综采支架选型方案

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0018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0⑶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5~82m和20m in以下时，暂不宜采用液压支架。

已知：S=M=γ=K=Σh=M/(K-1)=α=°A=n 0=n=P 0=S=解：kN已知：M max =M min =R 1=m R 2=解：mm支架阻力的选择估算法首先考虑支撑冒落带岩层重量：估算法支架承受载荷可取6～8倍采高的岩石重量。

以中等稳定1.4岩石碎胀系数，取821.2510折算法010P—支架承受的载荷，kN；S—支架支护的顶板面积，㎡；γ—顶板岩石视密度，t/m³；450410P=A×9.8S γMcos α=2744支架结构高度的选择M—采高，m；K—岩石碎胀系数，取1.25～1.5；α—煤层倾角，（°）。

Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度），m；S 1=k×M max ×R 1=0.04S 2=k×M max ×R 2=0.0642H min =M min -S 2-a=1.50.51.3862.2H min =M min -B=1.250.8R 1为前柱到煤壁的距离，m。

R 2为后柱到煤壁的距离，m。

1.96H max =M max -S 1=H max =M max +0.2=在实际使用中，通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200㎜左最小结构高度应比最小采高小250～350㎜。

°′″㎜（？）k=㎜（？）a=mB=m 矿山机械教材参考公式等稳定、中等坚固的岩石为界，低者取6～8，高者取9～11倍。

数，取1.25～1.5。

折算法：P—支架最大工作阻力，kN/根；n0—单体支柱支护密度，根/㎡；P0—单体支柱平均最大工作阻力，kN/根；P=(n0P0S)/n=500n—液压支架柱数，根；S—液压支架的支护面积，㎡。

如能将初撑力提高到工作阻力的60％～70％，则较为理想。

0.040.064壁的距离，m。

0.25250～350㎜0㎜左右。

0.04考虑顶板级别的系数，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ0.05支架卸载前移时间的可缩余量，当层H=m K=ρ=t/m³MPa 放顶煤支架的支护强度一般为0.5～0.7MPaq=KH ρ×10-2=0支架支护强度估算：5H—采高，m；ρ—顶板岩石密度，一般取为2.5t/m³K—顶板岩石厚度因数，一般取4～8；顶板条件较好、周期来压不明显时，Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为0.04、0.025、0.015；，当层厚小于0.8m，a≥0.03m，层厚大于0.8m时，a≥0.04m，平均可取a=0.05m。

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。

q KH 10 , Mpa
5
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； —顶板岩石密度，一般取2.3×kg/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。 式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
3、缓斜中硬厚煤层液压支架的选型原则
（1）必须保证放煤效果； （2）保证放落煤的运输空间； （3）确定合理的工作阻力;（4）设备配套要合理。
4、“三软”厚煤层放顶煤液压支架的选型原 则 （1）易选用中位放顶煤支架；
（2）选用整体顶梁结构形式； （3）保证合理底板比压的条件下，适当增加初撑 力。 （4）保证运输机有足够的抗拉强度，加大支架的 拉架力。 （5）保证良好的防灭尘效果。
F BeG
2
式中 e——煤壁与输送机铲板之间的距离, e=100~200 mm,以防采煤机滚筒在输送机弯 曲段切割铲煤板; x——立柱倾斜时的水平增距; G——输送机宽度,由铲煤板宽度f、输送机 中部溜槽宽度S、电缆槽和导向槽宽度a及前 柱与与电缆槽间的距离b组成； 其它符号的意义同前。 为避免由于输送机偏斜时采煤机截割顶梁， 支架梁端与煤壁间应留有200~400 mm的梁 端距D。
4．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。
5．地质构造
地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板 2 m 允许暴露面积和时间分别在5~8 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
四、液压支架参数的确定 1．支护强度和工作阻力

试论综采工作面“三机”的选型与配套摘要：煤矿综采工作面“三机”(刮板输送机、采煤机、液压支架)配套是随着煤矿综采的出现而出现，随着综采水平的发展而发展的，“三机”配套的研究随着煤矿综采发展水平的不断提高而不断深入。

本文对综采工作面“三机”的选型与配套进行简要阐述。

关键词：综采三机选型配套1、“三机”的选型原则1.1液压支架选型在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上，综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征，为支架选型提供依据。

液压支架选型必须考虑的主要地质和采矿条件如下：(1)直接顶稳定性类型；(2)基本顶级别及相应矿压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度)；(3)底板类别及相应的力学参数(容许载荷强度、抗压缩刚度)；(4)截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等；(5)煤层倾角和工作面推进力向；(6)瓦斯等级和必需的通风断面等。

