液压支架参数及选型计算.ppt

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1、工作面液压支架选型及参数选择研究主讲：孟宪锐教授中国矿业大学（北京）&cumtb2004.9.151.液压支架选型的特点及适用条件1.1液压支架架型的分类按照其结构形式和用途，一般可分为:按放顶煤液压支架的结构形式可分为四种类型：1.2各类液压支架的特点及适用条件图1－1节式支架1铰接顶梁；2支柱；3底座；4移架缸；5阀座；6弹簧钢带；7主架；8副架1.2各类液压支架的特点及适用条件图1－2四柱垛式支架结构图1前梁；2前梁液压缸；3立柱；4操作阀；5座箱；6推移液压缸；7顶梁；8挡矸帘；9复位油缸1.2各类液压支架的特点及适用条件1.2.1支撑式液压支架支撑式液压支架的顶梁载荷

2、在刚性整体顶梁时大致呈前小后大的梯形分布，在铰接顶梁时前梁的载荷决定前梁液压缸的工作阻力。支撑式支架不论是节式还是垛式，其梁端支撑力较小而切顶力较大。因此支架对稳定顶板适应性强。支架经常发生前后柱受力不均，尤其当顶板切顶线前移时，前柱受力大于后柱，甚至后柱受拉，当悬顶过大及老顶来压时则后柱受力大。支撑式支架虽结构简单，支撑效率高，但由于梁端支撑能力弱，对顶板的覆盖率低，承受顶板及采空区矸石水平推力的能力差，因此适用于直接顶稳定的薄煤层。支撑式液压支架的结构特点在结构上没有掩护梁，支柱直接通过顶梁起支撑作用的支架称为支撑式支架。它又有节式及垛式两种。一、节式支架节式支架是立柱位于

3、条状顶梁下（可分前、后梁）呈框式布置的支撑式支架。图1－1为主、副两个框架组成的节式支架，每个框架有两根立柱。顶梁一般为铰接式或刚性铰接式。底座为刚性底靴，前后用弹簧板连接。两个框架之间用公用的移架缸连接，主架与缸体相连，副架与活塞杆相连，使主、副架交替前移，不需与输送机相连。同时为保证支架稳定性，两节之间也可用弹簧板连接，也可在两节间安装调架缸。二、垛式支架垛式支架是支架中4根以上立柱位于同一矩形顶梁下呈垛状布置的支撑式支架。垛式支架的顶梁由整体刚性式及前、后梁铰接式，底座也有整体刚性式或分底座，中间用过桥连接，支架后面用挡矸帘式挡矸板与采空区隔离，液压立柱一般有复位装置。支

4、架一般通过移架缸与输送机相连。为适应顶板起伏及增强对断面顶板的支撑，垛式支架的顶梁一般分前、后梁，四柱垛式支架的前梁下一般无立柱，由前梁液压缸支撑前梁，且能在一定范围内上下摆动，以适应顶板的变化。六柱或五柱垛式支架的前梁有立柱支撑，支架顶梁的受力较均匀，但由于控顶距大，设备成本高，故只有极少数薄煤层为满足通风和行人要求时才使用。总结：支撑式支架由于自身的缺点，造成对顶板的遮盖率低，抗侧向推力性能差，故不宜用于中等稳定以下的顶板支撑式液压支架的矿压特点1）节式支架支撑式液压支架的矿压特点2)垛式支架支撑式液压支架的优点是：支撑效率高，立柱阻力完全用于支撑控顶区的顶板；每米工作面长

5、的支撑力高，放顶线的支撑能力大，结构简单，价格便宜。但支架端部支撑能力弱；对顶板的覆盖率及对架间和采空区的挡矸能力低；对顶板水平力的承受能力差是其重要缺点。因此，支撑式支架对下位岩层为中等稳定以下的煤层难于适应，在破碎顶板下工作十分困难，较适用于直接顶稳定和老顶来压较强烈的煤层，尤其是薄煤层。支撑式液压支架的矿压特点2)垛式支架图1-4BZZ型支架受力图ａ-12#层;ｂ-3#层()-平时[]-周期压时1.2.2掩护式液压支架掩护式液压支架分为托梁式和托顶式的两种类型，在结构上有掩护梁，单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁对顶板起支撑作用的称为掩护式支架。图1－5两柱掩护式支架工作状

6、态a支撑式前冒空；b支撑式后冒空；c支顶式前空；d支顶式后空支顶式掩护支架的特点是：1）当顶梁后端冒空，切顶线前移时（图1－5d），支架顶梁后端由于掩护梁载荷的平衡作用，前端可有效地支护顶板，使支柱阻力仍能正常发挥作用；2）梁端承载能力高（可达700kN/m2），能有效防止机道顶板过早离层破碎，减少顶板破碎度；3）当顶梁的柱前区冒空时，顶梁在柱后区载荷和掩护梁载荷作用下，将以柱顶端为轴心，使梁端上撬（图1－5c），则平衡千斤顶活塞杆被拉出，直至断裂或连接件被破坏，支架成为不稳定结构，失去工作能力。4）支顶式支架顶梁在整个长度上可设置侧护板，尤其是整体顶梁，故能可靠地防止梁间顶板

7、漏矸。掩护支架的适用条件及选型1）当顶板无大于0.3m的伪顶，直接顶在采煤机割煤后不会立即离层破碎，但经移架反复支撑后易在顶梁后部破碎冒落时，宜选用支顶式掩护支架；2）当顶板有大于0.3m的伪顶，或直接顶在采煤机过后即易破碎冒落时，应选用带伸缩梁的两柱掩护支架，限位千斤顶的阻力足以提高顶梁端部承载能力；3）当直接顶端面顶板完整不破碎时，两种两柱掩护支架均能充分发挥支柱阻力，有效控制顶板，但支掩式的支撑效率、初撑力及支护强度不如支顶式高，支顶式支架的效果通常优于支掩式支架；4）如两柱掩护支架的