液压支架设计
支撑掩护式液压支架毕业设计
前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。
实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。
我国液压支架经过30多年的发展，取得显著的成果，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式液压支架，这些系列化液压支架一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。
我国煤矿中使用的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头液压支架和中间液压支架。
端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。
中间液压支架是安装在处工作面断头以外的采煤工作面上所有的位置的液压支架。
目前使用的液压支架分为三类。
即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。
从架型的结构特点来看，由于直接类别和老顶级别的不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析使支架能适应顶板载荷的要求。
此次设计是对大学所学的知识的综合应用，通过设计使所学知识融会贯通，形成较为清晰的知识构架，强化设计过程的规范性以及对计算机的使用的熟练性。
通过此次设计，能够更好的梳理所学的知识，基本掌握机械设计制造及其自动化专业在机械设计方面的工作方法，同时提高独立为完成工作的能力，为以后的工作打下坚实的基础。
第1章液压支架的概述1.1液压支架的组成和用途1.1.1液压支架的组成液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操作控制系统等主要部分组成。
1.1.2液压支架的用途在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项工作正常进行，必须对顶板进行支护，而液压支架是以高压液体作为动力由液压元件与金属构件组成的至呼和控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。
实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。
液压支架可与弯曲输送机和采煤机组合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施，因此液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠、是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。
液压支架液压系统设计
液压支架液压系统设计1. 引言液压支架是一种常见的起重设备，采用液压系统作为动力来源，实现起重、下降和平衡等功能。
本文将介绍液压支架液压系统的设计。
2. 液压系统的工作原理液压支架液压系统由液压油箱、液压泵、液压缸、液压阀和控制系统等组成。
其工作原理如下：1.液压油箱：储存液压油，并通过滤油器保证液压油的清洁。
2.液压泵：将液压油从油箱中抽取出来，并提供所需的压力。
3.液压缸：接受由液压泵提供的液压力，产生线性位移或力。
4.液压阀：通过控制液压油的流通，实现液压系统的各种功能。
5.控制系统：根据需要，控制液压阀的开关，从而控制液压缸的运动。
3. 液压系统的设计要点在设计液压支架液压系统时，需要考虑以下几个要点：3.1. 压力需求液压系统根据使用场景的需要，确定所需的最大工作压力。
根据工作压力来选择液压泵和液压缸的类型和规格。
3.2. 流量需求根据液压系统所需的最大流量来确定液压泵的流量大小。
同时，也需要考虑液压管路的直径和长度，以保证流量传输的顺畅。
3.3. 控制方式液压支架液压系统可以采用手动控制或自动控制方式。
手动控制需要人工操作控制阀，而自动控制可以通过传感器和控制器实现。
3.4. 安全考虑在设计液压系统时，需要考虑安全因素，例如应采用双重液压回路设计，避免单点故障导致系统失效；选择具有过载保护功能的液压阀，以保护系统和操作人员的安全。
4. 液压系统的组成部分液压支架液压系统由以下几个组成部分构成：4.1. 液压油箱液压油箱用于储存液压油，具有适当的容量和良好的密封性能。
油箱上还需设置油面高度计和油温计等监测装置，方便操作人员了解液压系统的工作状态。
4.2. 液压泵液压泵负责将液压油从油箱中抽取出来，并提供所需的压力。
常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等，选择时需考虑流量、压力和效率等因素。
4.3. 液压缸液压缸接受液压泵提供的液压力，产生线性位移或力。
液压缸的规格取决于所需的工作压力、位移和力大小。
一般掩护式液压支架的设计过程
一般掩护式液压支架的设计过程掩护式液压支架是一种用于支撑和承重的设备，通常应用于大型机械设备的安装和维修过程中。
设计一个有效的掩护式液压支架需要经过以下步骤：1.关键参数的确定：首先需要确定支架承重和承载能力，即设计的最大负载和支撑面积。