1.2采煤机选型采煤机是综采工作面最主要的生产设备。

选型时，应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。

一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。

1.3刮板输送机选型综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。

工作面选用的是大功率采煤机，大多选择刮板输送机驱动功率较大，以满足采煤机生产能力要求等。

工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配，如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度，同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。

刮板输送机主要参数的确定原則如下：(1)单位时间运输能力，应与采煤机生产能力匹配；(2)电机功率，视输送机运输能力及铺设长度而定；(3)结构，与采煤机和液压支架相配套。

2、“三机”配套原则2.1生产能力配套工作面生产能力取决于采煤机落煤能力，而刮板输送机、液压支架及平巷转载机、可伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的生产能力，通常按富余20％考虑。

乳 化液 泵站 采 用 Ｂ ＲＷ２ ０ ０ ／ ３ １ ． ５型 乳 化 液 泵 及 ＲＸ ２ ０ ０ ／ １ ６ Ａ 型
目前 采 煤 机 向 大 功率 、 大截 深 、 高 速 电牵 引方 向发 展 ， 运输 设
备 向大运 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 向简 单 实 用 、 高 工作 阻力 、 高 强度 、 高 可 靠性 方 向发 展． 采 用 电液 快速 移 架 系 统 ． 提 高 移 架 速度 和 安全 性 能 。针 对这 种
综 采 作 面 设备 主 要 由采 煤 机 、 刮 板输 送 机 和液 压 支架 ， 通 常
称 为 工作 面 “ 三机 ” ． 只 有 通过 正确 的“ 三机” 配套选型 ． 才 能 充 分 发 挥 设备 的生 产效 能 ． 搞 好 工 作面 设 备选 型 和配 套 是 用好 Ｔ作 面
设 备 的 前 提 １ ． 选 型 原 则
都 必 须保 证 刮 板输 送 机 头有 一 定卸 载 高度 ． 以避 免 底 链 回煤 ④
在煤 质 较硬 、 大 块煤 多 而采 煤 机又 不 带破 碎 装 置 时 ． 应 在 转 载机 中
部 地 段 配 置 破 碎 机
转载 机 的生 产能 力 应 能满 足 综采 工 作 面刮 板 输送 机 的卸 载 要 求 选 用 Ｓ Ｚ Ｂ 一 ７ ３ ０ ／ ７ ５型转 载 机
据 不 同的 工作 状 态和 工 艺 的要 求 ． 对 电液 阀发 出控 制信 号 ． 达 到 对
架 型选 择 必须 考 虑支 架 的 相关 尺 寸 、 结 构特 征 ． 支 护性 能 必 须
与煤 层 地质 条 件 、 矿压 显 现规 律 以及 工作 面 配套 设 备相 适应 。 ① 煤 工 作 面设 备进 行 控制 的 目的 目前 综 采液 压 支架 电液 控制 系 统 已

综采液压支架选型及参数确定、前言宝源煤矿位于包头市石拐区煤田，原为30万t/a的地方小煤矿，采煤方法为房柱式采煤法。

经过煤炭资源整合，生产能力将扩大为120万t/a,采煤方法采用综合机械化采煤法。

根据该矿井煤层为浅埋深的特点，对综采支架选型和参数进行了设计。

2、地质概况该矿井主采煤层为侏罗系中下统延安组6-2煤，煤层平均埋深为120m左右，厚度3～6.2m，平均4.1m，倾角0～1°。

煤层顶板以上30m至底板以下20m范围内的岩石以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩。

煤层顶底板泥岩类自然状态抗压强度均小于30mpa，为软弱岩类，软化系数小于0.19，且在水中有崩解破坏现象。

岩石强度在吸水状态为自然状态的1/3～1/5，煤层顶底板岩石的稳固性较差，属于典型的浅埋深煤层。

3、深掩埋浅煤层顶板来压特点浅埋深煤层可以分为2种类型。

a类型：基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋深煤层，其顶板破断为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉，老顶为单一关键层结构的煤层，此类厚松散层浅埋深煤层称为典型的浅埋深煤层。

厚度比较大、松散载荷层厚度比较小的浅埋深煤层，其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋深煤层工作面之间,表现为两组关键层，存在轻微的台阶下沉现象。

可称为近浅埋深煤层。

东胜煤田属于b类型浅埋深煤层。

深掩埋浅煤层工作面的主要矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表。

顶板难于构成平衡的结构。

来压存有显著动载现象。

4、架型选择的依据架型挑选必须考量支架的有关尺寸、结构特征，掘进性能必须与煤层地质条件、矿压显现出来规律以及工作面服务设施设备相适应。

①煤层地质条件：根据部颁标准mt553-1996煤层顶上底板分类标准，该煤层轻易顶上为i类，基本顶上为ⅱ类，底板为ⅱ类。

②矿压显现出来规律：矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表．顶板难于构成平衡的结构，压力很大，来压存有显著动载现象。

