液压支架的选型
一、确定架型
按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。
根据煤炭部（81）煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。
1、顶板分类（级）
直接顶分为四类，见〔Ⅰ〕。
老顶分为四级，见〔Ⅰ〕。
2、架型与支护强度初选
正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。在具体选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，〔Ⅰ〕表9-1就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。它是选择支架架型的主要依据。
对于不同类（级）顶板，其架型、支护强度的选择见〔Ⅰ〕。
液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。
⑴厚度
煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度大于2.5~2.8m(软煤取下限,硬煤取上限)时，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。
⑵煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于00
18时，应同时具有防滑防倒装置。
10~15时，应设防滑和调架装置，当倾角超过0
⑶底板性质
底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96~2.16Mpa,软底板为0.98Mpa左右）。
⑷瓦斯涌出量
对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。
⑸地质构造
m和地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~82
20min以下时，暂不宜采用液压支架。
二、主要参数计算和支架型号的确定
1、支护强度（工作阻力）
支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确
定支架的支护强度。下面介绍两个经验公式：
⑴ βα
γcos )1(-'
??≥
K q H q
式中：q ------液压支架的支护强度，〔2
/m T 〕；
H ------采高，〔m 〕；
γ------顶板岩石容量，一般取2.33/m T ；
K ------顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.2～1.5；
α------工作面倾角，
〔度〕； β------附加阻力系数，二排立柱支架β取1.6，单排立柱支架β取1.2；
q '------顶板周期来压动载系数。 q '=
非周期来压时矿压值
周期来压时矿压值
，q '值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q '取
1.1；周期来压明显顶板：q '取1.3；周期来压强烈顶板：q '取1.5～1.7。
⑵510,q KH Mpa γ-=?
式中：K —作用于支架上的顶板岩石系数，一般取5~8。顶板条件好、皱起来压不明显时取
下限，否则取上限；
H —采高，m ；
γ—顶板岩石密度，一般取2.3×3
10kg/m 3。
放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa 。
支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
310,kN P qF =?
式中 F — 支架的支护面积，m 2
。可按下式计算
21()()(),m F L C B K L C A =++=+
式中 L —支架顶梁长度，m ； C —梁端距， m ；
B —支架顶梁宽度，m ；
1K —架间距，m ；
A — 支架中心距，m 。 对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架
立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率η。所以支架立柱的总工作阻力p 总为
,p
p kN η
=
总
支撑式支架的η=100%，支掩护式和支撑掩护式支架取η=80%左右。
2、初撑力
初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言，并与顶板的性质有关。液压支架的初撑力，对支架维护顶板的性能方面，要比工作阻力（支护强度）起着更加显著的作用。有足够初撑力的支架，一开始就能和顶板压力取得平衡，可最大限度地减小顶板下沉；初撑力偏低，要等顶板下沉时才能增阻，会增大顶板的下沉量；初撑力过大，会使顶板反复受拉导致直接顶蠕动，造成直接顶早剥离，使顶板管理困难。所以支架初撑力选择的合理与否，时非常重要的。
目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下，多趋向于采用较高的初撑力。现在支架的设计中初撑力，已高达工作阻力（支护强度）的90％以上。根据有关资料介绍，初撑力与支护强度的比例关系，即=初撑力强度/支护强度，以顶板的的稳定性不同，一般在60～85％区内选取为宜。
在确定出撑力时，可按以下原则考虑：对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作作阻力的80%；对于稳定顶板，初撑力不易过大，一般不低于工作阻力的60%，对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。 3、移架阻力及推溜力
移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关，通常根据煤层的厚度来考虑，即采高愈大，移架阻力愈大。一般薄煤层支架的移架力为100~150kN ；中厚煤层支架为150~300kN ；厚煤层支架为300~400kN 。
推溜力一般为100~150kN 。 4、支架高度
支架高度一般系指支架的最大和最小结构高度，它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度。最小高度过大，可能会出现压架现象；最大支撑高度过小，可能会造成丢煤浪费资源，或支架顶空现象。
支架的最大和最小支撑高度，应根据煤层厚度的变化合理选择，片面地认为调高范围越大越好，过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。 支架高度可由下式计算：
max H =大h －1S +0.2 min H =小h —2S —a —c
式中：max H ------支架最大结构高度，〔m 〕；
min H ------支架最小结构高度，〔m 〕；
大h ------煤层最大采高，〔m 〕； 小h ------煤层最小采高，
〔m 〕；
1S ------支架前柱上方顶板下沉量，一般取0.1m ； 2S ------支架后柱上方顶板下沉量，一般取0.2m ；
a ------支架前移时可缩余量，一般取不小于0.05m ； c ------支架与顶底板间的浮煤，破矸厚度一般取0.1m 。
根据一些生产的实际经验，为防止伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因素，最大结构高度max H ，要在计算的基础上，再考虑增加0.1～0.3m 的富裕量。确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度。支架的伸缩比
max
min
S H K H =
s K 值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，其值越大，说明支架适应煤层厚
