超前液压支架的研制及现场应用报告

超前支护式液压支架的运用研究串草圪旦煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西南部，主采煤层为6#煤层，煤层厚度为12～15m，沿底掘进，巷道采用锚网支护矩形断面，走向长壁综采放顶煤开采。

该矿6203、6204、6206、6207和6106、6107六个综放工作面上下出口支护形式基本上采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁做为超前支护。

单体液压支柱配合金属铰接顶梁超前支护操作工序繁琐，员工劳动强度大，支护安全系数不高，有时候会由于超前条件困难，严重影响工作面的快速推进。

2014年6月，该矿在南部采区6104工作面首次安装超前支护式液压支架，用于工作面上下出口20m范围的超前支护。

该工作面投产以来，取得了良好的效果，实现了安全高效回采，最高日产15000吨，创出了该矿建矿投产以来综放工作面开采的最好水平。

1 工作面概况6104工作面位于矿井南翼一水平6煤层，双枣沟向斜南翼，煤层宽缓，褶曲发育。

工作面标高897.4～951.9m，与地表最近距离为98m。

该工作面走向2100m，倾斜长150m，煤厚12.8m，煤层倾角平均5°。

煤层抗压强度6.9MPa。

中等稳定顶板，周期来压步距为10～15m。

上下顺槽采用锚网支护，矩形断面5.0m×3.7m。

采用走向长壁综合机械化采煤法，放顶煤回采工艺开采。

2 工作面液压支架配置本工作面配置80架ZF13000/22/42型基本支架、7架ZFG13000/24/40型过渡支架，共87架液压支架，对工作面顶板实行支护管理。

工作面上出口配置一组ZT27600/24/40超前支架，其初撑力23280kN（31.5MPa）、工作阻力27600kN （37.35MPa）。

工作面下出口配置一组ZFT27200/24/40端头支架，其初撑力20264kN（31.5MPa）、工作阻力27200kN（42.27MPa）。

紧靠端头支架往外配置一组ZT18400/24/40超前支架，其初撑力15520kN（31.5MPa）、工作阻力18400kN （37.35MPa）。

采煤工作面液压支架的技术优化及应用发布时间：2022-03-25T05:29:16.162Z 来源：《建筑实践》2021年第40卷25期作者：吴勇[导读] 在综采工作面开采时，产生的裂隙能穿透顶吴勇山东新陶阳矿业有限责任公司摘要：在综采工作面开采时，产生的裂隙能穿透顶、底板岩层，导致岩层强度大幅度降低，围岩整体稳定性下降，易造成顶板垮落或底板变形，发生岩层冒顶和底鼓现象，导致采场围岩变形严重，矿压显现明显，造成工作面液压支架出现歪斜、咬架、压架、操作运行困难等问题。

然而，一旦个别支架发生倾倒或压死现象，由于支架相互串联作用，若支架歪斜、压死事故处置不及时，对工作面顶板支护失效，将会导致更为严重顶板安全事故的发生。

本文对采煤工作面液压支架的技术优化及应用进行分析，以供参考。

关键词：采煤工作面；液压支架；技术优化引言井下开采的山区工作平面中的当前液压支架，由于活塞活塞活塞受到严重损坏、套筒连接滑动、托板破裂或变形等原因，在上衬套和衬套之间的连接处存在弯曲变形，从而严重限制了安全生产，无法充分发挥液压支架的性能。

考虑到设备更新和安装成本的影响，需要对液压支架进行技术优化，以提高性能，满足安全生产的要求。

1液压支架系统供液分析与污染排查①采用水文和水文方法Red Willow煤质水回用水达到地下水水位后，通过管道输送到井下工作平面，源头稳定，经水文硝态过滤站和液压支架液压级综合防渗系统(带有液压油)处理后使用。

②液压支架用液压或奶油油和液压油按照规定浓度，用与水动力相关的液压油输送到奶瓶，用水泵提升水动力允许的液压，通过高压冲洗站过滤进进料管线，然后通过液压机组冲洗过滤器进入液压支架和衬套，或通过过滤器进入电动调节电路，回流流体通过回流站返回胸腔，形成回流循环。

①该系统的自清洁功能可确保液体安全使用，有利于智能工作场所的安全，而液压式液压式液压式液压式搬迁辅助装置则可为污染物提供良好的自清洁功能；乳化液罐用作下浮浮，密度比油箱底部的液压油污染更高，液压液污染物浮在液压支架系统顶部，污染物通过清洗已在一定程度上泄漏出该系统；泵站高压冲洗滤清器和液压支架滤清器配备自动冲洗功能，达到规定时间或压力测量时自动清洗。