③工作顶板岩层基本为冒著落带和裂隙拎。

b类型：基岩面服务设施设备型号及参数(见到表中1)。

采煤工作面支架选型计算
综采能否实现安全高效关键在于架型选择是否合理。

15号煤层首采区选用综采放顶煤液压支架。

1、支护设备强度确定
根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为6-8倍采高的顶板岩石的重量，现取8倍采高的顶板岩石重量计算：
F=8×h×L控×b×γ×g=8×2.5×5.154×1.5×2.7×9.8=4091KN
式中：F——工作面上覆8倍采高岩石所需支撑阻力；
γ——上覆岩层平均容重，2.7t/m3；
h——工作面采高，2.5m；
L控——工作面最大控顶距，5.154m；
b——支架宽度，1.5m；
g——重力换算单位，取9.8 m/s2。

设计选用ZF6800/17/32D型支架（预留智能化端口），工作阻力6800KN。

根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。

ZF6800/17/32D液压支架技术特征见下表。

液压支架技术特征表
矿井15号煤层回采工作面顺槽超前支护超前20m 支护采用ZQL2×3200/19/38型超前支架。

回采工作面端头及顺槽超前支护20m范围内，巷道高度不得低于2m。

大倾角煤层综采液压支架选型分析随着矿井开采的不断深入，大倾角煤层的开采越来越受到关注。

煤层倾角越大，开采难度越大，对于工人的安全要求也越高。

在煤矿采掘过程中，采用液压支架是必不可少的设备之一。

因此，对于大倾角煤层综采液压支架选型分析显得尤为重要。

一、大倾角煤层的特点大倾角煤层的主要特点是倾斜度大，一般超过45度，并且煤的倾角会随着深度的增加而增加。

同时由于煤层倾斜，所以在采矿过程中需要大量的支护措施，否则容易发生地面塌陷等事故。

同样，由于地质条件的复杂性，大倾角煤层的煤质也比较复杂，煤质不均匀性较强，使得采掘难度较大。

二、综采液压支架的分类液压支架是自动化程度较高的支护设备，其主要作用是对煤壁进行支撑，同时在煤层底部构成一坚固的支架体系，防止地面塌陷，保证开采的安全和顺利进行。

可以根据用处和特点将综采液压支架分为以下几种：1、单底板支架单底板支架是在煤层底部使用一块厚度较大的底板，承受煤壁重量和煤壁压力，由于底板厚度较大，不易变形，因此能够承载大量的荷载。

这种支架的优点是可以结构简单，易于安装和维护，而且适应性较强。

但是单底板支架的缺点是支撑范围较小，煤壁与底板间的空隙较大，容易发生煤层塌陷等问题。

2、分段式支架分段式支架采用普通液压支架的承载结构，通过在支撑框架上加装板筋，支架框架被分为若干小段，使得支架结构具有更好的适应性、补偿性和可靠性。

这种支架采用分段结构设计，可以更好地适应倾斜煤层的复杂地质条件。

3、盖板式支架盖板式支架是一种通过铸铁、钢板、钢管或整体法兰盘进行补强的支架结构。

当地质条件比较复杂或者采煤厚度较大时，盖板式支架可以确保支架的稳定性和安全性。

三、大倾角煤层综采液压支架选型分析针对大倾角煤层的特点和综采液压支架的分类，我们可以对大倾角煤层综采液压支架的选型进行分析。

1、单底板支架对于倾角在45度以下的一般煤层，可以采用单底板支架，它可以承受地压力和煤壁重量。

但是对于倾角较大的大倾角煤层，单底板支架无法满足需要，因为煤层的倾斜角度会导致支架与煤壁之间的空隙较大，而单底板支架容易发生抽屉和落石，降低矿井的安全性。

大倾角软煤层综采放顶煤支架的选型设计与使用综采放顶煤在我国已获得巨大成功,但是,在大倾角、软煤层、多断层、有仰采俯采的复杂地质条件下，用综采放顶煤技术实现高产高效。

现将有关情况介绍如下：1根据已探明的地质资料,地质条件相当复杂,煤层倾角15°～38°,煤层赋存起伏变化大。

煤层厚度4～8m,平均厚度6m左右,顶板为砂质泥岩,底板为粉细砂岩。

中间有0.05～0.2m3层夹矸。

首采工作面,煤层厚度4.23～7.53m,平均厚度5.88m,倾角15°～28°,煤质硬度f=0.8～1.5,顶板伪顶为砂质泥岩,厚0～1m;直接顶为Ⅱ类,砂质泥岩,厚1.3m,垮落步距12m;老顶为Ⅱ级细中粒砂岩,厚8～12m,初次来压步距35m;底板为粉砂岩与细砂互层,厚9～12m,抗压强度3.4Mpa。

