液压支架工作阻力计算
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。
矿用综采放顶煤液压支架选型计算
已知：S=M=γ=K=Σh=M/(K-1)=α=°A=n 0=n=P 0=S=解：kN已知：M max =M min =R 1=m R 2=解：mm支架阻力的选择估算法首先考虑支撑冒落带岩层重量：估算法支架承受载荷可取6～8倍采高的岩石重量。
以中等稳定1.4岩石碎胀系数，取821.2510折算法010P—支架承受的载荷，kN；S—支架支护的顶板面积，㎡；γ—顶板岩石视密度，t/m³；450410P=A×9.8S γMcos α=2744支架结构高度的选择M—采高，m；K—岩石碎胀系数，取1.25～1.5；α—煤层倾角，（°）。
Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度），m；S 1=k×M max ×R 1=0.04S 2=k×M max ×R 2=0.0642H min =M min -S 2-a=1.50.51.3862.2H min =M min -B=1.250.8R 1为前柱到煤壁的距离，m。
R 2为后柱到煤壁的距离，m。
1.96H max =M max -S 1=H max =M max +0.2=在实际使用中，通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200㎜左最小结构高度应比最小采高小250～350㎜。
°′″㎜（？）k=㎜（？）a=mB=m 矿山机械教材参考公式等稳定、中等坚固的岩石为界，低者取6～8，高者取9～11倍。
数，取1.25～1.5。
折算法：P—支架最大工作阻力，kN/根；n0—单体支柱支护密度，根/㎡；P0—单体支柱平均最大工作阻力，kN/根；P=(n0P0S)/n=500n—液压支架柱数，根；S—液压支架的支护面积，㎡。
如能将初撑力提高到工作阻力的60％～70％，则较为理想。
0.040.064壁的距离，m。
0.25250～350㎜0㎜左右。
0.04考虑顶板级别的系数，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ0.05支架卸载前移时间的可缩余量，当层H=m K=ρ=t/m³MPa 放顶煤支架的支护强度一般为0.5～0.7MPaq=KH ρ×10-2=0支架支护强度估算：5H—采高，m；ρ—顶板岩石密度，一般取为2.5t/m³K—顶板岩石厚度因数，一般取4～8；顶板条件较好、周期来压不明显时，Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为0.04、0.025、0.015；，当层厚小于0.8m，a≥0.03m，层厚大于0.8m时，a≥0.04m，平均可取a=0.05m。
工作面的液压支架工作阻力验算
工作面的液压支架工作阻力验算工作面的液压支架工作阻力验算，一般采用以下方法。
一、采用“顶底板控制设计专家系统”应根据系统要求合理选取有关参数。
二、采用类比法时，应根据本矿或邻矿同煤层矿压观测资料和经验公式进行设计。
参考本矿或邻矿同煤层矿压观测资料，选择本工作面矿压参数，见下表矿压参数表（一）支架合理的支护强度，应采用下列方法计算。
1、一次采全厚支架强度、工作阻力的计算：（1）采用经验公式计算合理的支护强度maxq 1 = h ⨯ γ ⨯ k式中： q 1 ——工作面合理的支护强度，kN/m 2；h ——采高，m ；γ ——容重，kN/m 3，一般可取 25kN/m 3；k ——工作面支架支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为 4～8，应根据具体情况合理选取。
开采煤层较薄、顶板条件好、周 期来压不明显时，应选用低倍数；反之则采用高倍数。
（2）按现行较通用的岩石容重法公式计算支架的动载支护强度q 2 = k d ⋅MK p - 1⋅ γ式中： q 2 ——支架的动载支护强度，kN/m 2；k d ——动载系数，一般取 1.2～2.0(根据矿压观测情况取值)； M ——一次采厚(放顶煤采厚按煤层平均厚度×本工作面回采率)； K p ——上覆冒落带岩石碎胀系数；γ ——顶板岩石平均容重，kN/m 3。
（3）采用临近工作面初次来压实测值的平均值确定支护强度 q 3。
（4）支护强度换算成支架工作阻力：P = q （L k + L d ）B式中： P ——支架工作阻力，kN ；q max ——支架的支护强度（取 q 1、q 2、q 3 最大值），kN/m 2； L k ——梁端距，m ； L d ——顶梁长度，m ； B ——支架中心距，m 。
2、放顶煤支架支护强度、工作阻力的计算：（1）根据断裂角确定放顶煤支架支护强度计算可参照下式：q z=k(γ1h1+γ2H)= e e l n -e H （L + h 1 / tan α）tan θ式中： H ——对支架有直接影响的岩层厚度，m ；L ——有效控顶距，m ；h 1——顶煤厚度，m ；α ——顶煤断裂角，一般为 60°～120°；坚硬煤层（f ≥3）：冒落角小于 60°；中硬煤层（f =1～3）：冒落角介于 60°～80°； 软煤层（f <1）：冒落角大于 90°；极软煤层（f ≤0.5）：无法分辨软煤层顶煤的冒落边界，不 宜用冒落角指标；θ ——顶板断裂角，一般为 60°～65°； γ1 ——顶煤的容重，kN/m³； γ 2 ——顶板岩石的容重，kN/m³；q z ——支架的动载支护强度，kN/m 2；k——动载备用系数：Ⅱ级及以下基本顶，一般取 1.2～1.5；Ⅱ级以上基本顶，一般取 1.5～2.0。
液压支架技术参数doc资料
