第一讲 液压支架技术

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1. 液压支架的基本知识
液压支架的分类
普通支架 按 回 采 工 艺 放顶煤支架 铺网支架 大倾角支架 … … 支架
低位放顶煤 中位放顶煤
正四连杆放顶煤 反四连杆放顶煤 铺顶网支架
高位放顶煤
铺底网支架
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1. 液压支架的基本知识
液压支架的分类
巷道超前支架
按 支 架 在 工 作 面 的 位 置
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2. 液压支架选型
液压支架选型依据
1. 地质条件 矿山压力——初次来压和周期来压强度、冲击地压
煤层条件——厚度、埋深、硬度、层理节理发育程度、煤质、自然发火期等
顶、底板条件——厚度、硬度、岩层性质等 水文地质条件——涌水量、瓦斯含量、地压等 2. 3. 4. 5. 回采工艺及工作面参数（工作面布置情况） 工作面产量要求及配套设备 矿井运输条件 操作人员的使用习惯
工作面支架 过渡支架 端头支架 超前支护支架 巷道回撤支架
过渡支架 排头支架 工作面支架
端头支架
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1. 液压支架的基本知识
液压支架的分类
其他分类方法： • 按采高分：大采高液压支架、中厚煤层液压支架、 薄煤层液压支架等 • 按控制方式分：手动操作、邻架操作、先导控制、
电液自动控制等
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1. 液压支架的基本知识
综采工作面设备布置图
巷道超前支架 巷道超前支架
端头支架
端头支架 过渡支架 排头支架 工作面支架
过渡支架 排头支架
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1. 液压支架的基本知识
过渡支架（排头支架）：布置在工作面液压支架和端头液压支架支间，称为过渡支架；
位置在工作面两头的运输机机头和机尾部，用于庇护运输机的机头和机尾，在没有端头支 架时又叫排头支架。机头部的支架叫排头支架；机尾部的支架叫排尾支架。
液压支架技术
1. 液压支架基本知识
2. 液压支架的选型
3. 工作面设备配套 4. 液压支架的使用维护 5. 液压支架技术发展趋势
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1. 液压支架的基本知识
液压支架： Support
Powered Support
定义：以液压为动力实
现升降、前移等运动，进 行顶板支护的设备 负责支护工作面顶板、维 护工作面安全工作空间、 能自移能推动刮板输送机 以实现工作面前进。 功能：
中心距与支护宽度：支架的中心距与刮板输送机中部槽长度相适应， 支架宽度与支架中心距相适应。
支架中心距 工作面支架数量 工作面立柱数量 支架高度伸缩比 单台支架支撑能力 立柱的缸径 单台支架重量 工作面推进速度 工作面投资
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1.25 多 多 大 低 细 轻 慢 少
1.5
1.75
2.05 少 少 小 高 粗 重 快 多
6.
投资
参考MT554-1996《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》选型
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2. 液压支架选型
适应不同类级顶板的架型和支护强度的简易判断
基本顶级别 直接顶类别 1 掩 护 式 1 支 架 支 护 强 度 (MPa) 0.3 2 掩 护 式 Ⅰ 3 支 撑 掩 护 式 1 2 Ⅱ 3 1 掩 护 式 2 掩 护 式 Ⅲ 3 支撑 掩护 式 4 支撑 掩护 式 4 支撑掩护式 强力掩护式 ≥2×0.3 Ⅳ
支架的初撑力：F初= F立初×N（立柱数） ZY9000/R5.5/55型液压支架初撑力计算： F初= P泵×πD2/4× 2 = 31.5×(π×0.362/4) ×2 = 6412634 N =6413 kN
支架工作阻力——支架屈服力、被动支撑力
单根立柱的工作阻力：R立=P安.πD2/4
支架的工作阻力：R= R立×N（立柱数）
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2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
推移步距：支架推移步距应和配套采煤机截深一致。
0.6m 0.6m 0.7m 0.7m 0.7m 0.8m 0.8m 0.8m 0.9m 0.865m 0.865m 0.96m 1.0m 1.0m 1.1m
采煤机截深 推移步距 推移千斤顶行程
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是否满足运输的要求 是否满足立柱伸缩比的要求
满足工作面采高要求和运输要求的条件下尽量减小支架的伸缩比，
采用单伸缩立柱——支架结构简单、重量轻、操作维护方便。
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2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
中心距与支护宽度：支架的中心距与刮板输送机中部槽长度相适应， 支架宽度与支架中心距相适应。
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2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
推溜力：与输送机的重量相适应。