该工作面内有大小断层15条,其中落差5m以上的有两条。

从首采面的地质条件可以看出,煤层倾角大,煤质软,断层多,且沿工作面走向起伏变化大。

在这样的条件下实现综放工作面高产高效的难度是相当大的。

2 支架的选型与支架的结构设计2.1 对支架的要求,选择合理、适用的支架架型就成为我们发展综放技术能否成功的关键。

通过对目前国内外有关综采放顶煤液压支架的调研考察,对工作面放顶煤液压支架架型提出如下要求：(1)支架要有较高的稳定性和抗扭性能,并配备可靠的防倒防滑系统; (2)回收率要高,能实现采放平等作业;(3)工作时产生的煤尘小;(4)有较好的仰采、俯采性能;(5)放煤口通畅,操作灵活可靠;(6)保证足够的通风断面。

根据以上要求选定了后四连杆型式的低位放顶煤液压支架架型。

2.2 支架工作阻力的计算与确定在确定支架的工作阻力和支护强度时,采用了与之相似的工作面的矿压资料进行计算。

(1)按支护重量计算根据首采工作面条件和架型可知:开采煤层计算采高h1=2.5m,顶煤高度h2=3.5m,控顶距长L=4.55m,折算岩层高度h3=9m,支架宽度b=1.5m,煤的容重γ=14kN/m3,岩石容重,γ1=25kN/m3。