综机车间液压支架技术参数一、ZY3600/11/28二、ZY4200/13/32三、ZFS5800/17/33四、ZY3600/13/32五、ZFG6200/20/33六、ZY4200/16.5/35ZFQ2400/16/24支架型式轻型放顶煤支架高度mm 1600~2400 支架宽度mm 1200~1270 支架中心距mm 1250初撑力（P=31.4MPa）KN 1736工作阻力KN 2350（P=42.5MPa）支护强度（A=4.03m2）MPa 0.58MPa 1.56底板平均比压（A=1.5m2）前立柱缸径/活柱直径mm Φ140/Φ130行程mm 800初撑力（P=31.4MPa）KN 483KN 654工作阻力（P=42.5MPa）后立柱缸径/活柱直径mm Φ125/Φ105行程mm 800初撑力（P=31.4MPa）KN 385（P=42.5MPa）侧护千斤顶缸径/杆径mm Φ63/Φ40行程mm 70推力（P=31.4MPa）KN 97.8拉力KN 58尾架千斤顶缸径/杆径mm Φ110/Φ85行程mm 300拉力（P=31.4MPa）KN 120推力KN 298工作阻力（P=33MPa）KN 313插板千斤顶缸径/杆径mm Φ110/Φ85行程mm 400推力（P=31.4MPa）KN 157.8拉力KN 107.8推移千斤顶缸径/杆径mm Φ125/Φ70行程mm 700推力（P=31.4MPa）KN 384拉力KN 264拉后溜千斤顶缸径/杆径mm Φ100/Φ70行程mm 700推力（P=31.4MPa）KN 246.8拉力KN 125.6伸缩千斤顶缸径/杆径mm Φ80/Φ60行程mm 610推力（P=31.4MPa）KN 157.8拉力KN 68.9数量组240八、ZY3600/15/35(平顶山煤矿机械厂)支架型式掩护式高度1500~3500 mm中心距1500 mm宽度1420~1590 mm初撑力3090 KN 31.5MPa 工作阻力3600 KN 36.7MPa 支护强度0.61~0.64 MPa >2200mm 底板比压<2 MPa 平均值前梁前端挑力180/120（119/138）KN 初撑力/工作阻力运输尺寸5680X1420X1500 mm煤层倾角<20度泵站压力31.5 MPa操纵方式单向临架操作支架重量16000 kg立柱型式液压双伸缩两个缸径Φ250/Φ180mm柱径Φ235/Φ160mm行程1769（892+877）mm初撑力1545 KN 31.5MPa 工作阻力1800 KN 36.7MPa 推移千斤顶型式普通（倒装形式）一个缸径Φ160mm柱径Φ105mm行程850 mm推力633 KN拉力360 KN护帮千斤顶型式普通一个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程348 mm推力/拉力158/69 KN侧推千斤顶型式内进液四个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程170 mm推力/拉力158/69 KN平衡千斤顶型式普通一个缸径Φ180mm杆径Φ105mm行程435 mm初撑力801 KN 31.5MPa 下腔工作阻力933 KN 36.7MPa 上腔工作阻力671 KN 40MPa 前梁千斤顶型式普通二个缸径/杆径Φ140/Φ105mm行程176 mm推力485 KN 31.5MPa 工作阻力565 KN 36.7MPa 伸缩梁千斤顶型式普通二个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程800 mm推力/拉力158/69 KN抬底座千斤顶型式一个缸径/杆径Φ110/Φ85mm行程250 mm推力/拉力298/120 KN数量9 组九、ZYG6400/17/35支架（北京）支架型式掩护式排头支架高度1700~3500 mm中心距1500 mm宽度1420~1580 mm初撑力5064 KN 31.5MPa 工作阻力6400 KN 39.8MPa 支护强度≥0.99 MPa底板比压 1.96-1.99MPa 平均值运输尺寸6208X1430X1700 mm推移步距630mm泵站压力31.5 MPa操纵方式本架手动控制支架重量16000 kg立柱型式液压双伸缩两个缸径Φ320/Φ230mm柱径Φ290/Φ210mm行程1735（898+855）mm工作阻力3200 KN 39.8MPa推移千斤顶型式普通双作用一个缸径Φ160mm杆径Φ105mm行程900 mm推力633 KN拉力279 KN侧推千斤顶型式普通双作用四个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程170 mm推力/拉力158/69 KN抬底千斤顶型式普通双作用一个缸径/杆径Φ125/Φ90mm行程250 mm推力/拉力386/186 KN平衡千斤顶型式普通双作用一个缸径Φ200mm杆径Φ140mm行程520 mm（推）工作阻力1328 KN 42.3MPa （拉）工作阻力677 KN 42.3MPa 护帮千斤顶型式普通双作用一个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程340 mm推力/拉力158/69 KN 31.5MPa 工作阻力（推）190 KN 38MPa 前梁千斤顶型式普通双作用二个缸径/杆径Φ160/Φ105mm行程240 mm工作阻力（推/800/455 KN 39.8MPa 拉伸缩千斤顶型式普通双作用二个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程800 mm工作阻力（推）190 KN 38MPa 推力/拉力158/69 KN 31.5Mpa 数量8 组十、ZY6400/21/45支架（平顶山）支架型式两柱掩护式高度2100~4500 mm中心距1500 mm宽度1420~1590 mm初撑力5066 KN 31.5MPa 工作阻力6400 KN 39.8MPa 支护强度0.98-1.03 MPa底板比压0.5-1.91MPa泵站压力31.5 MPa操纵方式手动控制立柱型式双伸缩两个缸径Φ320/Φ230mm柱径Φ290/Φ210mmmm行程2474（1213+1187）初撑力2533 KN 31.5MPa 工作阻力3200 KN 39.8MPa 推移千斤顶型式普通双作用一个缸径Φ160mm杆径Φ120mm行程900 mm推溜力277 KN 31.5MPa 拉架力633 KN 31.5MPa 