度变化的能力超强。采用单伸缩立柱，s K 值一般为1.6左右。若进一步提高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，其s K 值一般为2.5左右。薄煤层支架可达3。 5、顶梁长度
顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支架方式有关。支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。根据选定的架型和支护方式，来估算所需支架的顶梁长度（范围），以供确定支架型号作参考。
⑴直接撑定掩护式支架，如图4-1所示。
c tg l
d y b -?-+++?=α3.01
式中：?------铲煤板铲尖到煤臂的距离，取100～200mm （具 体大小也可计算）；
y =F+G+J+V
式中：F------铲煤板宽度，一般取150～240mm ；
G------中部槽宽（查特征表）；
J------导向槽宽度，无链牵引时尚有齿轨部分宽度；
V------电缆槽宽。参数查不到时可估算V=350～450mm ； d ------超前移架时取＞截深；滞后移架时可取零；
e------人行道宽度，不小于0.6m ，高度不小于采高的70％； H------采高，〔m 〕；
α------立柱倾角；
c ------梁端距，取250～350mm 。
122
1b b ≤
顶梁全长：21b b l +=
⑵支撑掩护式，如图4-2所示。
c tg H a
d y b -?-+++?=α1
式中：c H d y ,,,,,α?同前；
a ------由结构而定，考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。a ＞300mm ； 2
b ------通常2b =0.9～1.2m ，在中厚煤层中可设置为人行道；
3b ------由结构而定，一般情况为300～500 mm 。
顶梁全长：321b b b l ++=
注：1. 顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下，应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m 左右；当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m 。对于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m ，最大达3 m 左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。我国规定支架标准中心距为1.5m 。掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.4~1.6m(下限为侧护板收缩时的运输宽度，1.5m 为支架的正常宽度，1.6m 为调架时侧护板伸出后的最大宽度)。垛式支架的架间距一般为0.1~0.2m 。
2. 底座的宽度
支架底座宽度一般为 1.1~1.2m 。为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架，可加大到1.3 m 左右，放顶煤支架为 1.3~1.4m 。底座中间安装推移装置的槽子宽度，与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300~380mm 。 6、确定支架型号
根据以上所确定的架型和计算的参数，查附录5（或〔Ⅰ〕表8-4）支架技术特征表选择支架。
注：⑴采高达到2.5~2.8m 以上时，需要选择带有护帮装置的液压支架。
⑵要考虑是否需设防倒防滑装置。我国《缓倾斜煤层工作面顶板分类方案》中规定： 煤层倾角大于10°，支撑式支架应带有防滑装置；
煤层倾角大于15°，掩护式和支撑掩式支架应带有防滑装置； 煤层倾角大于18°，各类支架都应带有防倒装置；
⑶考虑到支架对底板的最大比压，防止支架底座会被压如底板。
三、性能验算
1、底板比压
顶板压力是通过顶梁、支柱传到底板的，如底板的抗压如强度小于支架所要求的抗压强度，则支架底座会被压如底板。因此，合理的选择支架对底板的最大比压（支架技术特征表中可查），是支架选型中一个很重要的指标，特别对于底板松软的工作面更为重要，必要时应进行测定和计算。计算公式如下：
q ＞?m q ?1K 2K
式中：q ------实测底板的最小抗压入强度，〔2
/cm kg 〕；
?1K ------底板载荷集中系数，一般取3；
2K ------洒水影响系数，一般取1.2～1.6；
?m q ------支架对底板的最大比压，
〔2/cm kg 〕。可由支架特征表查得，若查不到也可计算。
m q 的计算：
⑴平均接触比压p q ：若正压力正好通过底座的形心，且底座为刚性，则接触比压在整个接触面积上是均匀分布的。它的平均接触比压为：
p q =
L
b p A
? 式中：A p ------支架工作阻力；
b ------底座与底板的接触宽度； L ------底座与底板的接触长度；
⑵最大接触比压m q ：实际上，支架底座对底板的正压力并不通过底座的形心。如图4-3所示底座正压力作用点的位置。
底座正压力作用点的位置可按下述公式求出：
1L =L —（0L +S ）+?H tg ?
式中：1L ------正压力作用点到底座前端的距离；
L ------底座与底板的接触长度；
S ------A p 的作用点到O 点水平距离；
0L ------底座后端到O 点的水平距离；
?H ------支护高度；
?------顶梁与顶板的摩擦角f =tan ?
f =0.1～0.3。
正压力作用点位于接触长度前半段时：
当1L ≤?3
1
L 时：接触比压分布图形为三角形，如图4-4a 所示。最大接触比压数值为：
?m q =
1
32L b p A
???≥2p q
当
?31L ＜1L ＜L ?2
1
时：接触比压分布图形为梯形，如图4-4b 所示，最大接触比压数
值为：
?m q =
A p L L L ??-2
1
664
p q ＜?m q ＜2p q
正压力作用点位于接触长度后半段时：
最大接触比压位于底座后端与底板的接触点处。接触比压分布图形与前面所述相似，如图4-4c 和d 所示。?m q 的计算类同上述情况，只要将式中1L 用2L 代替即可。若1L （2L ）确定不下来，可按?m q =2p q 来验算。
我国煤田一般顶底板单轴抗压强度试验数据
2、工作阻力（支护强度）和初撑力的验算
对于掩护式和支撑—掩护式支架、立柱，多为倾斜布置。因此，工作阻力和初撑力随支架的工作高度的不同而不同。高度大，支撑力大，支架的技术特征大多给出的是最大值（在最大高度下）。为此，对于立柱倾角比较大时，需验算该支架用于这个采高下的工作阻力和初撑力，即：
所选定的支架在H 采高时的支撑力（支护强度）≥计算值。
当然若使用高度与支架本身的最大高度相差不多或立柱倾斜角较少时，可以不用计算。 3、顶板覆盖率
支架顶梁对支护面积的覆盖率为1100%()()
BL
L C B K δ=?++
式中：δ------覆盖率；
B ------顶梁宽度，〔m 〕；
1K ------支架间距，
〔m 〕； L ------顶梁长度，〔m 〕； C ------梁端距，〔m 〕；
1K ：由侧护板的支架取0.1m ，无侧护板的支架取0.1～0.2m 。
δ：覆盖率应符合顶板性质的要求，一般不稳定顶板不小于85%~95%；中等稳定顶板
不小于75%~85%；稳定顶板不小于60%~70%。
四、支架布置台数 n =A
L
式中：n ------支架布置台数；
L ------工作面长度，〔m 〕；
A ------一台支架支护宽度，通常为1.5m 。
