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。

主要用于水平面和小于等于10度的缓倾斜厚煤层沿底板一次放顶煤采全高开采的长壁综采工作面，也适用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤综采工作面。

液压支架工作原理：利用乳化液泵站提供的高压乳化液，通过液压控制系统不同功能的液压缸来实现动作。

每架支架的进、回液管路都与连接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并联，全工作面的支架共用泵站作为液压动力源。

每架支架形成各自独立的液压系统。

液压支架的基本动作循环：降柱——移架——升柱——推溜•前梁的升降是由操纵前梁千斤顶实现的•伸缩梁的伸出、收回是由操纵伸缩梁千斤顶实现的•护帮板的伸出、收回是由操纵护帮千斤顶实现的•尾梁的升降是由操纵尾梁千斤顶实现的•插板的伸出、收回是由操纵插板千斤顶实现的•抬底动作是由操纵抬底千斤顶实现的•侧护板的伸出、收回是由操纵侧推千斤顶实现的•后部运输机的前移是由操纵后溜千斤顶实现的液压支架工操作规程★必须持有效证件上岗。

3.2 液压支架分类按适用工作面截高范围液压支架分薄煤层支架、中厚煤层支架和大采高支架。

根据当前开采技术，我国将煤层按厚度分为三类：薄煤层<1.3m中厚煤层 1.3~3.5m厚煤层>3.5m根据在工作面的位置液压支架分工作面支架、过渡支架(排头支架)和端头支架。

按适用采煤方法分一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架和充填支架。

按控制方式分为本架控制支架、邻架控制支架和成组控制支架。

按照控制系统和工作阻力的分类：中低端液压支架（操纵阀采用手动控制的阀）工作阻力在10000kn以下；高端液压支架或者说一次采全高支架，工作阻力在10000KN以上，操纵阀采用电液伺服控制，按架型结构及与围岩关系分为掩护式支架，支撑掩护式支架，支撑式支架。

3.2.1掩护式支架以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。

用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。

支护性能上支撑力较小，切顶性能差，顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁顶板，支护强度较大、均匀，掩护性好，能承受较大水平推力，对顶板反复支撑次数少，能带压移架。

顶梁短，立柱倾斜布置，作业空间和通风断面小。

掩护式分为支掩掩护式支架，支顶掩护式支架。

支掩掩护式支架：立柱通过掩护梁对顶板进行间接支撑，支撑效率低，顶梁短，控顶距小；多数在顶梁与掩护梁之间设有平衡千斤顶，少数支架只设机械限位装置；顶梁后部与掩护梁构成的“三角带”易卡进矸石，影响顶梁摆动，故一般在顶梁后端挂有挡板，作业空间狭窄，通风面积小。

支顶掩护式支架：立柱经过顶梁直接对顶板进行支撑，支撑效率高，顶梁比支掩掩护式支架长，顶梁后端与掩护梁铰接，作业空间和通风断面大于支掩掩护式支架；顶梁和掩护梁侧面装有活动侧护板，挡矸性能好；多数支架将平衡千斤顶设在顶梁与掩护梁之间，少数支架将平衡千斤顶设在底座与掩护梁之间。

支架底座前端对底板比压较大；顶梁有分式铰接顶梁和整体刚性顶梁；底座有刚性底封式、刚性底开式和分式底座。

3.2.2支撑掩护式支架在支撑式和掩护式架型基础上发展，兼有这两种架型的主要技术特征。

适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，周期压力强烈，底板软硬均可，煤层倾角一般不大于25°，煤层厚度1～4.5m，沼气涌出量适中的采煤工作面。

技术性能：顶梁长，有整体刚性和分体铰接；有些顶梁带外伸或内伸的伸缩梁。

多数支架有双人行通道，通风断面大；支撑合力在顶梁后部，切顶能力强；底座为整体结构，有底封式和底开式；立柱倾斜度小，支撑效率高，调高范围较小，适应煤层厚度的变化能力不如掩护式液压支架；前后排立柱受载经常不均，在同样煤层地质条件下要求其工作阻力和支护强度应高于掩护式液压支架；液压系统中的动力缸和控制元件多，操作较复杂，影响移架速度。

支撑掩护式支架分为支顶支掩掩护式支架，支顶支掩支撑掩护式支架。

支顶支掩掩护式支架：•两排立柱都支撑在顶梁上。

•按立柱布置及架体结构型式不同分一般型、V型、X型、单摆杆型和短尾型等。

支顶支掩支撑掩护式支架：•前排立柱支撑顶梁，后排立柱支撑掩护梁。

支架结构单一，前排立柱向前倾，后排立柱向后倾且工作阻力多小于前排，工作中有时承受拉力→活柱腔用液压闭锁控制，柱头与柱底用直通销轴连接于掩护梁与底座之间(与千斤顶连接方式相同)。