侧推千斤顶型式普通双作用四个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程170 mm推力/拉力158/69 KN 31.5MPa 抬底千斤顶型式单伸缩（内注液）一个缸径/杆径Φ125/Φ90mm行程220 mm推力/拉力385/186 KN 31.5MPa 平衡千斤顶型式普通双作用一个缸径Φ200mm杆径Φ140mm行程520 mm（推）工作阻力1250 KN 39.8MPa （拉）工作阻力638 KN 39.8MPa护帮千斤顶型式普通双作用二个缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程320 mm工作阻力（拉）69 KN 31.5MPa 工作阻力（推）200 KN 39.8MPa 前梁千斤顶型式普通双作用二个缸径/杆径Φ160/Φ105mm行程200 mm工作阻力（拉）361 KN 31.5MPa 工作阻力（推）800 KN 39.8MPa 伸缩千斤顶型式普通双作用二个缸径/杆径Φ100/Φ60mm行程800 mm工作阻力（推）312 KN 39.8MPa 工作阻力（拉）158 KN 31.5Mpa 数量120 组一、ZY4200/20/45。
液压支架结构
支架宽度
14360~1600mm
支架中心距
1500mm
初撑力 工作阻力
1884kN 4000kN
支架支护强度
0.73MPa
对底板比压
1.86MPa
支架质量
10700A kg
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三、组成及主要结构
（一）组成
A
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(二）主要结构
1、梁和底座
1）前梁
◆分式铰接顶梁。
◆前梁为钢板焊接。
◆前梁前端带有护
帮装置，且为四 连杆机构。
面的推进而不断前移 A
（4）程序化的计算方法保证了最佳的支架阻力和 支架垂直高度的调整范围。
A
5
三、结构特点
（5）采用双伸缩双作用立柱，在一级缸活塞上装有 单向阀使一级缸和二级缸所承受的载荷相同。 （6）掩护梁与底座的连接采用四连杆机构，四连杆 是一种机械结构，其作用使顶梁与掩护梁的铰接点在 支架整个垂直活动范围内的移动轨迹几乎保持直线， 从而使梁端距（顶梁前端至煤壁的距离）近似恒定值。 （7）液压支架配备使用PM3电液控制器来实现邻架 电液控制系统所需要的所有液压元件。
A
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2)中位放顶煤液压支架：
放煤口位于支架高度中部(掩护梁)。 工作面为双输送机，一前一后分别运输采煤机的落 煤和放落的顶煤。 工作面有两套独立的出煤系统，采煤和放煤间干扰 较少，可以实现采、放平行作业，提高工作面生产率。
A
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3)低位放顶煤液压支架：
放煤口位于支架后部掩护梁下方，后输送机直接放在 底板上或在底座后方拖板上。产生煤尘少，应用较多。
>1.48MPa
对底板比压
2.94MPa
支架质量
67500kg
A
液压支架维修工理论复习题
综采液压支架维修工理论复习题库一、填空题：1、煤矿安全生产的方针内容是：安全第一，预防为主。
2、从实践中看，贯彻落实煤矿安全生产方针应做到：坚持管理、装备、培训并重的原则;坚持煤矿和安全生产方针标准;坚持各项行之有效的措施。
3、《安全生产法》立法的目的:是为了加强安全生产的监督管理、防止和减少安全事故，保障人民群众的生命和财产安全，促进经济发展。
4、煤层按厚度将煤层分为3类薄煤层＜1.3m，中厚煤层1.3~3.5m，厚煤层＞3.5m5、煤层按倾角分为进水平煤层＜80，缓倾斜煤层80～250，倾斜煤层250～450，急倾斜煤层＞4506、液压传动最基本的技术参数是工作效率的压力和流量。
7、ZY3600-15/35型的液压支架中Y表示掩护式。
8、乳化液的工作压力靠卸载阀保证。
9、我国煤矿供电电压主等级有35kv、10kv或6kv、3kv或1140v、660v、380v、220v、127v、36v等。
10、初撑力的计算公式ƒc =π/40×D2p中D的单位是cm、p的单位是Mpa 、ƒc的单位是KN。
11、侧护板的作用是：1、消除支架间的缝隙，2、移架导向、3、防止支架倾倒、4、调整支架间距12、井下空气中的主要有害气体有：一氧化炭、硫化氢、二氧化硫、氧化氢、氨气、瓦斯和氢气。
13、立柱活塞限位结构的功能是增加活柱与缸体重合段的长度。
14、通风设施按其作用可分3类，即：隔断风流设施、引导风流设施、调节控制风量的设施。
15、瓦斯爆炸的发生必须同时具备3个条件是瓦斯浓度5%～16%，氧气浓度＞12%，引燃温度650℃~750℃。
16、液压支架完好标准规定：活柱和活塞杆无严重变形，用500mm钢尺靠严测量，其间隙不大于1mm。
17、井下防治水可以用7个字来概括，即：防、排、探、放、疏、截、堵。
18、立柱缸口一般采用防尘圈来防止粉尘脏物带入缸内。
19、液压单向锁密封压力不得低于公称压力的 95 %20、提高液压支架的初撑力可以避免直接顶的离层。
液压支架选型计算及采煤顶板管理
工作阻力/支护面积=支护强度；支护面积=（梁端距+顶梁长度）x中心距。
液压支架选型计算1．支护强度的计算采用以往的经验公式来计算：a、P≥b、P≥式中：P——支护强度，MPa；M——开采厚度，取6.1 m；r——顶板岩石容重，取2.7t/m3；d——顶板动载系数，取1.3；a——煤层倾角，取3°；B——附加阻力系数，取1.2；n——不均衡安全系数，取1.75；K——顶板岩石碎胀系数，取1.25。
则 a、P≥ =1.008MPab、P≥ =1.128MPa最后取P=1.128Mpa。
2. 支架载荷根据支护强度，则验算支架支护载荷为：T＝P(L+C)×(B+J)式中：T ------ 支护载荷，KN；L ------ 顶梁长度，3.8m；C ------ 顶梁前端到煤壁的距离，1.33m；B ------ 顶梁宽度，1.530m；J -------架间距，0.22m；则 T＝0.68×（3.8+1.33）×（1.53+0.22）＝6105KN 计算结果表明，液压支架的工作阻力10800KN满足支护载荷的要求。
