4支护设备

（4）多项组合式顶梁 • 多项组合式顶梁由刚性主梁、铰接前梁和伸缩前探梁等互相组合而成。 • 伸缩前探梁插装在前粱体内，而前梁又与主梁铰接，这种顶梁综合了铰接 梁和伸缩梁的特性，但结构和控制系统都较为复杂。
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2．底座 底座的功能： （1）承受由立柱与连杆等传递的顶板载荷，并传递给底板； （2）整个支架结构稳定性和整体性的基础； （3）作为支架辅助件（推移装臵、抬架装臵、调架机构、操纵控制元件 等）的支撑和根基； （4）通过推移装臵与工作面输送机连接，为输送机和支架交替前移提供 支撑点。 底座的结构型式： （1）刚性整体式：左右座箱底部用一整块钢板连接在一起，底部呈封闭 状。 特点：具有整体性强、强度高、稳定性好、与底板接触面积大、底板比压 小，但在移架时，排矸性能差，容易堵卡。 适用：底板比较松软的条件。 （2）左右分体式：由左右两个独立而对称的箱形结构件组成，两者之间 前部用铰接过桥连接，后部则通过前后连杆铰接在—起，可在一定范围内 摆动。 特点：对不平底板适应性较好，排矸性能好；但底座面积小、稳定性差。 适用：不宜用于底板松软、厚煤层、倾角大的条件。
• 缺点：支架的通风断面小，不适于瓦斯涌出量较大的矿井。 • 适用：松散破碎的不稳定或中稳定的顶板。 • 结构类型： • (1)支掩式：插腿式、不插腿式 • (2)支顶式：平衡千斤顶设在顶梁和掩护梁之间、平衡千斤顶设在掩护梁与 底座之间
• 3．支撑掩护式
• 支撑掩护式支架既能承受来自支架后方的矿山压力，又能承受来自机道
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第一节 单体液压支柱与铰接顶梁
• 一、单体液压支柱
• 特点：工作特性为恒阻，具有初撑力较大、支护效率高、回柱安全、使用 寿命较长等优点。 • 适用：倾角小于25°、底板比压大于20MPa的缓倾斜煤层。
• 结构类型：内注式、外注式
• 1、内注式单体液压支柱 • ⑴升柱和初撑
• ⑵承载
• ⑶卸载降柱 • 2、外注式单体液压支柱 • 同上
（3）刚性分体式： 结构：底座分左右对称的两部分， 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。 性能：在刚性、稳定性和强度等方 面与整体刚性底座相同，由于安装 推移装臵通道的底座不封闭，故排 矸性能好。 适用：各类支架，在底板比压允许 的条件下，广为采用。
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4．连杆
• 连杆分前连杆和后连杆，其功用：保证支架梁端距的稳定，并承受和传递
顶板对支架的水平力和部分垂直载荷。 • 前连杆：两个完全独立的杆件，其尺寸和结构完全相同，对称地安装在左
刚性分体式底座的支架： 底座前桥为一整体厚刚板， 与左右座箱刚性连接，前 桥下的左右座箱间留有中 间排矸道。在前桥中间垂 直安装有一个提架千斤顶， 使用该千斤顶可在移架时 将底座前端抬起，便于支 架顺利前移。在其上还有 推移千斤顶的连接耳座， 以该耳座为支点，推移机 构可完成对输送机和支架 的推移。 底座后上方有分别安装前、 后连杆的耳座，左右座箱 的内侧之间在凸起的三角 区用桥式箱形结构将左右 箱组焊成刚性整体结构。
• 基本动作：升柱、降柱、移架、推溜 • 1、支架的升降：靠立柱的伸缩来实现
• 1）初撑状态（主动支撑）：由液压系统提供的油液静压使立柱伸出接顶，
通过顶梁，立柱对顶板产生的主动支撑力。（一般为工作阻力的65-80%）
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液压支架工作原理 1—顶梁；2—立柱；3—底座；4—推移千斤顶； 5—安全阀；6—液控单向阀； 7、8—操纵阀；9—工作面输送机
内注式单体液压支柱 1—顶盖；2—通气阀；3—安全阀；4—活柱； 5—导向管；6—缸体；7—活塞；8—单向阀； 9—环形槽；10—进液阀；11—泵活塞； 12—二级泵腔；13—油孔；14—曲柄； 15—卸载手把；16—卸载阀
外注式单体液压支柱
1—顶盖；2—三用阀；3—活柱；
4—缸体；5—复位弹簧；6—活塞； 7—底座；8—卸载手把；9—注液枪； 10—泵站供液管
• 一、概述
• 液压支架是以高压液体作动力，由液压元件（缸和阀）与金属构件组成的
用来支撑和管理顶板的自移式设备。 • 优点：具有支护性好、强度高、移设速度快、安全可靠等，配合可弯曲刮 板输送机和采煤机组成了回采工作面的综合机械化设备。
• 二、液压支架工作原理
• 液压支架主要组成：顶梁、立柱、底座、推移千斤顶、操纵阀和控制阀等
• 由钢板焊接而成的箱形
结构——对称的四条主
筋贯穿全长，上与整体 的背板相连，下与腹板 焊接，中间相隔一定间 隔布臵有多个加强筋， 使整个梁体内部形成了 若干个小箱体。这样可 使梁体既有足够的强度 又有很高的刚性。 • 在梁体内部，横向分布
有四个互相平行的圆筒，
用以安装侧护千斤顶及 导向机构。
