑到液压支架上、下浮煤堆积影响，移架操作时支架立柱要有150mm左右的回缩量等因素，液压支架最小高度应在煤层最小采高基础上再减200mm～300mm。
选型原则：对于薄煤层(采高小于1.3 m)开采，在液压支架选型时应考虑通风断面和作业空间较大的掩护式或支撑掩护式液压支架。
煤层厚度超过1.5m时，顶板对液压支架有一定的水平和侧向推力，这种情况下应优先选用抗水平力和扭转能力强的掩护式结构的液压支架，而不宜用支撑式支架。
煤层厚度超过2.5 m时，煤壁和悬顶部分顶板可能在矿压作用或采煤机割煤时振动而引起的垮落，需要选用带有护帮装置的液压支架，一般多采用支撑掩护式支架。
如果煤层厚度变化较大，由于双伸缩立柱的行程范围较大，能更好地适应这种煤层条件。
对于煤层厚度大、煤层松软或节理发育，因其不便于分层开采，煤层较破碎，在矿压作用下易冒落，可选用放顶煤支架。
2.2.2 煤层倾角
煤层倾角主要影响液压支架的稳定性能。
《煤矿安全规程》第67条规定：煤层倾角大于15°时，液压支架应采取防倒、防滑措施。
2.2.3 瓦斯量
瓦斯涌出量大的煤层，应考虑通风要求，优先选用通风面积大的掩护式或支撑掩护式液压支架。
3 、经济成本
在地质条件允许的情况下，液压支架选择范围较大，且使用数量较多，此时应优先考虑经济型的液压支架，以降低企业成本。
在管理上做好液压支架的日常检修和维护，可大大减少使用过程中的维检资金，争取最大的经济效益。
4、结语
液压支架在现代综合机械化采煤过程中是重要的支护设备，其选型的好与坏也是关系到矿井高产、高效的关键性因素。
由于地质条件的复杂性和矿压观测的模糊性，使得液压支架呈现出多样化、大流量化发展趋势，并且随着安全生产越来越被重视，其已成为现代生产中的主要因素，液压支架从设计和选型上也要突出考虑这一关键因素。
液压支架的选型是一门综合性的学问，涉及煤矿地质和机械制造等学科，应根据煤矿实际条件而选型。