3. 支架高度a.支架最大高度Hzmax＝Mmax+S1式中：Hzmax------支架最大支护高度，mm；Mmax------工作面最大采高，取6100mm；S1------伪顶冒落的最大厚度，取300mm。
则 Hzmax＝6100+200＝6300 mm。
b.支架最小高度Hzmin＝Mmin-S2-g-e式中：Hzmin------支架最小支护高度，mm；Mmin------工作面最小采高，取4500mm；S2-------顶板的下沉量，取200mm；g ------顶梁上、底座下的浮矸厚度，取50 mm；e ------移架时支架回缩量，取100 mm。
则 Hzmin＝4500-200-50-100＝4150 mm。
根据以上各参数，本工作面选用郑州煤机厂液压支架工作高度4150～6300 mm。
液压支架型号及技术参数
液压支架型号及技术参数ZY9200／25／50D液压支架（郑州）总体型式两柱四连杆掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力7916KN （P＝）工作阻力9200KN（P＝）支护强度1MPa对底板比压适应煤层倾角≤15°运输外形尺寸约××操作方式电液控制质量≈36300kg立柱双伸缩缸径Φ400／Φ290mm柱径Φ380／Φ260mm初撑力3958KN（P＝）工作阻力 4600KN（P＝）数量2根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ110mm行程960mm推力802KN（P＝）拉力502KN（P＝）数量 1根抬底座千斤顶缸径Φ160mm杆径Φ105mm行程260mm推力633KN（P＝）拉力361KN（P＝）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）数量2根护帮千斤顶(一级)缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程620mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）工作阻力259KN（P＝）数量2根护帮千斤顶(二级)缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程203mm推力158KN（P＝）拉力69KN（P＝）工作阻力166KN（P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程200mm推力158KN（P＝）拉力69KN （P＝）数量4根配套设备采煤机 7LS6输送机 SGZ-1000/1400型式支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力7755KN （P＝）中心距工作阻力9200KN（P＝）支护强度≥对底板比压≤适应煤层倾角≤30°最大件外形尺寸××操作方式本架手动最大件重量≤15t进液管径Φ50mm回液管径Φ65mm立柱缸径Φ280／Φ200mm 柱径Φ260／Φ170mm 初撑力1939KN （P＝）工作阻力 2300KN（P＝）数量4根推移千斤顶缸径Φ200mm杆径Φ140mm行程900mm推力990KN（P＝）拉力505KN（P＝）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ140mm杆径Φ105mm（内注液）行程200mm 推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）缸径Φ140mm杆径Φ105mm（内注液）行程240mm 推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程1000mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程（一级/二级）485/310mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）工作阻力267KN（P＝）数量1根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程200mm推力159KN（P＝）拉力70KN （P＝）配套设备采煤机 MG800/1880-WD MGTY750/输送机 SGZ-1000/1400型式支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力7755KN （P＝）中心距工作阻力8800KN （P＝）支护强度≥对底板比压≤适应煤层倾角≤30°最大件外形尺寸××操作方式本架手动重量≤进液管径Φ50mm回液管径Φ65mm立柱缸径Φ280／Φ200mm柱径Φ260／Φ170mm行程一级1005mm二级1000mm初撑力1939KN（P＝）工作阻力 2200KN（P＝）数量4根缸径Φ200mm杆径Φ140mm行程900mm推力990KN（P＝）拉力505KN（P＝）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程200mm推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程240mm推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程1000mm推力247KN（P＝28MPa）拉力126KN（P＝28MPa）数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程620mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）工作阻力267KN（P＝）数量1根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程200mm推力159KN（P＝）拉力70KN （P＝）数量4根配套设备采煤机 MG650/1510-WD输送机 SGZ-1000/1400ZZ 6400／22／45液压支架（郑煤机）总体型式四柱四连杆支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力5496（P＝28MPa）中心距工作阻力6400KN（P＝）支护强度≥对底板比压≤适应煤层倾角≤30°最大件外形尺寸××操作方式本架手动重量约进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ250／Φ180mm柱径Φ235／Φ160mm行程一级1160mm二级1142mm初撑力1374KN（P＝28MPa）工作阻力1600KN（P＝）数量4根前梁千斤顶缸径Φ200mm柱径Φ140mm行程166mm初撑力880KN P＝28MPa 工作阻力1100KN P＝35MPa 数量2根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程880mm推力713KN（P＝）拉力396KN（P＝）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力344KN（P＝28MPa）拉力185KN（P＝28MPa）缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程240mm推力431KN（P＝28MPa）拉力189KN（P＝28MPa）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力220KN（P＝28MPa）拉力120KN（P＝28MPa）数量2根护帮千斤顶缸径：?125mm杆径：?70mm行程：570 mm推力/拉力：P= 344/236KN工作阻力：P= 430KN根数：1根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力141KN（P＝28MPa）拉力62KN （P＝28MPa）数量4根型式支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力6184KN（P＝）中心距工作阻力6400KN（P＝）支护强度≥对底板比压≤适应煤层倾角≤30°最大件外形尺寸××操作方式本架手动重量≤15t进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ250／Φ180mm 柱径Φ235／Φ160mm 行程一级800mm二级700mm初撑力1546KN（P＝）工作阻力1600KN（P＝）数量4根前梁千斤顶缸径Φ180mm柱径Φ140mm行程140mm初撑力801KN P＝工作阻力891KN P＝35MPa 数量2根推移千斤顶缸径Φ160mm杆径Φ95mm行程900mm推力633KN（P＝）拉力410KN（P＝）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程220mm推力485KN（P＝）拉力213KN（P＝）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力247KN（P＝）拉力126KN（P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力158KN（P＝）拉力69KN （P＝）数量3根配套设备采煤机 SL-300输送机 SGZ-900/1050ZZ 6400／22／45液压支架（淮南舜立）总体型式四柱四连杆支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力5496KN（P＝）中心距工作阻力6400KN（P＝）支护强度平均对底板比压平均适应煤层倾角≤30°运输外形尺寸：不拆前梁约××拆除前梁、前立柱约××操作方式本架手动重量≈25t进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ250／Φ180mm 柱径Φ235／Φ160mm 行程一级1160mm二级1142mm初撑力1374KN（P＝）工作阻力1600KN（P＝）数量4根前梁千斤顶缸径Φ200mm柱径Φ140mm行程166mm初撑力880KN P＝工作阻力1100KN P＝数量2根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程880mm推力713KN（P＝）拉力396KN（P＝）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力344KN（P＝）拉力185KN（P＝）缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程240mm推力431KN（P＝）拉力189KN（P＝）数量1根护帮/伸缩千斤顶缸径Φ125/Φ100mm杆径Φ70mm行程570/900mm推力344/220KN（P＝）拉力236/112KN（P＝）工作阻力：护帮 P= MPa 430KN 数量1根/2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力141KN（P＝）拉力62KN （P＝）数量4根采煤机 MG610/1400-WD输送机 SGZ-1000/1400ZZ 6400／18／38液压支架（郑州、平阳煤机厂）型式支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力4653KN （P＝28MPa）中心距工作阻力6400KN （P＝）支护强度平均对底板比压平均适应煤层倾角30°运输时外形尺寸不拆前梁约××拆除前梁约××操作方式本架重量进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ230／Φ150mm柱径Φ220／Φ160mm行程一级1020mm二级980mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力 