2 综采工作面设备选型配套 2.1 综采工作面主要设备概述 综采设备是指综合机械化采煤工作面机电设备的总称。综采工作面成套设备以采面所需设备为核心，一般情况下，其成套机械和电器设备布置分别如图2-1所示。综采设备将各种相对独立的机械合理地组合在一起，在工艺过程中协调工作，使采煤工作面的破、装、运、支全部工序实现机械化。综采设备包括滚筒采煤机或刨煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架以及各种供电、供液设备和其他辅助设备。 5 13 A 图2-1 滚筒采煤机综采工作面设备布置图 1-滚筒采煤机；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-可伸缩胶带输送机；8- 配电箱；9-乳化液泵站；10-设备列车； 11-移动变电站；12-喷雾泵站；13-液压安全绞车；14-集中控制台工作面主要设备及功能如下： 采煤机采煤机是完成破煤、装煤工序的一种机械设备。当前普遍使用的是可调高的双滚筒采煤机，它可以骑在可弯曲刮板输送机上沿工作面穿梭割煤，一般截深为600mm或800mm，最大截深可达1000mm。 刮板输送机可弯曲刮板输送机是完成工作面运煤的机械，同时它还作为采煤机械的导轨，以及液压支架及推移输送机的支点。 液压支架液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件（油缸和阀件）与一些金属结构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，用于支护、移架、
推移运输机和管理顶板。 端头支架端头支架是用于加强工作面端部（上下出口）顶板支护的液压支架。 排头支架排头（或称过渡）支架是用于可弯曲刮板输送机机头、机尾放置电动机、减速箱和液力偶合器处支护顶板的液压支架，它比工作面中间架滞后一个步距，顶梁长于中间架一个步距。 转载机转载机是20~60m长的刮板输送机。它一端与工作面输送机机头相搭接，另一端骑在可伸缩胶带输送机的机尾上，其作用是将刮板输送机运出的煤炭转移到胶带输送机上，它可随工作面的推进进行整体移动，转载机常配置破碎机。 可伸缩胶带输送机可伸缩胶带输送机是工作面运输巷中的运煤设备。通过其贮带装置，可调节输送机的长度。当工作面前进式或后退式回采时，能做到伸长或缩短。 乳化液泵站乳化液泵站是供给液压支架和其他液压装置压力液的动力设备。 除以上设备外，上端巷道中还设有运送设备和材料的单吊车，或搬运绞车，以及在倾斜角度较大时防止采煤机下滑的液压安全绞车；下端巷道中设有供电移动变电站和配电点，以及刮板输送机和巷道转载机的监视、控制、通讯照明的集中控制台。 如上所述，综采成套设备主要由采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机及胶带输送机等组成，这些设备不是孤立的“单机”，而是结构上需要相互配合、功能上需要相互协调的有机整体，具有较强的配套要求和较高的可靠性要求。组成综采成套设备的每一种机械设备，都有严格限定的适用条件，选型不当会导致设备不配套、生产效率低、经济效益差。因此，设备的正确选型设计是充分发挥其效能，实现综采工作面高产高效、经济安全运行的前提。 2.2 液压支架选型 2.2.1液压支架结构与类型 1．液压支架的结构 液压支架是一种以液压为动力实现升降，前移等运动，用于支撑和维护顶板，提供安全作业空间的支护设备。液压支架的基本部件包括顶梁、立柱、底座、掩护梁、推移装置、护帮板等，如图2-2所示。 4 612 7 5 8 3
浅析液压支架选型的基本依据及原则 在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。 1 、液压支架的基本形式 (1)支撑式液压支架：顶梁较长，一般超过4m左右，立柱垂直于底座，有较强的支撑力。 (2)掩护式液压支架：顶梁较短，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。 (3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。 2、液压支架选型的基本依据及原则 进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。 2.1 顶底板性质 2.1.1 顶板 一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。 由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。具体选用时可遵循下列原则： (1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。 (2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。此外，由于某些顶板条件比较特殊，故可采用多种形式的液压支架，因此液压支架架型的选择既要以顶板性质作为依据，还应考虑顶板级别划分的模糊性。在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。 2.1.2 底板 底板软硬程度或强度大小，决定了底座结构形式和支承面积。底座是液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至底板。其结构形式分为以下几种： (1)整体刚性结构。用钢板焊接成箱形结构，底部封闭，强度高，稳定性好，对底板比压小，但排矸性差。适用于底板较松软、采高与倾角较大及稳定顶板等条件。 (2)分式刚性结构。左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。 (3)左右分体结构。两个独立而对称的箱形结构，两部分用铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，对不平底板适应性好，排矸性较好。 2.2 煤层条件
中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 5 5 6— 1 996 液压支架设计规范 1主题内容与适用范围 本标准规定了液压支架设计中应遵守的总则，确定主要参数的依据，应具备的安全性和适应性以及对计算的要求。 本标准适用于矿用液压支架（以下简称支架）的设计，不适用于支撑式支架。 2引用标准 GB 3452, 1液压气动用（）形橡胶密封圈尺寸系列及公差 GB 3452.3液压气动用0形橡胶密封圈沟槽尺寸和设计计算准则 GH/T 13306 标牌 MT/T 94液压支架立柱、千斤顶内径及活塞杆外径系列 MT 97液压支架千斤顶技术条件 MT 98矿用液压支架胶管总成及中间接头组件型式试验规范 MT/T 154.5液压支架产品型号编制和管理方法 MT/T 169液压支架型式及参数 MT 312液压支架通用技术条件 MT 313液压支架立柱技术条件 MT 419矿用液压支架用阀 MT 554缓倾斜煤层回采工作面顶板分类 3总则 3.1型号编制 支架型号编制应符合MT/T 154. 5的规定。 3.2主要参数 支架的主要参数应符合MT/T 169的规定。 3’3图样标2 图样必须填明阶段标记。 3,4重心位置 总图样上应标明最小高度时的重心位置. 3- 5设计的技术文件 设计技术文件必需有设计说明书、产品使用维护说明书。 3.6总图样技术特征表中的内容 总图样技术特征表中必须标明下列内容:架型、高度、使用高度、中心距、宽度，额定工作阻力、初撑力、支护强度、对底板比压、通风断面（最大高度和最小高度的）、控制原理、操作位置、重量、泵站的流量和压丿J、立柱特征（型式、缸径、活塞杆径、额定工作阻力、初撑力）、千斤顶特征（型式、
综采工作面机械设备选型毕业论文 目录 第一章矿井基本情况………………………………………第一节采区地质概括……………………………………… 第二节矿山生产系统……………………………………… 第二章三机选型………………………………………………第一节采煤机械选型……………………………………… 第二节支护设备选型……………………………………… 第三节运输装置选型……………………………………… 第三章机选型…………………………………………… 第四章通风系统………………………………………………第五章排水设备………………………………………………第六章压风装置………………………………………………第七章提升系统………………………………………………第八章综采工作面三机配套特性……………………………第九章实训总结…………………………………………… .WORD版本.