煤矿新型液压支架的设计与应用摘要：液压支架属于一重要的煤矿开采设备，其在煤矿日常开采作业中占有重要地位，液压支架应用状况的好坏将直接影响到综采工作面的高产高效，而液压支架要想更好的服务于煤矿开采工作，对采高变化的适应性必须强。

就当前多数液压支架的主体结构现状而言，其大多为四连杆结构，其立柱为双伸缩结构，该种结构灵活性相对较差，在某种程度上很难适应工作面采高变化。

对此，笔者结合利用所学知识并结合实际工作经验，提出应用曲柄滑块机构与更灵活的剪叉机构相结合的新型机构来代替传统液压支架的四连杆机构，这样的液压支架会更灵活，能适应更大范围的工作面采高变化，不但可确保液压支架梁端距稳定变化[1]，而且可使液压支架能适应更大的支护高度，取得更好的支护效果。

关键词：液压支架；总体设计；运动过程；经济性引言基于当前国内普通液压支架，大多结构较复杂，采高变化相对较小，实际适应性相对较差，很难满足实际使用需求的现状。

设计一种新型液压支架，介绍其总体设计情况及具体运动情况，提出采用曲柄滑块机构与剪叉机构相结合的新型结构来代替传统的四连杆机构。

实际应用情况表明该种新型液压支架，不仅能更好地适应作业现场采高变化，而且生产成本更低，其具有更好的适应性与经济性，可为企业创造更多经济效益。

1新型液压支架的总体设计对于液压支架而言，其性能的好坏主要依据：梁端距变化量情况以及支架可达到的最高支护值与最低支护值之比这两个指标来反映。

其中梁端距变化量主要反映的是支架顶梁对顶板的支护情况，而液压支架的可达到的最高支护值与最低支护值之比主要反映了液压支架适应采高的能力，通过把剪叉机构与曲柄滑块机构进行科学、合理的组合，借助该组合来取代当前液压支架传统的四连杆机构，这样可显著改善液压支架在日常支护作业中的综合支护性能，取得较好的支护效果[2]。

（1）剪叉机构。

当让两根长度相同的杆铰接于彼此中点时，这两条杆同侧端点连线会一致处于平行状态，其不受两杆件夹角变化影响。

超前液压支架一、超前液压支架的用途及功能：超前液压支架为左、右两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒千斤顶连接，每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的中间梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。

该支架不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。

二、超前液压支架的工作原理：支架的动力是来自泵站的高压乳化液，经由主进液管路送到工作面，并与每架支架的进液平面截止阀相连，通过过滤器然后导入支架，再通过电液控制阀分配到各液压缸，以完成支架所需要的各项动作。

从支架流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液平面截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱供循环使用。

三、超前液压支架的结构组成：超前液压支架主要由结构件、液压系统和防倒、防滑、调架及抬底座装置三大部分组成。

1.主要结构件有：伸缩梁、护帮板、顶梁、掩护梁、底座、前、后连杆、推杆及侧护板等。

2.液压控制系统除了立柱、各种千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液控单向阀等）和液压辅助元件（管接头件、胶管等）。

3.防倒、防滑、调架及抬底座装置包括顶梁、掩护梁的左右侧护板及各自的侧推千斤顶、弹簧套筒等，也包括各防倒、防滑缸的连接耳座及调架缸、抬底座缸与连接件等。

液压支架配件尽在河南合信矿山机械有限公司，我们公司配套该液压支架液压支架立柱、千斤顶、油缸、前梁、推杆、护帮板、点也快、安全阀、操纵阀组、销轴、导杆、压块、胶管总成、中间接头、挡圈、整套密封、螺母、螺栓、接头、十字链、开口销、保护套等4.支架各结构件之间及结构件与液压元件间均通过销轴、螺栓等连接，管路连接采用快速接头、U型卡，拆装维护方便。

四、超前液压支架在安装或者使用时注意事项：1、操作者必须经过培训，熟悉支架的性能、结构及各元件的性能、作用，熟练准确的按操作规程进行各种操作。

2、支架在安装完毕后，在通液前应对主进主回油路进行通液清洗，确保液压系统中无杂物。

综采工作面超前支护液压支架的应用及优化摘要：随着矿井开采深度的增加，许多工作面顺槽在掘进过程中受原岩应力及沿空巷道影响就已经出现了很大的变形，在综采工作面回采过程中两巷外出口段受超前应力影响变形越来越剧烈，尤其是当巷道顶板岩性结构差，或者遇到断层异常区造成顶板破碎的时候，两巷出口顶板下沉明显，造成进出口断面变小等异常情况。