1600KN（P＝）数量4根缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程900mm推力712KN （P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力344KN（P＝28MPa）拉力185KN（P＝28MPa）缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程240mm推力431KN（P＝28MPa）拉力188KN（P＝28MPa）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力（P＝28MPa）拉力112KN （P＝28MPa）数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程530mm推力（P＝28MPa）拉力112KN（P＝28MPa）工作阻力（P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力（P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量3根前梁千斤顶缸径Φ200mm杆径Φ185mm行程140mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力（P＝35MPa）数量2根配套设备采煤机 MG610/1400-WD、MG400/920-WD 输送机 SGZ-1000/1400型式支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力4653KN （P＝28MPa）中心距工作阻力6400KN （P＝）支护强度平均对底板比压平均适应煤层倾角30°运输时外形尺寸不拆前梁约××拆除前梁约××操作方式本架重量进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ230／Φ220mm柱径Φ180／Φ150mm行程一级1020mm二级980mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力 1600KN（P＝）数量4根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程850mm推力712KN （P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量 1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力344KN（P＝28MPa）拉力185KN（P＝28MPa）缸径Φ140mm杆径Φ105mm行程240mm推力431KN（P＝28MPa）拉力188KN（P＝28MPa）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力261KN（P＝28MPa）拉力112KN （P＝28MPa）数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程470mm推力（P＝28MPa）拉力112KN（P＝28MPa）工作阻力261KN（P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力（P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量4根前梁千斤顶缸径Φ200mm杆径Φ185mm行程140mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力（P＝35MPa）数量2根配套设备采煤机 MG610/1400-WD、MG400/920-WD输送机 SGZ-1000/1400型式支撑掩护式支撑高度支护宽度初撑力4653KN（P＝28MPa）中心距工作阻力6400KN （P＝）支护强度平均 MPa对底板比压平均适应煤层倾角＜25°运输时外形尺寸不拆前梁约××拆除前梁约××操作方式本架重量进液管径Φ回液管径Φ38mm立柱缸径Φ230／Φ180mm柱径Φ220／Φ160mm行程一级920mm二级880mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力1600KN（P＝）数量4根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程900mm推力712KN （P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量1根调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程150mm推力344KN （P＝28MPa）拉力188KN （P＝28MPa）数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力（P＝28MPa）拉力112KN （P＝28MPa）数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程470mm推力（P＝28MPa）拉力122KN （P＝28MPa）工作阻力261KN （P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力（P＝28MPa）拉力（P＝28MPa）数量3根前梁千斤顶缸径Φ200mm杆径Φ185mm行程140mm初撑力（P＝28MPa）工作阻力（P＝35MPa）采煤机 MG300/700-WD输送机 SGZ-800/1050ZZ 6400／15／30液压支架（沈阳天安、淮南舜立）总体型式四柱四连杆支撑掩护式中心距支撑高度支护宽度初撑力5496KN（P＝）中心距工作阻力6400KN（P＝）支护强度平均对底板比压平均适应煤层倾角≤30°运输外形尺寸××操作方式本架手动重量约进液管径Φ回液管径Φ51mm立柱缸径Φ250／Φ180mm 