.WORD 版本. 第一章 矿井基本情况 第一节 采区地质概括 该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层，采区上以—160为界，下已—580为界，左已F10断层为界，右以F11断层为界。 采区走向2340米，倾斜长1640米，（已是煤层实际倾斜长）煤层走向为东西走向。煤层的平均厚度3.5米，倾角平均为8°左右，煤的密度为1.33T/M 3，采区瓦斯相对涌出量15 M 3 /T ，采区正常涌水量为120 M 3/h ，煤层自燃发火期为6个月，煤尘具有爆炸性，煤质中硬。 地面无需保护地物，邻近采空区对本采区开采无影响，井底车场位于采区左侧，水平运输大巷在本采区走向中部煤层底板20米的岩石中。 一、采区地质特征 1，地质构造 本采区以断裂构造为主，除王庄和高庙两条边界断层外，区还有王庄支断层和13－5逆断层，走向基本为NE 向，均位于采区南部，两条断层控制程度均一般，实际摆动位置尚有待检验。 2，采区煤层及其顶底板特征 煤层自然发货期6个月，煤层顶板 无伪顶，直接顶为厚8.0m 的细砂岩，基本顶厚度为11m 厚度的石灰岩。煤层底板为砂页岩。 3，采区瓦斯.相对涌水量.煤质 采区瓦斯相对涌出量153m /t ，采区正常涌水量为120 3m /h ，煤层自然发货期6个月，煤尘具有爆炸性，煤质中硬。 4，水文地质 1、含水层 采区含水层有第四系砂层、上侏罗系砾岩、二迭系石盒子组底部粗砂岩层、3煤顶板砂岩、三灰等。二迭系石盒子组底部粗砂岩含水层富水性强、径流条件好、有相当的补给水源，对回采影响较大。三层灰岩含水层平均厚7.1m ，属裂隙溶洞水，富水性强而不均一，在掘进过程中遇到该层水时，应坚持提前探放。
液压支架的选型 一、确定架型 按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。 根据煤炭部（81）煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。 1、顶板分类（级） 直接顶分为四类，见〔Ⅰ〕。 老顶分为四级，见〔Ⅰ〕。 2、架型与支护强度初选 正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。在具体选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，〔Ⅰ〕表9-1就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。它是选择支架架型的主要依据。 对于不同类（级）顶板，其架型、支护强度的选择见〔Ⅰ〕。 液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。 ⑴厚度 煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度大于2.5~2.8m(软煤取下限,硬煤取上限)时，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。 ⑵煤层倾角 煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于 00 18时，应同时具有防滑防倒装置。 10~15时，应设防滑和调架装置，当倾角超过0 ⑶底板性质 底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定 了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96~2.16Mpa,软底板为0.98Mpa左右）。 ⑷瓦斯涌出量 对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。 ⑸地质构造 地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~82 m和20m in以下时，暂不宜采用液压支架。 二、主要参数计算和支架型号的确定 1、支护强度（工作阻力） 支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确
辽宁工程技术大学 《采掘机械》综合训练题目：液压支架选型设计 班级：矿电11- 姓名： 指导教师：师建国 完成日期：2014/12/29
综合训练任务书 一、设计任务及要求 (1) 根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算； (2) .编写综采工作面液压支架选型设计说明书； (3) 采煤设备与工作面综采设备配套关系图 设计原始数据及条件： (1) 设计图纸（综采工作面设备配套关系图） (2) 设计说明书 三、进度安排(参考) (1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案 (3) 绘制图纸 (4) 编写说明书 (5) 整理及答辩 四、成绩评定 成绩： 教师 日期
目录 1液压支架选型的基本原则...................... - 1 - 2确定液压支架架型............................ - 1 - 2.1顶板分类（级）........................... - 1 - 2.2架型与支护强度初选....................... - 2 - 3主要参数计算和支架型号的确定 ................ - 2 - 3.1支架高度................................. - 2 - 3.2 支架主要结构确定 . (3) 3.2.1顶梁长度 (3) 3.2.2底座的宽度............................ - 5 - 3.2.3支架中心距确定........................ - 5 - 3.2.4支架移驾步距确定...................... - 5 - 3.3支护强度和工作阻力....................... - 5 - 3.4初撑力 (7) 3.5移架阻力及推溜力 (7) 3.6确定支架类型 (7) 4性能验算.................................... - 8 - 4.1顶板支护形式 (8) 4.2底板比压 (8) 4.3工作阻力（支护强度）和初撑力的验算 (9) 4.4顶板覆盖率 (9)