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空间的主要掩护作用。
• （1）整体刚性顶梁： • 特点：结构简单、质量较轻，但对顶板不平性的适应能力差，接顶不理想。 • 适用：顶板比较平整、稳定，很少出现片帮现象的采煤工面。
（2）铰接组合顶梁（分体） • 由前粱（也称前探梁）和后主梁组成，前、后梁之间通过销轴铰接。前梁 可绕销轴上下各摆动20°左右。 • 特点：接顶性能好，加大了靠近煤壁顶板的支撑能力。过断层时可低头过 渡；在运输时前梁可以垂吊落下，使运输尺寸大大缩小。
• 2）垛式支架：4-6 根立柱（可支撑坚硬与极坚硬顶板）
2．掩护式 工作原理：利用立柱、短顶梁支撑顶板，用掩护梁来防止岩石落入工作面。 特点：1）立柱少、主要承受来自机道上方的顶板压力，具有一定的切顶能力； 2）顶梁短，控顶距小； 3）由前、后拉杆和底座铰接构成的四杆机构使抗水平力的能力增强， 立柱不受横向力； 4）顶梁前端的运动轨迹为近似平行于煤壁的双扭线，梁端距变化小； 5）架间通过侧护板密封，掩护性和控矸性能好； 6）调高范围大。
• （二）中间支架
• 1．支撑式
• 工作原理：利用立柱与顶梁直接支撑、控制工作面的顶板。 • 优点：立柱多，支撑力大，切顶性好；顶梁长，通风断面大。 • 缺点：抗水平能力较差，防矸性能也不好。 • 适用：直接顶比较完整、中等稳定以上顶板的工作面，采高范围一般在 2.5m以下。 • （不适应于不稳定顶板条件和较大采高条件煤层使用，也不适应于机道上 方顶板来压的工作面。） • 结构类型： • 1）节式支架：两框架式、三框架及四框架组合式 （稳定性差，很少用）
• ⑴升柱与初撑
• 将注液枪9插入三用阀2的注液孔中，扳动注液枪手把，使泵站来的高压 乳化液经注液枪打开单向阀，进入支柱下腔，使活塞3伸出（复位弹簧5 被拉长）。当支柱顶盖1使金属顶梁贴紧顶板、柱内压力达到泵站压力 时，支柱达到初撑力。这时，松开注液枪手把，切断高压供液管路，卸 下注液枪，升柱和初撑过程结束。
第四章支护设备
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长壁采煤工作面支护设备发展过程： 木支柱→金属摩擦支柱→单体液压支柱→液压支架等几个发展阶段。 目前，我国主要使用单体液压支柱和液压支架来完成支护任务。 1、单体液压支柱和铰接顶梁： 与功率较小的采煤机、可弯曲刮板输送机配套组成回采工作面的“高档 普采”设备。 工作方式：一般与金属铰接顶梁配合使用，其移动和支撑靠人工操作， 仍属人工支护，工作面产量、效率的提高受到限制。 适用：中、小型矿井。 2、液压支架： 与大功率采煤机、大运量的可弯曲刮板输送机组成回采工作面的综合机 械化设备。 工作方式：液压控制完成支撑、切顶、自移和推溜等工序。
• 三用阀是由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成的。
• 二、铰接顶梁
• 与摩擦支柱和单体液压支柱配套，用于水平或缓倾斜回采工作面支护顶板。
• 工作状态：悬壁式，在煤壁和支柱间有较大的穿行空间。
• 三、放顶支柱
• 安设位臵：采空区侧，与工作面输送机铰接。
• 功能：升降柱支撑、推溜、移柱
第二节 液压支架
做近似垂直（或小斜线）直线运动。
• （2）传递来自顶梁的水平力和部分垂直外载，并承受采空区冒落矸石 的载荷，在某些情况下还可能承受老顶周期来压的冲击载荷（它是支
架部件中受力最为复杂的一个部件）。
• （3）隔离采空区，掩护工作面空间，防止采空区冒落的矸石窜入工作 面。 • （4）保持支架整体纵横向的稳定性。
• （2）恒阻承载状态：如果顶板继续下沉，支撑力增大，当立柱下腔液体
的压力达到液压系统的安全阀调整压力时，安全阀溢流，立柱收缩，支架 随顶板下降，当立柱下腔液体的压力下降，低于安全阀调整压力时，安全
阀就关闭。从而保证支架在给定的工作压力范围值内工作，即恒阻承载状
态。 • 支架恒阻承载时所有立柱对顶板的支撑力——液压支架的工作阻力
（3）伸缩式组合顶梁 • 在铰接分体顶梁的前梁上又套上（或插入）一个可伸缩的梁。 • 特点：除具有铰接分体顶梁的优点外，还可超前支护，防止片帮。 • 适用：不稳定顶板和易片帮的煤层地质条件下的支架上。 • 抽屉式前探梁：呈栅状插装在刚性主梁的腹腔内，由同在腹腔内的伸缩梁 千斤顶控制，以主梁为依托，腔壁为导向可自由伸缩。 • 外套式前探梁：在抽屉式的基本结构的基础上，加设套装在主梁体外的伸 缩套，伸缩套随抽屉梁做伸缩运动。
上方的顶板压力，它具有支撑式和掩护式液压支架的优点。这种架型通 风断面大，防矸性能好，适应性强，被广泛使用的架型之一。
• 1）支顶式
• 2）支顶支撑式
四、支架结构及其作用
• 1．顶梁 • 顶梁是支架的主要承载部件之一，支架通过顶梁实现支撑和管理顶板。 • 顶梁直接与顶板相接触，除直接承受顶板的压力之外，还担负着安全作业
• 三、液压支架的分类
• （一）端头支架：
• 用于综采工作面上、下出口，即工 作面和上下顺槽接合处的液压支架。
• 特点：要求支护面积大、支撑力大
• 类型：锚固型、局部支护型、全封 闭型 • 结构型式：支撑式、支撑掩护式