这可以根据设备的重量、尺寸和工作条件来确定。
同时，还需要考虑液压系统的最大工作压力和流量，以确保轻松承担工作条件下的负荷。
2.结构设计：根据实际需求，设计支架的结构形式，可以是单桁式、多桁式，或者其他更复杂的结构。
结构设计需要考虑支架的稳定性、刚度和对外界振动的响应能力。
此外，还需要合理布置液压缸、油缸等液压元件，确保其位置与工作条件相适应。
3.强度计算：通过对支架结构进行强度计算，确认其在最大负载下的安全性能。
这包括对结构的静态和动态加载条件进行分析，以及对关键部位的应力和变形进行计算。
通过这些计算可以确定材料的选择、构件的尺寸和连接方式。
4.液压系统设计：根据液压支架的功能需求，设计液压系统。
液压系统包括液压缸、驱动装置和液压控制系统。
设计液压系统时需要考虑液压缸的大小和类型、油液的流量和压力、液压泵的型号和工作性能等因素。
5.CAD建模和装配：使用计算机辅助设计软件进行三维建模和装配，以便更好地理解和验证设计。
通过CAD建模和装配可以更好地检查和优化支架的结构、材料和组件布局。
6.耐久性和安全性验证：通过有限元分析和试验验证支架的耐久性和安全性。
有限元分析可以模拟不同工况下支架的受力和变形情况，帮助优化设计。
试验验证可以通过实际加载和测试支架的能力来验证设计。
7.制造和装配：根据设计图纸和规范进行支架的制造和装配。
制造过程中需要注意材料的选择和加工工艺控制，确保符合设计要求。
8.调试和测试：在装配完成后，对支架的液压系统进行调试和测试，以确保其正常工作和达到设计要求。
9.安全标准和规范：制定支架的使用和维护规范，确保其安全使用和长期运行。
同时，需要根据国家和行业相关标准，确保支架的设计和制造符合安全和质量要求。
关于液压支架结构设计的探讨
主要构件的尺寸 ，然后 对底座 、立柱、顶粱等进行设计 。支架结构 设计好 以后 ，需要对其进行 受力分析 、强度校核 。
【 关键词 】 液压 支架；设计 ；结构 ；校核
我 国能源 以煤炭为主 ， 因此煤炭 已经成为 国民经济 的重要产业 ， 占有举足轻重 的地位 。液 压支 架作为当前机械化采煤 中应用 的重要 设备 ，是推动煤矿 高效率 、高产量生产的有效保障 。下面本文将对 液压支架 的设计做一个浅显地探讨 。 １ 液 压 支 架 的 组成 般 的液 压 支 架 的结 构 如 图 １ 所示 ， 其结构主要包括顶梁、 支架、 底座 、推移装置 、连接 部件、阀件 以及各种 附属装置等 。在综合 各 种类型 的液压支架 的结构可以发现，其一般 由５部分组成 ，包括 有 承载结构件和控制操 纵元件、动力油缸、工作液体 以及辅助装 置。 承载结构件 由顶 梁、底 座和掩 护梁组成 ；控制操作元件主 要由各种 阀件和管件 组成 ，例 如控制阀和操纵阀等 ；动力油缸 由支 柱和 千斤 顶组成 ；工作液体 是乳化液；辅助装置包括上述元件外所 有使 用到
煤矿技术
关于 液压 支架结构设计 的探讨
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（ 同煤集 团同发 东周 窑煤 业公 司。山西 大 同 ０ ３ ７ ０ 绍液压支架的组成、工作原理等基础上 ，重点
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对 液 压 支架 的设 计 进 行 了探 讨 。 液 压 支 架 的 设 计 ， 需要 首 先确 定各
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护控顶区的顶板 ，还包括承受顶板压力 以及将顶板所承受 的载荷传 递到底板。 ４ ． ４ ． ２ 顶 梁 分 类 顶梁主要可 以分为３类 ： 整体顶梁 、 楔 形结构 顶梁和铰接项梁 。 铰接顶梁的前端被称为前梁 ，后端被称为主梁 ，一般都简称顶粱 。 整体顶梁的特点 ：安全性及可靠性 高、结构较简单 、平衡 能力 强、 前端支撑力大； 铰 接顶梁 的特 点是对不平项板适应性强，而且方便 运输 。楔形顶梁的特点是便于安装和运输。 ４ ． ４ ． ３ 对 顶 梁 长 度 的 影 响 首先 ，从液压 支架 的工作原理可以了解到支架对顶 梁的长度有 着较大 的影响 ， 在 移架 过程中，采取不同的方式有时要求顶梁 的长 度要长 ，有 时要求要 短些 ；其次，设备 的配套尺 寸和 支架 的顶 梁长 度也有着很大 的关系 ，为 了确保 安全生 产，在 设计时都会要求 顶梁 前端与煤壁保持在空顶距 。 ４ ． ５ 掩 护 梁结 构 的设 计 ４ ． ５ ． １掩护梁 的作用和用途 掩护梁 的作用 是负责承受落下的矸石的载荷以及传 递水平载荷 而 引起 弯矩 。其主要 用途 是将承受的部分载荷通 过连 杆机 构传 递给 底座 。掩护梁 与顶梁 共同作用不仅 使支架更加完善，也提高了挡矸 的性 能 。 ４ ． ５ ． ２ 掩护梁 的结构形 式 掩护梁一般采用箱式结构 ， 上端与顶梁铰接，下端焊有耳座 ４ ． ５ ． ３ 掩护梁 的参数确定 掩护梁 的参数 主要有长度、宽度 以及掩护梁上前后连杆的铰点 位置 。其长度就是２个铰点之 间的距离 ，其宽度与顶梁宽度相 同。 ４ ． ６支架 四连杆机构 的确定 ４ ． ６ ． １四连杆机构的作用 （ 下转第 ３ ５ ４页 ）