a:支架的梁端距m 0.34 B:支架的宽度m 1.5 3）底板比压校核： 根据工作面最大顶板载荷强度计算支架对底板的最大比压： D=P×支架支护面积/支架底座面积 根据工作面地质说明书提供的煤层底板抗压强度S=4.5 KN/m2,与计算结果D=1.8 KN/m2比较，S＞D，支架对底板比压符合要求。 4）、ZZ4400/16/25型支架主要技术参数： 支架高度 1.6—2.5m 支架长度6m 不含前伸梁的长度 支架中心距 1.5m 支架工作阻力4357—4381 KN 支架初撑力3915—3957 KN 移架步距0.6m 泵站压力31.5Mpa 支架重量约14t 乳化液浓度3-5% 前伸梁长度0.6m 端头架ZYG5000/18/28型过渡支架技术参数： 支架高度 1.8—2.8m 支架长度 6.4m 不含前伸梁的长度 支架中心距 1.5m 支架工作阻力5000 KN 支架初撑力3845 KN 移架步距0.6m 泵站压力31.5Mpa
支架重量约18.5t 乳化液浓度3-5% 前伸梁长度0.6m 根据以上计算结果，选用ZZ4400/16/25型支架，其工作阻力为4381KN，大于计算所需工作阻力2693.28KN，工作面端头选用ZYG5000/18/28型支架，以上支架均能满足采煤工作面顶板支护强度需要。 （二）、采煤机的选型依据 1）根据12050工作面设计该工作面采用倾斜长壁综合机械化采煤法开采+放顶煤工艺，工作面设计采高为：2.2m，循环进的为0.6m，放煤高度：2.5m，采放比1：1.1。满足矿井生产能力核定的产量要求。 2）MG160/390-WD双滚筒采煤机，其主要技术参数为： 采高：1.4～2.8m 截深：600mm 装机功率：391kW 牵引速度：0～7m/min 牵引方式：销轨式无链条电牵引牵引力：408kN 供电电压：1140V 根据MG160/390-WD双滚筒采煤机的技术参数，选用该型号采煤机符合要求。 （三）、输送机的选型依据 1）12050工作面正规循环生产能力 W=LS hr c1 =120×0.6×4.7×1.46×93% =459.5t 式中W—正规循环生产能力 L—工作面长度，120m；
目录 前言 (3) （一）矿井及煤层概况 (3) （二）矿方意见 (4) （三）公司推荐方案 (4) （四）选用ZY2400/08/16型液压支架的理由及可行性 (5) （五）工作面顶板压力的估算及支架的支护强度 (6) （六）劳动组织 (7) （七）主要经济技术指标及效益估算 (8) （八）、机组、刮板输送机、转载机、皮带机选型原则、主要技术参数合理性： (9) （九）ZY2400/08/16型掩护式压支架材质及工艺说明 (10) （十）落煤方法 (12) （十一）安全措施 (13) （十二）优惠条件 (14) （十三）结论 (14) （十四）支架技术参数 (15)
一、矿井及煤层概况 山东鑫国煤电有限责任公司为一老矿井，地质储量200万吨，可采储量150万吨，为立、斜井开拓，设计生产能力40万吨，有可采煤层6层，本次设计薄煤层32#煤层，并兼顾9#煤层，设计工作面走向长度400米，倾斜长度80米。 32#煤层为稳定煤层，煤层厚0.8—1.3米，平均煤厚1.1米。煤层倾角8—12°，煤质硬度f=1.5—2，,煤的容重1.35 t/m3。煤层埋深130—140m。 32#煤层伪顶为粉砂岩厚0.15m，直接顶粉砂岩厚3.0m；煤层伪底泥质砂岩厚0.3m，其下为粉砂岩厚2.0米。伪顶硬度系数f=2 ，伪底硬度系数f=3。 9#煤层0.7—1.8m,平均厚度1.38m，内含0.05—0.5m夹矸，硬度较大。直接顶为灰色泥灰岩，厚0—2.7m，裂隙发育，f=3—4，底板为黑色泥灰岩，厚0.6—4.86m，f=2—3。 副井罐笼尺寸较小，大型设备只能运输从斜井运输。因斜井下车场原砌碹100m段宽度较窄，支架设计宽度不超过1.2m。 原采煤方法：MG—100型机组落煤，SGB620/40T型刮板输送机运煤，DW14—30/100单体支柱控顶。 从矿领导及下井了解知，顶板垮落跟顶1—2m，矿压显现不明显，选择支架工作阻力可不需要偏大。 二、矿方意见 1、采用走向长臂后退式采煤，综采液压支架+机采落煤+刮板机运输，平巷配置转载机搭接可伸缩式皮带运输。 2、选择支架依32#煤为主，并兼顾9#煤层采高要求，支架宽度不大于1.2m，若32#煤厚度影响通机，可考虑机组割底0.3m。 3、所选支架要体积小、重量轻、强度高、适合该矿井煤层高度的要求、其运输、安装方便。 4、工作面支架、溜子配套：轻型液压支架、液压牵引采煤机、刮板运输机。以提高工作面的生产、运输能力。 三.推荐方案 1、根据32#、9#煤层煤厚综合考虑，选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架支护顶板。相应配套设备选用MG160/360—BWD型采煤机落煤，SGZ—630/180型刮板机运输，循环进度0.6米，三班生产，边采边准，每班5个循环。 2、配备部分单体液压支柱、铰接顶梁或π梁作为上下顺槽超前支护。 四、选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架的理由及可行性: 1.选型原则：安全可靠，技术可行，投资少, 因井而宜。
前言 一、概述 1.1设计题目、条件、任务及相关资料 1.1.1设计题目和条件 1.1.2任务和相关资料 1.2选型的基本原则 1.2.1采煤机 1.2.2运输机 1.2.3液压支架 二、采煤机的选型 2.1初选采煤机 2.1.1根据煤的坚硬度选型 2.1.2根据煤层厚度选型 2.1.3根据煤层倾角选型 2.2滚筒 2.2.1滚筒直径的确定 2.2.2滚筒截深 2.3采煤机的生产率 2.3.1理论生产率 2.3.2技术生产率 2.3.3实际生产率 2.4采煤机的牵引力和允许的最大牵引速度 2.4.1牵引力 2.4.2最大牵引速度 2.5防滑设备 三、液压支架的选型 3.1确定架型 3.2主要参数计算和支架型号的确定 3.2.1支护强度和工作阻力 3.2.2初撑力 3.2.3支架高度 3.2.4顶梁长度 3.2.5确定支架型号 3.3支架布置台数 四、输送机的选型 4.1.刮板输送机的选用原则 4.2运输能力的验算 4.3刮板输送机电机功率的验算 五、乳化液泵站的选型 5.1乳化液泵 5.2乳化液泵的电机功率 5.3乳化液 参考文献 总结
前言 一、概述 1.1设计题目、条件、任务及相关资料 1.1.1设计题目和条件 1.1.2任务和相关资料 工作面长度：350米；倾角：40度；煤层平均厚度：4.5米；顶板中等稳定；A=230N/mm f=3.5.