柱径Φ235／Φ160mm 行程一级741mm二级715mm初撑力1374KN（P＝）工作阻力1600KN（P＝）数量4根前梁千斤顶缸径Φ180mm柱径Φ140mm行程140mm初撑力712KN P＝工作阻力890KN P＝35MPa 数量2根推移千斤顶缸径Φ160mm杆径Φ95mm行程900mm推力（P＝）拉力365KN（P＝）数量 1根调底座/抬底千斤顶缸径Φ125/Φ140mm杆径Φ85/Φ105mm行程200/180mm推力344/431KN（P＝）拉力185/188KN（P＝）数量各1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力（P＝）拉力112KN（P＝）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力（P＝）拉力（P＝）数量3根采煤机 SL-300输送机 SGZ-900/1050ZZ 6000／21／42液压支架（郑州、庆江）总体型式支撑掩护式支撑高度支护宽度中心距初撑力4654KN P＝28MPa工作阻力6000KN P＝支护强度平均 MPa对底板比压平均适应煤层倾角＜35°运输时外形尺寸不拆前梁约××拆除前梁约××操作方式本架立柱缸径Φ230／Φ180mm柱径Φ220／Φ160mm行程一级1060mm二级1020mm初撑力1164KN P＝28MPa工作阻力1500KN P＝59MPa数量4根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ120mm行程850mm推力712KN P＝28MPa拉力282KN P＝28MPa调底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程200mm推力344KN P＝28MPa拉力185KN P＝28MPa数量1根抬底座千斤顶缸径Φ125mm杆径Φ85mm行程240mm推力344KN P＝28MPa拉力185KN P＝28MPa数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程800mm推力 P＝28MPa拉力112KN P＝28MPa数量2根护帮千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程530mm推力 P＝28MPa拉力122KN P＝28MPa工作阻力261KN P＝32MPa 数量2根缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程170mm推力 P＝28MPa拉力 P＝28MPa数量4根前梁千斤顶缸径Φ200mm杆径Φ185mm行程110mm初撑力 P＝28MPa工作阻力 P＝42MPa数量2根配套设备采煤机MG400/920-WD输送机SGZ-800/800ZZ 4800／18／38液压支架(苏南煤机厂)总体型式支撑掩护式支撑高度支护宽度中心距工作阻力4800KN P＝ MPa初撑力3524KN泵站压力支护强度对底板比压 MPa (前端/最大)适应煤层倾角＜35°最小外形尺寸5780×1450×1800mm支架重量16t立柱形式单伸缩加接长杆缸径Φ200mm柱径Φ185mm工作阻力1200KN P＝ MPa 行程1050mm数量4根推移千斤顶数量1根缸径Φ160mm柱径Φ105mm推力633KN P＝ MPa拉力360KN P＝ MPa行程700mm前梁千斤顶数量2根缸径Φ140mm柱径Φ105mm推力588KN P＝ MPa拉力212KN行程140mm伸缩梁千斤顶数量2根缸径Φ80mm柱径Φ45mm推力158KN拉力108KN行程600mm护帮千斤顶数量2根缸径Φ80mm柱径Φ45mm推力192KN P＝ MPa拉力108KN行程465mm侧推千斤顶数量3根缸径Φ63mm柱径Φ45mm推力拉力行程170mmZZ4400／18／38液压支架(平阳煤机厂)总体型式支撑掩护式支撑高度支护宽度中心距初撑力3516KN P＝28MPa工作阻力4400KN P＝35MPa支护面积支护强度平均 MPa底座面积对底板比压平均操作方式本架重量立柱缸径Φ200mm柱径Φ185mm行程1050mm加长杆直径157mm加长杆行程950mm初撑力879KN P＝28MPa降柱力127KN工作阻力1100KN P＝35MPa推移千斤顶缸径Φ140mm行程700mm推力431KN P＝28MPa拉力272KN P＝28MPa数量1根伸缩千斤顶缸径Φ80mm行程800mm推力141KN P＝28MPa拉力86KN P＝28MPa缸径Φ80mm行程250mm推力141KN P＝28MPa拉力86KN P＝28MPa工作阻力191KN P＝38MPa 数量2根侧推千斤顶缸径Φ63mm行程170mm推力87KN P＝28MPa拉力43KN P＝28MPa缸径Φ140mm行程140mm初撑力431KN P＝28MPa 拉力188KN P＝28MPa工作阻力585KN P＝38MPaZZ4000／17／35液压支架(苏南/郑州煤机厂)。
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赛尔公司四矿B9工作面支护强度的确定
αγcos )1/(102-⨯≥-k gB H q
式中：
H ——工作面煤层平均采高，工作面H=2.8m ；
γ——顶板岩石容重，一般取γ=2.5t/m 3
； k ——顶板破碎常数，取1.2；
g ——顶板周期来压不动载系数，与顶板岩石性质有关： 老顶级别：
Ⅰ-g=1.1， Ⅱ-g=1.3
Ⅲ-g=1.5～1.7， Ⅳ-g=1.8～2
取g=1.3
B ——附加阻力系数，B=1.5；
α——煤层平均倾角，取α=23°，
则：
B9工作面支护强度：
q ＝2.8×2.5×1.3×1.2×1.5×10-2/[（1.25-1）cos23°]＝0.71（MPa ）
支架初撑力和工作阻力的确定
)(c L A S Sq
F +==