MT∕T 556-1996 液压支架设计规范
中华人民共和国煤炭行业标准MT/T 5 5 6— 1 996 液压支架设计规范1主题内容与适用范围本标准规定了液压支架设计中应遵守的总则，确定主要参数的依据，应具备的安全性和适应性以及对计算的要求。
本标准适用于矿用液压支架（以下简称支架）的设计，不适用于支撑式支架。
2引用标准GB 3452, 1液压气动用（）形橡胶密封圈尺寸系列及公差GB 3452.3液压气动用0形橡胶密封圈沟槽尺寸和设计计算准则GH/T 13306 标牌MT/T 94液压支架立柱、千斤顶内径及活塞杆外径系列MT 97液压支架千斤顶技术条件MT 98矿用液压支架胶管总成及中间接头组件型式试验规范MT/T 154.5液压支架产品型号编制和管理方法MT/T 169液压支架型式及参数MT 312液压支架通用技术条件MT 313液压支架立柱技术条件MT 419矿用液压支架用阀MT 554缓倾斜煤层回采工作面顶板分类3总则3.1型号编制支架型号编制应符合MT/T 154. 5的规定。
3.2主要参数支架的主要参数应符合MT/T 169的规定。
3’3图样标2图样必须填明阶段标记。
3,4重心位置总图样上应标明最小高度时的重心位置.3- 5设计的技术文件设计技术文件必需有设计说明书、产品使用维护说明书。
3.6总图样技术特征表中的内容总图样技术特征表中必须标明下列内容:架型、高度、使用高度、中心距、宽度，额定工作阻力、初撑力、支护强度、对底板比压、通风断面（最大高度和最小高度的）、控制原理、操作位置、重量、泵站的流量和压丿J、立柱特征（型式、缸径、活塞杆径、额定工作阻力、初撑力）、千斤顶特征（型式、缸径、活塞杆径、额中华人民共和国煤炭工业部1 996-08-1 4批准1997-02-01实施MT/T 556 — 1 996定推力、额定拉丿j、初推力、初拉力）、整架运输尺寸、适用条件（采高■煤层倾角）、配套采煤机名称、配套运输机名称“3-7产品标牌在支架的明显处设置标牌，标牌应符合GB/T 13306的规定°4主要参数4-1高度4.1.1大采高支架的最大高度应等「最大使用高度加200-400 mm,最小高度应等于或小于最小使用高度减50（）〜900 mm o4-1-2中厚煤层支架的最大高度应等于最大使用高度加200〜300 mm,最小高度应等于或小于最小使用高度减3（）。
液压支架设计手册
液压支架设计工作手册使用说明1.本手册是根据几年来标准化、通用化工作效果编制的，仅包括本厂自定部分，作为设计指导性资料，推荐给设计人员使用。
2.凡本厂设计人员在设计过程中，应首先执行本手册之内容，在本手册为规定的，涉及全局性和有关性内容问题，应广泛协商，以便逐步完善补充本手册。
3.本手册可随时地活定期地补充，各使用单位应自行对本手册的管理，及时将新增内容插入并填好目录。
设计工作手册目录第一章一般资料第二章液压件结构要素第三章立柱、千斤顶有关计算第四章液压件用自制通用零件第五章管路及附件第六章液压件外购零件第七章架型设计一般资料第八章液压支架参数及结构件结构第九章液压支架通用部件的选用第十章液压支架结构件通用零件液压支架专用结构件隶属图号编定方法2．整个工作面图样隶属编号方法（示例）注 1.隶属标号每层两位，位长无限制。
2．端夹支架看成整个工作总图的部件。
液压支架通用结构件图号编定方法1.液压支架通用结构件图号根据Q/BM 495-89的规定按下列方法编定：T通用代号 10 20 50 第一阶分部分通用件品种代号 1X 2X 3X 二顺序号（科分段表示不同形式） 60 70 80 90 三6X 7X 8X 9X 四示例1 TX 13 40- 01通用销轴顺序号第13型直径示例2 TQ 01 12---00 第01型通用前梁第1号一阶分部分第2号二阶分部分示例3 TQ 01 63---02 第01型通用前梁第1号三阶分部分第3号四阶分部分第2号零件注：通用零件均为八位；结构件部件可到四层分部件。
2 通用件代号及品种如下：液压支架型号、制造号编制方法液压支架型号编制按部标MT154-87由标准化编制，并办理登记，备案手续。
型号的组成和排列方法如下 Z液压支架 修改序号（A 、B ） 第一特征代号（见表1） 补充特征代号第二特征代号（见表1） 参数代号（立柱工作阻力总和）表1 特征代号示例1：ZZ5600/17/35-5600可能7-3.5m 支撑掩护式液压支架 2;ZY3200/14/32-3200KM1.4-3.2m 护式液压支架3：ZF4000/16/28C-插板式4000KN1.6-2.8m 放顶煤液压支架 2. 制造号：位本厂制造的液压支架图号字头与顺序号之总和编号。
液压支架的设计制造工艺
操作阀组→液压管路→液压缸→执行元件（千斤顶、立柱等 ）→完成动作。
02
液压支架设计
液压支架的设计要求
1 2 3
强度要求
液压支架是煤矿井下支撑岩层压力的重要设备， 设计时需要考虑其强度要求，确保在正常工作条 件下不会发生变形或损坏。
稳定性要求
液压支架在支撑岩层压力时需要保持稳定，不出 现大幅度的晃动或倾斜，以确保煤矿安全生产的 顺利进行。
03
液压支架材料选择
液压支架材料的性能要求
高强度
液压支架需要承受较大的载荷， 因此要求材料具有较高的强度和
刚度。
耐腐蚀
液压支架在复杂的环境中工作，要 求材料具有良好的耐腐蚀性能。
轻量化
为了便于运输和操作，要求材料具 有较轻的重量。