1.2选型的基本原则 1.2.1采煤机 1.2.2运输机 1.2.3液压支架 二、采煤机的选型 2.1初选采煤机 2.1.1根据煤的坚硬度选型 煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数f,抗压强度,截割阻抗A,韧性,层理和节理的发育状况,夹石含量及分布等.这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小.
辽宁工程技术大学 《采掘机械》综合训练（二）题目：液压支架选型设计 班级：矿电11-3 姓名：李广达 指导教师：师建国 完成日期：2014.12.24
综合训练任务书 一、设计任务及要求 (1) 根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算； (2) .编写综采工作面液压支架选型设计说明书； (3) 工作面液压支护设备配套关系图 设计原始数据及条件： 二、上交材料 (1) 设计图纸（综采工作面设备配套关系图） (2) 设计说明书 三、进度安排(参考) (1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案 (3) 绘制图纸 (4) 编写说明书 (5) 整理及答辩 四、成绩评定 成绩： 教师 日期
目录 1 确定液压支架的选型.............................. 错误！未定义书签。 1.1确定架型................................... 错误！未定义书签。 1.1.1顶板分类（级） ....................... 错误！未定义书签。 1.1.2架型与支护强度初选 ................... 错误！未定义书签。2主要参数计算和支架型号的确定 .................... 错误！未定义书签。 2.1支架高度................................... 错误！未定义书签。 2.2顶梁长度................................... 错误！未定义书签。 2.3 底座的宽度 ................................ 错误！未定义书签。 2.4支架中心距................................. 错误！未定义书签。 2.5支架移架步距............................... 错误！未定义书签。 2.6支护强度和工作阻力......................... 错误！未定义书签。 2.7初撑力..................................... 错误！未定义书签。 2.8移架阻力及推溜力........................... 错误！未定义书签。 2.9确定支架型号............................... 错误！未定义书签。 3、性能验算....................................... 错误！未定义书签。 3.1底板比压校验............................... 错误！未定义书签。 3.2工作阻力（支护强度）和初撑力的验算......... 错误！未定义书签。 3.3顶板覆盖率 (10) 4、支架布置台数................................... 错误！未定义书签。5乳化液泵站的选型 (11) 5.1乳化液泵 (11) 5.1.1 泵站压力的确定 (11) 5.1.2泵站流量确定 (13) 5.1.3选择乳化液泵 (14) 5.2乳化液泵的电机功率 (15) 5.3乳化液箱容积的验算 (16) 5.4乳化液 (17) 6防护装置 (17) 参考文献 (17)
12050工作面设备选型及验算报告 一、工作面概况 12050工作面位于新义井田12采区，北部为新义井田与新安井田边界保护煤柱，南部为西翼回风大巷保护煤柱，东部为12040工作面采空区，西部为12060工作面未采区。地表无水体，地貌多为林地、草地、耕地等，有少量居民住户。井下标高-298.3m～-220.56m，对应地面标高+368m～+399m。 表：采面规格及储量表 工作面主要设备配备表
二、设备选型基本原则 1）设备选型在满足矿井生产的基础上以成熟可靠、经济合理和关键设备技术先进为原则； 2）简化工艺系统，选用处理量大、运行效率高的设备。 3）同类产品在满足工艺要求前提下采用同一型号，减少备品备件种类，便于设备检修。 三、设备选型 (一)、液压支架的选型依据 1、支护强度计算： 1）工作面顶板支护强度： Q=K×g×h×r Q=5×9.8×2.2×2.4=258.72（KN/m2） 式中： Q：支护强度 K：安全系数（4-8）取5 g=9.8 h: 采高取2.2 m r：顶板岩石容重支架顶部上覆岩层平均容重取2.4t/m3 2）支架工作阻力计算： P=Q×(L1+L2+a)×B P=258.72×(6+0.6+0.34)×1.5=2693.28(KN) 式中： Q:支架支护顶板所需的支护强度258.72KN/m2 L1:支架长度m 6 L2:前伸梁长度m 0.6 a:支架的梁端距m 0.34 B:支架的宽度m 1.5
3）底板比压校核： 根据工作面最大顶板载荷强度计算支架对底板的最大比压： D=P×支架支护面积/支架底座面积 根据工作面地质说明书提供的煤层底板抗压强度S=4.5 KN/m2,与计算结果D=1.8 KN/m2比较， S＞D，支架对底板比压符合要求。 4）、ZZ4400/16/25型支架主要技术参 数： 支架高度 1.6—2.5m 支架长度 6m 不含前伸梁的长度 支架中心距 1.5m 支架工作阻力 4357—4381 KN 支架初撑力 3915—3957 KN 移架步距 0.6m 泵站压力 31.5Mpa 支架重量约14t 乳化液浓度 3-5% 前伸梁长度 0.6m 端头架ZYG5000/18/28型过渡支架技术参数： 支架高度 1.8—2.8m 支架长度 6.4m 不含前伸梁的长度 支架中心距 1.5m 支架工作阻力 5000 KN 支架初撑力 3845 KN 移架步距 0.6m