现有的两巷超前单体支护已不能在安全和高效上满足生产需要。

为此，我们针对现场实际，提出了优化措施。

关键词：超前支护；液压支架；实践；优化超前支护液压支架在综采工作面为安生生产起到举足轻重的作用。

我国自1973年开始大规模引进德国、英国等国家的综采设备，经历了消化、吸收和改进提高的过程，已形成了较完善的设计、制造和科研体系。

随着液压支架国产化进程的发展和我国高端液压支架需求量的不断增加，我国液压支架技术进入高速发展阶段。

我国液压支架的设计和制造水平逐渐接近国际先进水平。

1超前液压支架的用途及功能超前液压支架为左、右两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒千斤顶连接，每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的中间梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。

该支架不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。

2超前液压支架的工作原理支架的动力是来自泵站的高压乳化液，经由主进液管路送到工作面，并与每架支架的进液平面截止阀相连，通过过滤器然后导入支架，再通过电液控制阀分配到各液压缸，以完成支架所需要的各项动作。

从支架流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液平面截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱供循环使用。

3概述随着矿井开采深度的增加，尤其是当巷道顶板岩性结构差，或者遇到断层异常区造成顶板破碎的时候，两巷出口顶板下沉明显，造成进出口断面变小等异常情况。

现有的两巷超前单体支护已不能在安全和高效上满足生产需要。

在这种情况下，我矿1312（1）使用的机械化和自动化程度更高的ZQL2×3200/19/38型巷道超前支护液压支架，很好的解决了这一难题。

液压支架行业研究报告中国煤炭机械工业协会二〇〇九年四月目录一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求 (1)（一）新建煤矿的需求将平稳增长 (2)（二）设备更新的需求将快速增长 (4)（三）机械化程度大幅提高将带动需求快速增长 (4)二、液压支架市场需求 (6)三、液压支架行业竞争激烈 (7)（一）行业整体集中度低 (8)（二）优势企业 (9)四、高端化是液压支架行业的发展方向 (11)（一）政策导向促进高端液压支架市场需求 (11)（二）高端液压支架市场曾为外国厂商垄断 (13)（三）近年来高端液压支架国产化进展顺利 (14)（四）我国液压支架技术水平未来仍将继续发展 (16)液压支架是中国煤矿综合机械化采煤工作面最主要的技术装备之一，也是综采工作面装备中装备数量最大的产品。

自1964年我国第一架液压支架问世，经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发，液压支架在煤炭综采重大装备制造本土化首先取得突破，成效显著。

国内有些技术如综采放顶煤支架技术处于国际领先水平，大采高液压支架的主要技术参数已接近或达到国际先进水平。

国产液压支架以其低廉的价格，同时又以较好的技术性能满足了煤矿用户的基本要求而广受国内外煤矿企业的欢迎和信赖。

一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求煤炭是我国能源安全的基石。

煤炭工业是我国重要的基础产业，保障煤炭供应是国家加强经济宏观调控的重点之一。

“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平将明显提高。

国家将建成183个高效安全现代化矿井，国家将加大对煤矿建设项目的支持力度，已先后有17个煤炭建设项目，由国家开发银行出具贷款承诺，还将100多个高档普采工作面升为综采工作面，100多个普采工作面升为高档普采工作面。

这样，中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。

中型煤矿的机械化程度将达到80%以上；大型煤矿国内先进水平装备率达到20%，国际先进水平装备率达到6%，中型煤矿国内先进水平装备率达到10%，小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。

图1 巷道断面图
图2 防冲超前支架巷道布置图
（2）胡家河矿业有限公司401106工作面图1巷道断面尺寸长×宽为5600mm×3700mm，为实现全断面支护，防冲超前支架采用两架一组，整体采用左右双四连杆稳定机构，立柱与四连杆采用交错布置，底座采用整体底座，中间设置有人行通道。

顶梁采用整体结构，顶梁前端和侧面设置有护帮板，立柱底部增加了吸能装置，
图3 吸能防冲超前支架示意图
（3）根据调研结果，明确了抗冲击方式以加大工作阻力刚性防冲、采用高强板焊接箱体等加强支护，大，可以大幅度减少运输巷、
在冲击载荷作用下的巷道收敛变形，支护强度不小于
138中国设备工程 2023.12（下）
图4 吸能立柱示意图
4 自移吸能防冲支架移架原理
巷道超前支架移动过程过程包括升前架立柱、降前架立柱、推前架、升前架立柱、降后架柱、拉后架、升后立柱等7个动作，7个基本动作均由乳化液泵站提供动力通过液压缸往复运动完成，具体过程如下。

第一步：升前架立柱。

当支架需要上升到支护状态时，由液压系统控制操纵阀完成4根立柱上升到顶梁与
根推移千斤顶前推
a）支架支护 b）降前架立柱
c）前架前移 d）升前架立柱
e）降后架立柱 f）后架前移
图5
5 结语
吸能防冲巷道超前支架防冲主要体现在高强度、高。