综采工作面液压支架选型的基本依据和原则综采工作面液压支架的选型是煤矿井下综采工作面安全生产中的一项关键环节。

正确选择合适的液压支架类型和参数，不仅可以确保矿工的安全，还能提高综采工作面的生产效率。

本文将从基本依据和原则两个方面，为大家介绍综采工作面液压支架选型的重要性以及具体的选择方法和注意事项。

一、综采工作面液压支架选型的基本依据在进行综采工作面液压支架选型时，我们需要根据以下几个方面的基本依据来进行评估和选择。

1. 工作面的地质条件综采工作面的地质条件是选择液压支架类型和参数的基础依据之一。

不同地质条件下，工作面的顶板岩性、硬度、厚度等因素都会对支架的选型产生影响。

顶板岩石硬度大、厚度较薄的情况下需要选择具有较高承载能力和稳定性的液压支架。

2. 工作面的采煤工艺综采工作面的采煤工艺方式也是选型的重要考虑因素。

不同的采煤工艺方式对液压支架的选型和参数设定有一定的要求。

在“边采边支”过程中，需要选择能够承受连续推进工作面压力的支架类型。

3. 工作面的长度和倾角工作面的长度和倾角也是选型的重要参考依据。

长工作面需要选择具有较高稳定性和承载能力的支架，而倾斜工作面需要选择具有较强自适应能力的支架。

4. 工作面的生产能力工作面的生产能力是选型的另一个关键指标。

支架的承载能力和稳定性需要与工作面的生产能力相匹配，以确保综采工作面的安全和高效运行。

二、综采工作面液压支架选型的原则在基本依据的基础上，我们需要遵循以下原则进行综采工作面液压支架的选型。

1. 安全性原则安全性是选型的首要原则。

液压支架的选型应考虑其承载能力、稳定性和防护性能，以确保在综采过程中能够有效承受顶板压力和煤壁的冲击，并提供有效的防护措施，保障矿工的安全。

2. 经济性原则经济性是选型的重要原则。

液压支架的选型应综合考虑其价格、使用寿命和维护成本等因素，以实现综采工作面的经济运行。

3. 可靠性原则液压支架的选型应考虑其可靠性。

可靠的支架能够在恶劣的工作条件下长时间稳定工作，减少维修和更换的频率，提高生产效率。

一
综 采 工 作 面 支 架选 型设 计 是 工 作 面 安 全 高 效 生 产 的 重 要保 障 ，其 影 响 因 素 很 多 ，通 常 我 们根 据 顶 板 分 类 及 类 似 条 件 的矿 压 显 现 结 合 计算 公 式 确 定 支 架 支 护 阻力 。 １ 架型选 择 ① 对 于直 接 顶分 类属 于 １ 、２ 类 ，基 本 顶 分类 属 于 Ｉ 、 Ⅱ级 的 Ｔ作 面 ，其老 顶 来 压 步距 小 ，来 压 相 对 稳 定 ，来 压 时 强 度缓和， 端 面不 稳定 ，受移 架影 响较 大 。 ② 对 于 直接 顶 分类 属 于 ３ 、４类 ，基本 顶 分 类 属 于 Ⅲ 、 Ⅳ级 的 Ｔ 作 面 ，老 顶 来 压 步距 大且 面 向分 布 不 均 ，直 接 顶 稳定 。 要 求 支架 支 撑 能 力 足 够 ，能抗 水 平 推 力 并 且 及 时切 顶 。③ 采 高对 支 架 工 作 阻力 影 响也 较 为重 要 。 采 高 加 大 ，冒落 范 围 加 大 ，矿 压 显 现 强 烈 ，对 支 架 工 作 阻力 要 求 增加 ， 且装 置设 计 应能 防片 帮 、 漏顶 ， 提 高 支架 高度 很 重 要 。④ 液 压 支 架 控 制 方 式 有 手 动 、液 压 及 电液 控 制 系 统 ，我 国 多 用手 动控 制 。 ⑤ 目前通 用 的有 两 柱 掩 护 式 和 四柱 式 支 撑 掩 护 式 两 大 类 的 支 架 。两 柱 掩 护 式 支 架 在 顶 板 条 件 恶 劣 的 煤层 中 ，有 明显 的不足 ， 如 对 坚硬 顶板 ， 它 的 切顶 性 能 远 不 及 四柱 支 撑 掩 护 式 ； 对 顶 板 特 松软 的情 况 下 它 的顶 梁 调 平 闲 难 ，维 护 顶 板 、防 止架 前 片 冒的 性 能 也 不 如 四 柱 支 撑 掩 护 式 ， 四柱 支 撑 掩 护 式 支架 架型 图 如图 ｌ 所示 。 ２ 支架 高度 的确定 确 定 支架 高度 的 主要 因素 是 煤 层 厚 度、 采 高及 运输 条件 ， 某 面 煤厚 ０ ． ４ ～ ５ ． ９ ｍ，