ZY系列掩护式液压支架 支架特点：支架结构简单，操作方便，升降架调整方便，适用于顶板较为破碎，随采随冒，老顶周期来压不明显的顶板条件。 产品型号支架高度m 工作阻力KN 支护强度MPa 底板比压MPa 推移步距mm ZY2800/13/28 1.3-2.8 2800 0.68-0.76 1.1-1.8 700 ZY3800/16/32 1.6-3.2 3800 0.65 1.4 700 ZY4000/13/28 1.3-2.8 4000 0.58-0.67 1.57-2.35 700 ZY5000/13/27 1.3-2.7 5000 0.77-0.85 0.9-1.8 700 ZY6700/20/40 2.0-4.0. 6700 1.06-1.09 1.6-2.85 900 ZY9000/24/50 2.4-5.0 9000 1.08-1.1 1.6-2.8 900 ZY13000/30/65 3.0-6.5 13000 1.12-1.15 1.8-2.9 900 ZF系列放顶煤式液压支架 支撑稳定，放煤口连续，背脊损失少，放煤效果好，对厚煤层开采，设备投入小，性价比高。适用于煤层中等硬度以下，节理、裂隙发育明显或良好的厚煤层。 产品型号支架高度m 工作阻力KN 支护强度MPa 底板比压MPa 推移步距mm ZF3200/16.5/25 1.65-2.5 3200 0.68-0.76 1.1-1.8 700 ZF3800/17/28 1.7-2.8 3800 0.65-0.67 0.9-1.8 700 ZF5000/17/32 1.7-3.2 5000 0.79-0.82 1.2-1.8 700 ZF6400/17.5/28 1.75-2.8 6400 0.94-0.96 平均2.5 700 ZF8000/17/32 1.7-3.2 8000 1.09-1.12 1.3-1.8 900 ZF9200/22/32 2.2-3.2 9200 1.07-1.09 1.15-1.17 900 ZF11000/20/38 2.0-3.8 11000 1.11 平局2.98 900 ZF15000/23/43 2.3-4.3 15000 1.46 2.48-3.26 900 超前端头锚固系列液压支架 主要技术参数 产品型号支架高度(m) 工作阻力(KN) 支护强度(Mpa) 底板比压(Mpa) 推移步距(mm) ZTC30000/28/50 2.8-5.0 30000 0.556 平均1.66 900 ZTZ20000/28/50 2.8-5.0 2000 0.53 平均1.3 900 ZTC13000/24/36 2.4-3.6 13000 0.47 平均2.4 900 ZTZ13800/24/36 2.4-3.6 13800 0.57 平均2.6 900 ZTC10200/19/33 1.9-3.3 10200 0.48 平均1.6 900 ZTZ10200/19/33 1.9-3.3 10200 0.39 平均1.3 900 ZTC24000/25/56 2.5-5.6 24000 0.46 平均1.33 900 ZTZ8000/25/56 2.5-5.6 8000 0.42 平均0.77 900 ZTH6870/25/56 2.5-5.6 6870 0.68 平均1.46 900 ZTC30000/25/50 2.5-5.0 30000 0.58 平均1.66 900 ZTZ20000/25/50 2.5-5.0 20000 0.53 平均1.3 900 ZTH6600/25/50 2.5-5.0 6600 0.62 平均1.46 900 ZTC39200/23/42 2.3-4.2 39200 0.47 平均1.3 900 ZTZ25000/23/42 2.3-4.2 25000 0.81 平均1.5 900
支撑掩护式液压支架设计毕业论文 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。
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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。 1.2液压支架的工作原理 液压支架在工作过程，必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站提供的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的，如图1-1所示。 升柱：当需要液压支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，是与活塞杆相连的顶梁紧紧接触顶板。
前言 综合机械化采煤，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大、效率高、成本低，而且能减轻笨重的体力劳动、改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟，生产水平、工艺水平均已进入世界先进行列。综合机械化采煤设备选择的是否合适，决定着设备能否正常运行、能否达到优越的技术经济效果以及能否获得良好的安全环境。影响设备选型的原始因素有两类：一类是围岩的岩石特征和地质条件，包括顶底板岩石的力学性能、煤层厚度、煤质硬度、倾角和构造等；另一类是围岩（缓倾斜煤层为顶板）的工程特征，如顶板移动规律和它与支架相互作用的状况等。为了更好地发挥机械化的效益，应根据不同的地质和煤层赋存条件、采煤机械化设备的合理选型计算、设备配套、设备布置以及与之相适应的工作面有关参数选择等，是综合机械化开采设备的重要内容。为此，结合我们专业的教学内容和安排，编写了《综采工作面设备选型设计与计算》指导书，以供学生课程设计参考。 书中如有缺点和错误，恳请读者批评指正。 编者 2006.10
目录 第一章概述 (1) 一、设计题目、任务和要求、设计条件 二、选型的基本原则 第二章采煤机的选型 (2) 一、初选采煤机（确定型号） 二、滚筒 三、电机功率 四、牵引力 五、防滑设备 六、采煤机允许的最大牵引速度 七、采煤机喷雾供水装置 八、采煤机的稳定性 第三章刮板输送机选型 (11) 一、初选刮板输送机 二、运输能力的验算 三、刮板输送机电机功率的验算及电机的数量 四、刮板链强度验算 第四章液压支架的选型 (15) 一、确定架型 二、主要参数计算和支架型号的确定 三、性能验算 四、支架布置台数 第五章乳化液泵站的选型 (23) 一、乳化液泵 二、乳化液泵的电机功率 三、乳化液箱容积的验算 四、乳化液 第六章配套验算 (27) 一、通风计算 二、设备的空间尺寸配套关系 三、综采工作面布置图 参考书 (30) 附录1：采煤机技术特征表 (31) 附录2：刮板输送机技术特征表 (43) 附录3：缓倾斜煤层回采工作面顶板分类方案 (44) 附录4：经济型、轻型系列综采设备 (45) 附录5：液压支架技术特征表 (46) 附录6：三机配套附图 (47)