液压支架材料的种类和特点
钢材
钢材具有较高的强度和刚度，同 时价格较低，是液压支架常用的 材料之一。但是，钢材的重量较
耐腐蚀要求
液压支架在井下长期使用，需要经受各种腐蚀介 质的侵蚀，因此在设计时需要考虑其耐腐蚀性能 。
液压支架的设计流程
确定设计要求
根据实际应用需求和工作环境，确定液压 支架的设计要求。
试制与试验
对制作好的模型进行性能试验和耐久性试 验，以验证设计的可靠性。如有问题，需 对设计进行改进并重复以上步骤。
初步设计
根据设计要求，进行初步的结构设计，并 计算主要部件的尺寸和规格。
模型制作
按照详细设计的图纸，制作比例缩小或等 比例的模型，以验证设计的合理性和可行 性。
详细设计
对初步设计的方案进行细化，包括部件的 形状、尺寸、材料、加工工艺等，并绘制 装配图和零件图。
液压支架的主要部件设计
液压支架毕业设计
目录摘要 (IV)Abstract (V)第1章液压支架概论....................................... - 1 -1.1国外主要产煤国家综采技术的发展趋势[1]............................... - 1 -1.2我国综采技术的发展现状几存在的问题 ................................ - 3 -1.3综采矿井生产环节的合理配套[3]....................................... - 5 -1.4液压支架的应用和意义[4]............................................. - 5 -1.5综采工作面的布置和循环工作过程[9]................................... - 6 -1.6液压支架的组成[5]................................................... - 7 -1.7液压支架的工作原理 ................................................ - 8 -1.8液压支架的分类 ................................................... - 12 -第2章液压支架整体结构设计 .............................. - 15 -2.1支架主要尺寸的确定 ............................................... - 15 -2.1.1支架的高度[7].................................................. - 15 -2.1.2支架的伸缩比.................................................. - 16 -2.1.3支架间距...................................................... - 16 -2.1.4支架宽度...................................................... - 16 -2.1.5底座长度...................................................... - 16 -2.2支架四连杆机构的确定 ............................................. - 17 -2.2.1四连杆机构的作用[10]............................................ - 17 -2.2.2四连杆机构设计的要求.......................................... - 17 -2．3四连杆机构的设计[12] .............................................. - 18 -2.3.1掩护梁和后连杆长度的确定...................................... - 19 -2.3.2几何作图法作图过程............................................ - 20 -2.4顶梁结构设计 ..................................................... - 22 -2.4.1基本概念...................................................... - 22 -2.4.2顶梁分类...................................................... - 22 -2.4.3对顶梁长度的影响.............................................. - 23 -2.4.4顶梁断面形状.................................................. - 25 -2.4.5顶梁参数的计算................................................ - 25 -2.5掩护梁结构的设计 ................................................. - 27 -2.5.1掩护梁的作用和用途............................................ - 27 -2.5.2掩护梁的结构型式.............................................. - 27 -2.5.3掩护梁的参数确定.............................................. - 27 -2.6底座结构设计 ..................................................... - 28 -2.6.1底座设计要求.................................................. - 28 -2.6.2底座的选型.................................................... - 29 -2.7立柱的确定 ....................................................... - 30 -2.7.1立柱布置...................................................... - 30 -2.7.2立柱主要参数确定.............................................. - 31 -2.8千斤顶的选择 ..................................................... - 33 -第3章液压支架的受力分析 ................................ - 35 -3.1液压支架的支护性能与外载荷 ....................................... - 35 -3.2取顶梁为分离体进行受力分析[13] ..................................... - 37 -3.2.1取顶梁为分离体进行受力分析如图3-3所示........................ - 37 -3.2.2顶梁载荷分布.................................................. - 39 -3.2.3支护强度...................................................... - 40 -3.3取掩护梁为分离体进行受力分析 ..................................... - 41 -3.4液压支架的底座受力分析及计算 ..................................... - 42 -3.4.1底座为分离体进行受力分析...................................... - 42 -3.4.2液压支架底座接触比压计算...................................... - 43 -第4章液压支架强度校核.................................. - 45 -4.1材料的选择 ....................................................... - 45 -4.2 顶梁的强度校核................................................... - 46 -4.2.1画出顶梁结构简图、受力图、剪力图和弯矩图。
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18m＜lz≤28m
4类(非常稳定) 28m＜lz≤50m
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
2．基本顶矿压显现分级 基本顶(原称老顶)指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较 大，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。 基本顶断裂对工作面压力显现的影响程度取决于：
基本顶压力显现分级界限及相应的典型条件
项目
分级界限 典 区间 型 M=1 条 M=2 件 M=3
M=4
Ⅰ级 (来压不明显)
DL≤895 N=1～2 3～4 L0＜37 37～41 L0＜30 30～34 L0＜24 24～27 L0＜19 19～22
Ⅱ级 (来压明显)
基本顶压力显现等级
Ⅲ级 (来压强烈)
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
直接顶初次垮落步距是综合反映稳定性的指标。直接顶 初次垮落步距(lz)与直接顶分层厚度、岩石单轴抗压强度、 裂隙密度密切相关。
直接顶稳定性分类指标
1类(不稳定)
2类(中等稳定)
项目 1a(极不稳定) 1b(较不稳定)
3类(稳定)
基本 指标
lz＜4m
4m＜lz≤8m 8m＜lz≤18m
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