式中：A ——支架中心距，A=1.5m ；
L ——支架顶梁长，L=4.4
c ——梁端距，c=0.35～0.5m,取c=0.45m ；
则：
工作阻力：
KN MN Sq F 5170)(17.571.02.7==⨯==
以上计算支架所需支护强度不小于0.71MPa ，工作阻力大于
22.7)
45.04.4(5.1)(m c L A S =+⨯=+=
5170kN ，
考虑到工作面地质构造可能存在的矿压不稳定性，安全起见选工作阻力5800kN ，初撑力5232kN
（3)综放支架工作阻力确定
A 、按现行较通用的按垮落充填法公式
n K M K q p d z ⋅⋅-⋅=γ1计算
式中:z q
——支护强度，kN ／m2；
d K ——动载系数1.2-1.4，顶板为泥岩，属软弱顶板，取d K =1.2；
M ——煤厚(平均9.74m ，最厚10.76m)取M=9.74m ；
p K ——冒落矸石碎胀系数，取p K =1.25；
γ——顶板岩石容重，取γ=25kN ／m3。
n ——采放比影响系数0.8-1.0，取n=0.8；
则： z q =1.2*9.74*25*0.8/(1.25-1)=936kN ／m2
支架工作阻力：P=z q (LK+LD)B
式中：P ——支架工作阻力，kN ；
LK ——梁端距，取LK=0.4m ；
LD ——顶梁长度，取LD=4.2m ；
B ——支架宽度，取B=1.5m 。
则：
P=994*(4.2+0.4)*1.5=6452 kN （最厚7128kN ）
B 、根据采煤工作面现场实测数据的经验回归公式计算:
P max =d K (3939+2.1H+47lf+155/Md)
式中:P max ——工作阻力；
d K ——动载系数1.2-1.4，取d K =1.2
H ——煤层埋深，取H=425m:
f ——煤的硬度系数，暂取f=2；
Md ——顶煤厚度取Md=6.74m ；
则:P max=1.2*(3939+2.1*425+471*2+155/6.74)=6956 kN
C、按缓倾斜煤层工作面顶板分类中的公式进行计算。
支护强度下限计算公式为：
Ps=（72.3h+4.5 L +78.9Bc-10.24N-62.1）k
式中：Ps——支护强度下限，KN/m2
h___支架最大采高，3.5m
L——老顶初次来压步距，B9号煤层取25m
N——直接顶厚度与采高之比，取1
Bc——液压支架的控顶距离，取4.6m
K——动载系数，取1.2
代入上式：
Ps=（72.3×3.5+4.5×25+78.9×4.6-10.24×1-62.1）×1.2
＝787KN/m2
液压支架工作阻力下限为：
Qs=Ps·(Bc·Sc)
式中：Qs——支架工作阻力下限，KN
Bc——支架控顶距离，4.6m
Sc——支架中心距，1.5m
液压支架最小工作阻力Qs＝787×（4.6×1.5）＝5430KN
D、综合考虑以上几种算法，按计算的平均支护强度，考虑工作面有一定倾角，并预留有一定的安全系数、圆整后，确定的工作阻力为7200KN。
2.5.1按冒落充填法进行计算
支护强度:
P s＝n·M/（K p-1）·γ·9.8
2 ；
式中：P s
——支护强度，kN/ m
M——采煤高度，取3.5m；
K p——岩石碎涨系数，取1.3 ；
n——支架受力不均匀系数，根据煤层取3.0；
γ——顶板岩石容重，2.6 t/ m3
代入上式
支护强度P s =3.0×3.5/(1.3-1) ×2.6×9.8＝891kN/m2
液压支架工作阻力Q s= P s·(B c·S c)
式中：Q s——支架工作阻力，kN
P s——支护强度，kN/ m2
B c——支架控顶距离，取4.63m
S c——支架中心距，1.5 m
液压支架工作阻力Q s＝891×（4.63×1.5 ）＝6187 kN
下面我们采用岩重法计算支护强度。
预期支护强度计算公式 qH=NHγ
式中: qH ------预计液压支架顶板载荷,t/m2;
N-------支架载荷相当采高岩重的倍数.中等稳定顶板以下国内取N=6～8，德美等国一般取9～15.我们取值6～8。
H------- 最大采高,取4.2m;
γ-------顶板岩石密度,取2.6 t/m3
则 qH=NHγ
=（6～8）×4.2×2.6
=65～87t/m2
考虑支架支护效率η=0.9（η一般取0.85～0.95之间），则支架的支护强度应为qZ=qH/η=（65～87）/0.9=72～97t/m2 取1MPa.
支架工作阻力的确定:
()B L L q P D K Z +=
式中 P －支架工作阻力（kN ）；
Lk －梁端距 0.53m ；
LD －顶梁长度 4.78m ；
B －支架宽度 1.5m ；
P ＝1×3
10×（0.53+4.78）×1. 5=7965kN
我们计算支架所需支护强度不小于1MPa ，工作阻力应不小于8000kN ， 根据9421工作面的顶底板岩性，及断层明显，安全起见我们建议工作阻力取9500kN ，支架的高度应在2.2米～4.3米范围内变化。
按现行较通用的岩石容重法公式n K M K q p d z ⋅⋅-⋅
=γ1
计算： 式中：z q ——支护强度，kN ／m2； d K ——动载系数1.2-1.4，取d K =1.3；
M ——煤厚(煤层厚度12m ，按75％回收率计算)，取M=9m ； p K ——冒落矸石碎胀系数，取p K =1.35；
γ——顶板岩石容重，取γ=25kN ／m 3。
n ——采放比影响系数0.8-1.0，取n=0.9；
则：z q =1.3*9*25*0.9/(1.35-1)=752.1kN ／m 2
支架工作阻力:P=z q (L K +L D )B
式中：P ——支架工作阻力，kN ；
L K ——梁端距，取L K =0.4m ；
L D ——顶梁长度，取L D =4.6m ；
B——支架宽度，取B=1.5m。
则:P=752.1*(4.6+0.4)*1.5=5640kN，考虑支架的支撑效率及留有一定的富裕系数，支架工作阻力应该在6000KN左右。
已知本支架为四柱放顶煤支架，故选取立柱缸径为φ230。
为充分发挥立柱的支撑能力，最终确定支架工作阻力为6600KN，立柱安全阀调定压力39.71Mpa。