综采放顶煤支架的合理选型科技信息工程技术综采放顶煤支架硇合理选型同煤集团临汾宏大矿业公司马成[摘要]本文结合实际使用综采放顶煤的实践,就支架架型及主要参数对煤层及顶板条件的适应性进行了系统的分析,并对支架工作状态及方式与控顶效果的关系进行了研究,从而提出了放顶煤支架选型的主要原则和方法.[关键词】放项煤支架选型综采放顶煤最显着的标志是在综合机械化采煤设备中使用了放顶煤液压支架,因此,支架是放顶煤综采法的关键设备,它关系到综采放顶煤的成败.我国近年来在实践表明,放顶煤支架对煤层及地质条件的适应与否直接影响到综采放顶煤的高产高效.1,综采放顶煤的基本原理综采放顶煤的实质就是沿煤层(或分段),底部首先采出2.0—3.Om厚度的一个分层,利用矿山压力的作用破碎顶煤,然后依靠重力回收顶煤.顶煤从煤壁前方的完整煤体直到破碎放出,先后经历了两个阶段, 即顶煤的破碎阶段和放出阶段,在这两个阶段中,顶煤的有效破碎是实现顶煤放出的基础和前提,对顶煤破碎规律的研究,也可以为支架的合理选型提供理论依据.在煤壁前方,由于超前支承压力的作用,顶煤中将产生较大的剪应力作用,当应力圆与莫尔包络线相切时,顶煤便发生强度破坏,即有裂隙产生.随工作面推进,顶煤中的层理也随之张开,即产生离层,但进入支架后部又因顶煤的压实而闭合.这些被破隙和层理切割的块体煤之间由于挤压作用将暂进出于”假塑性结构”状态,这种结构几乎不能承受拉应力的作用.随支架后方顶煤的放出及支架卸载,约束被解除,结构便失稳,顶煤随之冒落.2,放顶煤液压支架的适应性分析2.1支架与围岩的相互作用特点在放顶煤工作面,由顶煤,直接顶,老顶与支架共同组成的力学体系中,老顶活动是通过直接顶给顶煤以压力,使其产生垂直变形和水平变形,因而老顶连同直接顶产生较大的下沉量,这也是顶煤实现破碎的条件.由于放顶煤开采的特点,进入支架上方的顶煤中裂隙已较为发育,强度较低,不能将上覆岩层的运动传递给支架,同时也不能将支架的支撑有效地传至上覆岩层.而支架的支撑和卸载仅对下位2-3m范围内的顶煤作用较为明显,并且可以破坏已破碎顶煤的平衡,提高顶煤的放出效率.2.2支架工作状态对顶煤变形破坏的影响(1)不同工作状态下顶煤的变形破坏特点当顶煤破碎程度适宜时,顶煤的垮落发生在支架顶梁的后铰点附近,其合力作用点基本上在两柱之间,这时支架处于正常工作状态.当煤层松软时,或一次放煤量过大而造成顶煤超前冒落,顶煤的合力作用点前移,即形成支架的低头工作状态;而当顶煤较硬或破煤效果不好时,造成顶煤在支架后方悬露,合力作用点后移,支架即处于抬头工作状态.当支架低头工作时,由于支架顶梁第一接顶点后移,相当于端面距扩大,表现为该处顶板下沉量增大,易发生端面冒落,这对控制放顶煤不利,因此在放煤过程中应尽量避免支架低头工作;当支架抬头工作时,合力作用点后移,相当于对顶煤的反力距增大,因此整个控顶范围内顶煤的下沉量将减小,特别对松软煤层,端面顶煤下沉量减少,可避免架前冒顶,放顶煤也因而有利;但若抬头角度过大,则可能造成顶煤沿顶梁朝采空区方向滑移,故须控制支架抬头工作的范围.(2)支架阻力对顶煤变形破坏的影响在煤壁附近和支架前部,随支架阻力的增加,顶煤破碎程度降低,而在支架后部位置则相反.可以认为,对于较松软(或层理节理发育)的煤层,控制顶煤的架前冒落和煤壁片帮应是放顶煤管理的主要任务,放顶煤支架必须具有较高的初撑力PO,工作阻力Pt不必过大,以PO/Pt值大于80%为宜,而对中硬以上的煤层,实现顶煤的架后破碎则是主要任务,此时放顶煤支架的初撑力不宜过大,而较高的工作阻力可提高支架后部顶煤的破碎程度,支架的PO/Pt值宜小,一般为50—70%,这样可较好地解决顶煤架前完整和架后破碎的矛盾.(3)支架反复支撑对顶煤变形破坏的影响由于工作面不断移动,顶煤必然要经历多次移架的反复支撑作用.多次相互作用,使顶煤内发生周期性的应力变化,在采煤机截深一定条件下,支架的反复支撑次数与顶梁长度成正比.因此,在设计支架B 梁长度及确定放煤口位置时,应考虑与顶煤的强度相适应.2.3液压支架对直接顶条件的适应性当直接顶冒落后充满采空区时,则采场支架几乎不受老顶周期§动的影响,不能充满采区时,将对采场产生较大的影响,甚至使支架苣受冲击作用.2.4放顶煤支架对老顶的适应性在缓倾斜放顶煤工作面,由于顶煤不能承担上覆岩层的运动,顶的回转运动的支点是在煤壁前方,同时考虑到作为老顶堑层的直差顶和顶煤的厚度较大,因此老顶断裂常发生在煤壁前方,断裂线距煤璧的距离又受煤层厚度及顶煤破坏程度而变化.相似模拟实验和矿压见测表明,断裂线位置一般距煤壁5-7m.因此当采场支架通过断裂线,老顶断裂线已进入老塘,即老顶垮落发生在支架的后方,因而对采场影响较小.3,放顶煤液压支架选型的原则(1)在确定支架的支护强度时,应主要考虑顶煤和已垮落顶杠岩层的变形对支架的影响,老顶及其以上岩层的变形对支架无显着影向.(2)对于较松软(或层理节理发育)的煤层,放顶煤支架应有褒高的初撑力,工作阻力不必过大,具有较高的PO/Pt值(一般大于80%:,便可有效地防止顶煤的超前冒落和片帮;对于中硬以上(或层理节理不发育)的煤层,支架的初撑力则不宜过高,以使顶煤得到充分的下,有利于顶煤破坏的发展,而较高的工作阻力有利于顶煤破碎,即PO/?t宜小(一般为50—70%),这样可较好地解决顶煤架前完整和架后破率的矛盾.(3)适当增大放煤口的尺寸可更好地适应顶煤快度的变化.放煤口的水平投影长度一般应为采煤机截深的整数倍,以适应放煤步距;此外,在确定放煤口高度时,应考虑随采随冒的直接顶厚度及E然安息角,使得放煤口下方由矸石充填,以减少煤炭损失.(4)由于顶煤的变形运动特点以及邻架放顶煤的影响,要放顶煤支架应具有承受较强的水平推力及侧向力的能力.(5)由于放煤口至煤壁的距离决定了支架对顶煤破坏作用拘程度.因此对比较松软或厚度较小的煤层,宜选用顶梁长度较小的高位放顶煤支架;而对于中硬以上或厚度较大的煤层,则宜选用顶梁长度较大的中位和高位放顶煤支架,以适应顶煤的破坏发展规律,同时还膻适当考虑顶板条件及对支架稳定性的要求.参考文献[1]张顶立.厚煤层放顶煤工作面矿山压力的研究,第五届煤矿矿压理论讨论会论文汇编媒炭_’C-,3k矿压情报中心站,1988.12[2]宋振骐.实用矿山压力控制.中国矿业大学出版社,1988.12 ..——301..——。