一、顶板组成 采场围岩包括煤层上方的直接顶、基本顶和煤层下方 的直接底板。 采场围岩的机械性质和运动特征对工作面支护设备选型 和支护参数选择至关重要。 煤层采动后，因顶板出现变形、断裂和垮落，煤体被压 松和发生片帮，支护设备的载荷增大和底板鼓起等原因引 起的矿山压力显现。
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
3．采煤工作面底板分类 底板分类基本原则： 根据实测的底板容许极限载荷作为基本指标、底板抗压 入刚度作为辅助指标对工作面底板进行分类，依此作为支 架选型和围岩可控性分类的基本依据，避免支架或支柱在 相应类别工作面出现压入底板。
底板类别
名称
代号
极软
Ⅰ
松软
(1)基本顶初次或周期来压步距→基本顶厚度、抗拉或抗 压强度及被裂隙弱化程度的综合反映。
(2)直接顶垮落后的充填程度，用直接顶厚度与采高的比 值表示。
(3)采高，在直接顶厚度一定情况下，采高愈大，矿压显 现愈强烈 。
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
引入基本顶分级界限DL，得到基本顶压力显现级别相应 的当量值及地质技术条件。
Ⅱ
较软
Ⅲa
ⅢbΒιβλιοθήκη 中硬Ⅳ坚硬Ⅴ
采煤工作面底板分类标准
基本指标
辅助指标
容许比压pp(MPa)
容许刚度Sp(MPa/mm)
pp＜3.0 3.0＜pp≤6.0 6.0＜pp≤10 10＜pp≤16 16＜pp≤32
pp＞32
Sp≤0.10 0.10＜Sp≤0.38 0.38＜Sp≤0.75 0.75＜Sp≤1.32 1.32＜Sp≤2.82
Ⅳ级 来压很强烈Ⅳa
1075＜DL≤1145 N=1～2 3～4 L0=82～105 105～120 L0=66～85 85～96 L0=53～68 68～78 L0=47～55 55～62
来压极强烈 Ⅳb
DL≥1145 N=1～2 L0＞120 L0＞96 L0＞78 L0＞62
注：L0——基本顶初次来压步距，m；N——直接顶充填系数，为 直接顶厚度与采高的比值；M——煤层开采厚度，m
直接顶冒落，基本顶悬露。随工作面推进，基本顶在矿 压作用下不断产生裂隙和变形，形成裂隙带Ⅱ。当达到极 限垮落步距时发生断裂和垮落→基本顶初次来压。
随工作面推进，基本顶周期垮落。在弯曲下沉带Ⅲ，裂 隙少，仅岩层间有离层现象液压，支架对设计 支护设备载荷影响不大。
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
二、顶底板稳定性特征及分类 1．直接顶稳定性划分 直接顶是工作面支架首要的支护对象。对直接顶的稳定 性评价，是支架结构和支护参数选择的首要依据。 影响顶板稳定性的主要因素： (1)组成顶板岩石的坚硬程度和脆性特征。用单轴抗压 强度表征其坚硬程度，抗拉强度反映其脆性特征。 (2)顶板岩层分层厚度和分层强度沿厚度的分布。涉及刚 度较大的岩层(承载层)和刚度较小的岩层(随动层)的厚度 及相对关系。 (3)顶板岩体的完整程度。以节理弱面的发育程度来表征， 包括分层厚度和节理特征(密度、方向、组数)。 3个指标是反映直接顶稳定性的基本要素。从岩层控制 需要出发，对直接顶的稳定性进行实用性分类。
Sp＞2.82
液压支架设计
参考指标
容许单向抗压强度 Rp(MPa) Rp≤8.5
8.5＜Rp≤13.2 13.2＜Rp≤19.6 19.6＜Rp≤29.1 29.1＜Rp≤54.6
Rp＞54.6
第二节 支架架型选择
在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上，综合分 析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不 同支架的结构力学特征，为支架选型提供依据。
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
长壁工作面的开采边界条件，如周围未采、一侧采空、 两侧采空等因素对围岩应力及基本顶断裂步距有一定的影 响，特别是当基本顶初次来压步距超过工作面长度1/2时， 影响显著——进行基本顶初次来压步距等效值计算。
3．采煤工作面底板分类 对综采工作面围岩控制有重要影响的是直接底板对支架 的抗压入特性。 底板抗压入特性分脆性、塑脆性和塑性类型。 每种类型分增阻型和降阻型两类，共同特点是在支架未 压入底板前，底板具有线弹性特征，具有不同的抗压缩刚 度；支架或支柱压入底板后抗压缩刚度显著降低，顶板下 沉显著增大。
1-煤层 2-直接顶 3-基本顶
液压支架设计
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
1-煤层 2-直接顶 3-基本顶
Ⅰ-冒落带 Ⅱ-裂隙带 Ⅲ-弯曲下沉带
从开切眼向前推进，直接顶悬露面积逐渐增大，下沉和 变形随之增大。当推进到初次垮落步距(从开切眼到工作 面初次切顶线的距离)时，直接顶冒落，形成冒落带Ⅰ。
895＜DL≤975
N=1～2 3～4 L0=41～47 47～54 L0=34～38 38～43 L0=27～31 31～35 L0=22～27 27～31
975＜DL≤1075
N=1～2 3～4 L0=54～72 72～82 L0=43～58 58～66 L0=35～46 46～53 L0=31～41 41～47