两柱掩护式液压支架平衡千斤顶的选择原则及计算过程 李雪伟 （平顶山煤矿机械有限责任公司，平顶山 467001） 摘要：平衡千斤顶是两柱掩护式液压支架的重要组成部分，它的作用是调节支架顶梁合力、合力作用点的位置及顶梁的载荷分布，其缸径和上、下腔安全阀卸载压力的选择至关重要，一方面要保证顶梁前端能承受足够大的载荷而又要保证不会出现支架失稳，另一方面要保证顶梁后端和掩护梁能承受一定厚度的岩石重量，针对这两个方面的要求，本文提供了其具体的推导过程、计算方法和选择原则。 关键词：液压支架；平衡千斤顶；推导过程；计算方法；选择原则 Selection Principle and Calculation Method of Stabilizing Cylinder for Two-leg Hydraulic Shield Li Xuewei (Pingdingshan Coal Mine Machinery Co.,Ltd., Pingdingshan 467001 China) Abstract：Stabilizing cylinder is a main part of two-leg hydraulic shield. It is used to adjust the point of the resultant force that the floor applies to the canopy and the loading point on the canopy. It is very important to choose the right diameter of the cylinder and right pressure of the yield valve in both the upper and the lower cylinder chambers to make sure not only that the front part of the canopy can stand large loading and the roof support stands firm but also that the hinder part of the canopy and the gob shield can stand the weight of certain rock. Based on those two requirements, this thesis provides the specific derivation process, calculation methods and selection principal. Key words: hydraulic roof support; stabilizing cylinder; derivation process; calculation methods; selection principal 0序言 两柱掩护式液压支架的典型结构如下图1，其中平衡千斤顶起着至关重要的作用，它铰接着顶梁和掩护梁，使支架构成稳定的结构，通过它可以调节顶梁的倾角，使顶梁成水平或者需要的角度。此外，平衡千斤顶还设有双向锁和安全阀，随着顶梁顶板载荷的变化，使平衡千斤顶呈拉力或者压力状态，如果载荷过大，安全阀还可以通过卸载来调整顶梁的角度，从而也调整了载荷分布，避免进一步损坏结构件。 图1 两柱掩护式支架典型结构 1 护帮 2 顶梁 3立柱 4平衡千斤顶5 掩护梁 6前连杆 7后连杆 8 底座 平衡千斤顶缸径与上下腔安全阀压力的选择是否合适，直接关系到顶梁的接顶和切顶能力，甚至关系到支架的稳定性，如果选择的不合适，可能会引起支架倾倒，造成事故。 1、平衡千斤顶推力的计算 当顶梁前端承受一个载荷Fx，并不断加大时，支架可能处于以下三种状态： 1）、平衡千斤顶先卸载，顶梁前端向下旋转； 2）、立柱先卸载，顶梁前端向下旋转； 3）、支架向前倾倒。 前两种状态下，仅仅顶梁发生转动，不会引起较大的问题，第三种状态情况下，支架容易发生倾倒，可能会引发事故，因此，
矿山机械课程设计 综采工作面配套设备选型设计 （90万吨/年） 专业班级：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 河南理工大学
综采工作面配套设备选型设计任务书 （一）设计任务 1）根据所给原始数据进行设备配套选型的详细计算 2）编写综采设备配套选型设计的说明书 3）工作面综采设备配套关系图 4）原始数据及条件 （二）具体要求 根据所给已知参数，综采工作面配套设备选型设计，并绘出综采面配套设备关系图； 1）装订顺序如下：封面－任务书－目录－说明书正文。 2）图纸折叠好装入毕业设计专用袋内。 3）图纸、说明书必须手绘、手写，且严禁图纸、说明书复印件或抄袭他人成果，发现雷同设计成绩一律不及格。 4）图纸一律用A3号图纸绘制；说明书用A4开纸书写，内容应在20～30页。 I
目录 综采工作面配套设备选型设计说明书 (1) 第1节“三机”的选型原则和装备标准 (1) 第2节滚筒采煤机的选择 (5) 第3节液压支架的选型 (12) 第4节工作面可弯曲刮板输送机、转载机、破碎机 (18) 第5节采煤机、支护设备、输送机配套关系图 (22) 第6节选型设计结果汇总 (25) 参考文献 (26) 结束语 (27)
综采工作面配套设备选型设计说明书 综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机，是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系，选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。 第1节“三机”的选型原则和装备标准 建设高产高效矿井是煤炭工业的发展方向，提高矿井机械化水平是发展高产高效的有效途径。我国从70年开始经过对综合机械化采煤技术不断探索、引进、消化、创新，使之有了突飞猛进的发展，降尘、防尘、防火、防瓦斯积聚及提高采出率研究在“九五”期间取得重大进展，装备水平不断提高。目前采煤机朝大功率、大截深、高速电牵引方向发展；运输设备朝大运量、大功率、重型化、高强度、多点驱动、高自动化方向发展；液压支架朝简单实用、高工作阻力、高强度、高可靠性方向发展，采用电液控制系统，提高移架速度和安全性能。针对这种发展趋势，结合本井田煤层倾角较大等实际情况，在工作面主要设备选型时考虑以下原则： 一、采煤机的选型原则 1、采煤机能适合的煤层地质条件，其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理，并有较大的适用范围。 2、采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能力。 3、采煤机的技术性能良好，工作可靠，具有较完善的各种保护功能，便于使用和维护。 采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量，每种采煤机都有几种滚筒直径供选择，滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度，由截割部传