。 ，
老 顶 Ｋ ４砂岩 煤 层 顶 直接顶 粉砂岩 底
板
２ ～１ Ｏ
５
２～ ４ ２ ． ８
情
况
．
浅灰色 ， 块状 ， 质 坚硬 ， 较 致密
直接底 粉砂岩 成分以暗色碎 屑矿 物为 主 ， 含 ０９ Ｏ ～６． ３ ９ ３
．
６ ６
少量植物化石 ， 局部 夹有 少量 薄层石岩砂岩 条带 泥硅 质胶 结， 近似水平 层理。
４ ． ５ Ｌ Ｐ ＋７ ８ ． ９ ＢＣ 一１ ０ ． ２ ４ Ｎ 一６ ２ ． １ ＝０． ３ ２ ＭＰ ａ
（ １ ） 围岩 性 质 ： 老顶 、 直 接 顶 以及 直 接 底 岩 层 的厚 度、 裂 隙的发 育 情 况 和 物 理 性 质 是 支 架 选 型 的 首 要 考 虑因素。其中支撑掩护式支架 主要适用于中等稳定 以 上顶 板条 件 ， 周 期来 压 强 烈 的工 作 面 ； 掩 护式 支 架 用 于 不 稳 定或 中等 稳定 顶板 ， 周期 来 压 不 强烈 、 瓦斯 含 量 少
，
的采煤工作面 ； 支撑式支架适用于直接顶稳定 、 老顶有 明显或 强烈 周期 来压 ， 且 水 平 力小 的条 件 ， 在 现 阶段 的 综采工作面的生产时已基本不再采用。 （ ２ ） 煤层厚度 ： 煤层厚度变化决定支架的最大和最 小 高度 。 （ ３ ） 煤层倾角 ： 为保证支架稳定性 ， 在设计和选择 支架时必须考虑煤层倾角及其变化的影响。 （ ４ ） 地板 比压 ： 应 使 支架对 底 板 的压 力 小 于底板 抗 压 强度 。 （ ５ ） 瓦斯 涌 出量 ： 瓦 斯 涌 出量 大 时 ， 应 优 先 选 用 通 风面 积大 的支 架 。 ３支架 主要 参数 设计 （ １ ） 支架高度计算 支架最大高度 Ｈ ＝ ｈ 一一 ｈ 。 ＝ ２ ． ４ ｍ 式中， ｈ 一煤层最大采高 ， 为２ ． ５ ； ｈ ｉ 一支架前柱 上 方 顶板 下沉 量 ， 取０ ． １ ｍ。 支架 最小 高度 Ｈ ｉ ＝ ｈ ｉ 一ｈ 一ｓ — ｄ＝１ ． ０ ｍ 式中， ｈ ｍ ｉ ． 一采煤机最小采高 ， 为１ ． ３ ５ ｍ； ｈ ２ 一支架 后部 顶板 下 沉 量 ， 为０ ． ２ ｍ； ｓ 一支架最小可伸 缩量 ， 取 ０ ． ０ ５ ｍ； ｄ ～ 顶 板 与支架 之 间浮矸 厚度 ， 取０ ． １ １ １ １ 。 经以上计算可知 ， 液压支架最大、 最小支撑高度分 别为 ２ ． ４ ｍ和 １ ． ０ ｍ。 （ ２ ） 支 架工 作 阻力计 算 载荷估算法 Ｐ ＝ Ｋ ｌ ｈ ｍ ＝ ０ ． ４ ４ Ｍ Ｐ ａ 式 中， Ｐ 一 合 理支护强 度 ； Ｋ 一 影 响系数 ， 取８ ； ｈ ｍ ～ 煤层采高 ， 为２ ． ２ ｍ； 一 岩石平 均容重 ， 取２ ５ Ｋ Ｎ ／ ｍ 。 老顶来 压 步距 法 Ｐ ２ ＝Ｋ ２ （ １ ５＋０ ． ８ Ｌ １ ）×１ ０～ ＝０ ．

第1篇第一章总则第一条为确保综采工作面的安全生产，保障矿工生命财产安全，提高综采支架的使用效率，根据《中华人民共和国矿山安全法》及相关法律法规，结合本矿实际情况，制定本规定。