•顶梁与底座较支顶支撑掩护式的短，结构较紧凑，整体刚性好，支撑合力靠近顶梁后部。

底座前端比压小，便于移架和适用于较软底板。

3.2.3支撑式支架：立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。

特点：顶梁较长，长度4m左右；立柱多，4～6根，且垂直支撑；支架后部设复位装置和挡矸装置，以平衡水平推力和防止矸石窜入工作空间内。

支护性能上支撑力大，作用点在支架中后部，切顶性能好；对顶板重复支撑次数多，易把完整的顶板压碎；抗水平载荷能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架工作空间和通风断面大。

适应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。

支撑式支架分为节式支架，垛式支架。

节式支架:由两个以上机械连接的架节构成，通过架节间互相交替移动实现前移。

架节分主架和副架，由千斤顶和导向机构连接。

主、副架互为支点依次前移，先行走为主架，后行走为副架。

垛式支架:底座为箱式，内装复位机构，整体前移。

两排或三排立柱，每排立柱有两根。

大多数在底座上布置四根立柱，构成一稳定的支撑垛。

3.2.4 放顶煤支架放顶煤支架分为低位放顶煤，中位放顶煤，高位放顶煤。

放顶煤液压支架发展从研制低位放顶煤液压支架开始，经历了高位、中位放顶煤，现在又回到以低位放顶煤为主的阶段。

高位放顶煤液压支架:放煤口处于支架上部(顶梁)。

单输送机运送采煤机的落煤和放落的顶煤，工作面运输系统简单。

放煤口较高，煤尘较大，支架顶梁较短，容易出现架前顶煤放空而造成支架失稳或移架困难现象。

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。

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。

目前我国广泛使用低位放顶煤液压支架，以反向四连杆式低位大插板放顶煤液压支架为发展方向。

结构和性能特点：(1)双前连杆和单后连杆结构的宽形反向四连杆机构，支架抗偏载能力和整体稳定性提高。

(2)大插板式尾梁放煤机构，尾梁千斤顶可双位安装(支设在顶梁或底座上)，一般支设在顶梁上。

后部放煤空间大，为顺利放煤创造良好作业环境，充分发挥后部输送机的运输能力，操作维修方便。

尾梁摆动有利于落煤，插板伸缩值大，放煤口调节灵活，对大块煤的破碎能力强，显著提高顶煤的采出率。

(3)支撑掩护式支架，后排立柱支撑在顶梁与四连杆机构铰接点后端，适应外载集中作用点变化，切顶能力强。

(4)顶梁相对较长，掩护空间较大，通风断面大，对顶板的反复支撑可使较稳定的顶煤在矿压作用下预先断裂破碎，利于放煤。

(5)反向四连杆机构经过总体参数优化设计，连杆力较小，是一般正向四连杆机构连杆力的50%～70%，支架结构可靠性高。

(6)底座对底板比压分布合理，前端比压较小，能适应软底板条件，移架阻力小，有利于顺利移架。

液压支架型号说明例：ZFS600/17/38C (Z:代表产品类型为液压支架；F：产品第一特征代号为放顶煤支架，（ Y为掩护式支架， Z为支撑掩护式支架）。

S：产品第二特征代号为双运输机配置（D为单运输机）； 6000为支架的工作阻力为6000KN（600吨）； 17/38代表支架的最低高度为1.7M，最高支护高度为3.8M；补充代号C代表为插板式结构。

Y表示掩护式、GY表示掩护式过渡架、ＴY表示掩护式端头架。

Z表示支撑掩护式、GZ表示支撑掩护式过渡架、ＴZ表示支撑掩护式端头架Ｆ表示放顶煤，GF表示放顶煤过渡架、ＴF表示放顶煤端头架后面的数字为序号，与支架参数无关，如Y016表示规范化图号以后我公司设计的第16个掩护式支架。

早期的老产品图号和现在不同：一般是符号加支撑阻力型式:如ZF480-01、有的不带支撑阻力如ZZ-10 、ＺＦ99等。

3.4 液压支架各部件组成由承载结构件，执行元件，控制元件，辅助装置和通用直属件5部分组成。

3.4.1承载结构件包括顶梁，掩护梁，连杆，底座和尾梁等金属构件。

主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。

2.2.1.1 顶梁：直接与顶板相接触承受顶板载荷的支架部件。

顶梁一般有两种结构形式，一种是整体顶梁，梁体较长，结构简单，能顺利通过顶板局部冒落凹坑，但对顶板台阶的适应能力差。

整体顶梁结构简单，可靠性好；顶梁对顶板载荷的平衡能力较强；前端支撑力较大；可设置全长侧护板，有利于提高顶板覆盖率，改善支护效果，减少架间漏矸。