对于槽宽800mm以上的输送机，要求的推溜力基本上在30吨 以上，在机头机尾不小于45吨。 对于底板坚硬、平整的工作面可以适当减小。

拉架力：与支架的重量相匹配。

最小拉架力不小于2.5倍支架重量。 支架设有抬底千斤顶时，可以适当减小
• 液压系统：阀类（包括过滤
器）、连接胶管、管路附件等
• 电控系统：电源、控制器、
传感器、连接电缆等 连接件：销轴、导杆、拉杆、连接头以及固定零件等。
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1. 液压支架的基本知识
液压支架型号
支架最大高度（dm） 支架最小高度（dm） 支架额定工作阻力（kN） 掩护式液压支架代号 煤矿支护设备代号（支架）
ZY：煤矿支护设备，掩护式支架 ZZ：煤矿支护设备，支撑掩护式支架 ZF：煤矿支护设备，放顶煤液压支架 ZP：煤矿支护设备，铺网支架 ZT：煤矿支护设备，端头支架
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加G为过渡支架 如 ZZG ZYG ZFG等
1. 液压支架的基本知识
液压支架主要技术参数（ZY9000/25.5/55 ）
完成一个工作循环，
工作面向前推进一个步距
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1. 液压支架的基本知识
液压支架的分类
垛式支架 支撑式支架 按 支 撑 型 式 掩护式支架 节式支架
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注意：滑移支架（滑移顶梁）不是液压支架
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1. 液压支架的基本知识
液压支架的分类
支撑式支架 按 支 撑 型 式 掩护式支架 支撑掩护式支架 掩护式支架 支顶支掩式支架 支掩式支架
r —— 粉砂岩容重（t/m3）。
方法二：回归式法 支护强度P=72.3h+4.5Lp+78.9（L+D）-10.24N-62.1
h——采高 Lp——基本顶初次来压步距 N——基本顶沿米最小载荷 2014-8-18 23
2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
最大支撑高度：Hmax=hmax＋0.2~0.3 最小支撑高度：Hmin=hmin－0.2~0.3
支撑和管理顶板 隔离采空区 实现工作面设备的推进 保证操作人员和其他设备的安全
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1. 液压支架的基本知识
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1. 液压支架的基本知识
液压支架工作原理：
1. 2. 降架：将支架降低处于非支撑状态 移架：以输送机为支点，拉支架前移
3. 4.
支撑：通过立柱的作用支撑顶板 推溜：通过推移千斤顶推输送机前移
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1. 液压支架的基本知识
端头支架：布置在工作面运输顺槽内，用于上下顺槽支护及掩护转载机。
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1. 液压支架的基本知识
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1. 液压支架的基本知识
液压支架的主要结构
结构件：顶梁1、掩护梁2、前 后连杆3、底座4、推移机构、其他 辅助装置 执行元件：立柱6、推移千斤 顶及其他功能的千斤顶等 控制系统：
ZY9000/25.5/55型液压支架工作阻力计算： R=P安×πD2/4× 2 = 44.2×(π×0.362/4) ×2 = 8998000 N =9000 kN
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1. 液压支架的基本知识
液压支架主要技术参数（ZY9000/25.5/55 ）
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 支护强度: 1.08～1.14MPa （高度、摩擦力） 对底板比压：2.34~2.47MPa （对底板尖端比压）：4.64MPa 推移步距：865 mm 推溜力：309kN 拉架力：557kN 泵站压力：31.5MPa 操纵方式：电液控制 运输尺寸：长×宽×高＝7518×1650×2550
≥2×0.35
≥2×0.45 ≥2×0.55 ≥2×0.65 ≥2×0.75
注：括号内的数据为掩护式支架的支护强度。 2014-8-18 22
2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
工作阻力：R=P×S顶/η
方法一：通用支护强度法
支护强度P=K×H裂×r
K——动载系数，Ⅳ级基本顶取1.8 ； H裂——裂隙带高度；
普通综采工作面，过渡支架滞后工作面支架一定的距离，将顶梁适当加长 放顶煤工作面，配套复杂，机构发生变化
源自文库
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1. 液压支架的基本知识
端头支架：布置在工作面运输顺槽内，用于上下顺槽支护及掩护转载机。

端卸式运输机，支架与转载机相连接； 交叉侧卸式运输机，支架与运输机的机头相连接
支架中心距
1.25 1.32
1.18 140
1.5 1.59 (1.6)
170
1.75
2.05
最大宽度
最小宽度 侧推千斤顶行程
1.86 (1.85) 2.16
200 (220) 240
1.42 (1.43) 1.66 (1.65) 1.94
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2. 液压支架选型
液压支架主要参数的选取
支护强度 支架对顶板单位面积的支护力
P=R/S顶= R/((L+D) ×B)
R——顶梁对顶板的实际支撑力 L——顶梁（接顶）长度 D——梁端距 B——支架中心距 对地板平均比压 支架对底板单位面积的压强 P=R/S底 R——底座对底板的实际压力
16.
配套设备：
S底——底座实际接触底板的面 积
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1. 2. 3. 4. 5. 6. 支架架型: 两柱掩护式液压支架 支架高度: 2.55~5.5 m 支架宽度：1.66~1.86 m 支架中心距：1.75 m 工作阻力：9000kN 初撑力：6413kN
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1. 液压支架的基本知识
支架初撑力——主动支撑力
单根立柱的初撑力：F立初=P泵.πD2/4
架 型
掩 掩 支撑 护 护 掩护 式 式 式 1.3×0.3
1.6×0.3
2
采高 (米) 3 4 5 6
0.35(0.25)
0.45(0.35) 0.55(0.45) 0.65(0.55) 0.75(0.65)
1.3×0.35(0.25) 1.6×0.35(0.25)
1.3×0.45(0.35) 1.3×0.55(0.45) 1.6×0.55(0.45) 1.3×0.65(0.55) 1.6×0.65(0.55) 1.3×0.75(0.65) 1.6×0.75(0.65)
注意：推移千斤顶的推力、拉力与推溜力、拉架力不能直接等同
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