第二条本规定适用于本矿所有综采工作面支架的使用、维护、检修和管理。

第三条综采支架管理工作应遵循“预防为主、安全第一”的原则，确保支架安全、稳定、高效运行。

第四条矿长对本矿综采支架管理工作负总责，分管安全生产的副矿长具体负责，各部门、各岗位人员按照职责分工，共同做好综采支架管理工作。

第二章支架选型与采购第五条综采支架选型应充分考虑工作面地质条件、开采工艺、运输条件等因素，选择符合国家标准、行业标准和矿方技术要求的支架。

第六条支架采购应通过公开招标或竞争性谈判方式进行，确保采购过程公开、公平、公正。

第七条供应商应具备相应的生产资质和售后服务能力，提供的支架应符合设计要求和质量标准。

第八条采购的支架应具备以下资料：（1）产品合格证；（2）产品说明书；（3）检验报告；（4）安装、使用、维护保养说明书。

第三章支架安装与调试第九条支架安装前，应组织技术人员对支架进行验收，确保支架质量符合要求。

第十条安装支架时，应严格按照支架说明书和安装工艺进行，确保支架安装牢固、可靠。

第十一条支架安装完成后，应进行调试，检查支架各部件的运行状态，确保支架运行平稳、可靠。

第十二条调试过程中，如发现支架存在质量问题，应及时联系供应商进行处理。

第四章支架使用与维护第十三条综采支架在使用过程中，应严格按照操作规程进行操作，严禁违章操作。

第十四条操作人员应经过专业培训，取得操作资格证书后方可上岗。

第十五条支架使用过程中，应定期进行检查，发现支架存在安全隐患，应及时处理。

第十六条支架维护保养应按照支架说明书和矿方规定进行，确保支架处于良好状态。

第十七条支架维护保养内容包括：（1）检查支架各部件的磨损情况，及时更换磨损严重的部件；（2）检查支架液压系统，确保液压系统正常工作；（3）检查支架电气系统，确保电气系统安全可靠；（4）检查支架的密封性能，防止漏油、漏液。

综采工作面的“三机”选型综采工作面的“三机”选型综采工作面的“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。

1“三机”的选型原则1.1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,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。

牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。

牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消耗的10%~25%。

滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。

1.2液压支架的选型原则(1)液压支架的选型就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。

(2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。

综采工作面液压支架选型的基本依据和原则综采工作面液压支架选型的基本依据和原则一、引言在煤矿开采过程中，为了确保工作面的安全稳定运行，液压支架的选型是至关重要的。

本文将介绍综采工作面液压支架选型的基本依据和原则。

二、依据1. 矿井地质条件：不同矿井地质条件下，岩层稳定性、岩性特点等因素会直接影响液压支架的选型。

在软弱地层中，需要选择具有较大承载能力和稳定性的液压支架。

2. 工作面布置：工作面布置决定了液压支架的尺寸和形式。

根据工作面长度、宽度以及煤层倾角等因素，选择适合的液压支架类型。

3. 采煤机参数：采煤机的功率、高度、宽度等参数也是选型过程中需要考虑的因素。

根据采煤机尺寸确定合适的液压支架高度和宽度。

4. 生产能力需求：根据生产能力需求确定每台液压支架的推力和承载能力。

确保液压支架能够满足工作面的采煤进度和产量要求。

三、原则1. 安全性原则：选型过程中，必须优先考虑液压支架的安全性。

选择具有良好稳定性和承载能力的液压支架，确保在采煤过程中不发生倒塌和事故。

2. 经济性原则：在满足安全性的前提下，应选择经济合理的液压支架。

考虑到液压支架的购买成本、维护成本以及使用寿命等因素，选择具有较高性价比的产品。

3. 适应性原则：根据实际工作面条件和采煤机参数，选择适应性强的液压支架。

考虑到不同地质条件下的变化，选型时应选择具有一定适应性和调整能力的产品。

4. 可靠性原则：选型过程中要考虑液压支架的可靠性。

选择具有良好品牌声誉、质量可靠、维修方便等特点的产品，降低故障率，提高生产效率。

5. 环保性原则：在选型过程中，要考虑液压支架的环保性能。

选择具有低噪音、低排放、节能等特点的产品，减少对环境的影响。

四、选型流程1. 收集相关信息：了解矿井地质条件、工作面布置、采煤机参数以及生产能力需求等信息。

2. 确定基本要求：根据收集到的信息，确定液压支架的基本要求，如承载能力、推力需求等。

3. 筛选候选产品：根据基本要求，筛选出符合条件的液压支架候选产品。