煤矿新型液压支架的设计与应用

综采液压支架在王楼煤矿的应用与创新金宝志（山东东山王楼煤矿有限公司，济宁272063）摘要根据王楼煤矿煤层赋存条件，对综采液压支架选型，并针对液压支架在现场使用中存在的问题进行了创新改进。

关键词综采液压支架选型应用与创新中图分类号TD355+．34文献标识码BApplication and Innovation Of The Fully－powered Support In Wanglou Coal MineJin Bao－zhi（Shandong Dongshan Wanglou Coal Mine Co．，Ltd．Jining272063）Abstract The king building coal mine synthesis picks the hydraulic support shaping and the promoted application，and aimed at the hydraulic support the question which existed in the field use to carry on the innovation development．Key words The synthesis picks the hydraulic support shaping application and the innovation1矿井综采工作面概况及主要装备工作面主采3上煤层，平均厚度2．0m，结构简单，属较稳定－稳定煤层，偶有1 2层夹矸，煤层赋存较平缓，煤层倾角5 15ʎ，平均9ʎ。

采用倾斜长壁后退式采煤法，综合机械化采煤工艺，顶板采用全部垮落法管理。

该工作面装备ZT7600/15/35型液压端头架1架、ZYG5000/15/32型液压过渡支架4架、ZY5000/15/ 32型液压中间支架74架，装备MG200/480－AWD型采煤机、SGZ730/320型号刮板输送机、SZZ764/160型转载机、DSJ1000/60/2ˑ75型顺槽可伸缩胶带输送机。

目前，在我国煤矿行业，综放开采已经成为实现厚煤层高效、高产开采的重要途径，其中发展出来许多相适应的设备，如为放顶煤液压支架技术，典型的设备如ZF12000/22/42型掩护式液压支架，ZF13000系列液压支架。

根据ZF13000系列液压支架实际使用情况，该型液压支架同样存在一些不足的地方，对液压支架的实际使用经验进行总结，为确保液压支架的正常使用具有重要意义。

1 ZF13000/25/38型液压支架结构ZF13000/25/38 型液压支架具有支架工作阻力大，对顶煤的支撑及破碎能力强等优点，适用于厚煤层作业面的开采。

具有较好的顶煤回收能力，结构稳定，抗失稳能力强。

下面主要对该型放顶煤液压支架的特点以及组成做简要说明。

（1）液压支架特点。

工作面采用大配套，保证了截深和有效的移架步距，同时液压工阻力较大，可以提高支架对顶煤的支撑能力。

掩护梁整体采用箱型板材结构，两侧均布置有防护板，可以实现对掩护梁整体的加强、确保梁的工作环境免受污染，从而提高掩护梁的使用寿命。

液压支架底座为整体式刚性底座，底座结构强度足够。

支架底座中部设计了抬底机构，且支架的前后位置均设置有喷雾降尘系统，有利于改善工作面环境。

（2）使用条件。

作业煤层厚度范围6～16 m；适应煤层倾角≤15°；缓倾斜煤层综采工作面，仰采角度要求≤25°；液压支架顶板所承受压力不应大于13 000 kN。

（3）组成构建。

液压支架主要构建可以分为普通结构件、电气液压元件两大类；其中普通构建主要由：顶梁、掩护梁、支撑连杆、尾梁等。

液压元件主要包括多路控制阀、油缸、油箱、安全阀、开关控制器等。

图1所示，为ZF13000/25/38放顶煤液压支架结构。

关于ZF13000型液压支架在井下中的实际应用探讨□ 柳志斌 山西大同煤矿集团永定庄煤业有限责任公司 山西大同 037024我国的煤矿资源储量丰富，但是每年的消耗量也巨大，在已探明的煤矿矿藏中，大约有44%的煤层属于厚煤层，这就要求使用特殊的支护设备。

采煤综合机械化，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。

液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。

液压支架主要由以下几个基本部分组成：顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。

设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。

在支撑掩护式的设计过程中，前梁、主顶梁、掩护梁和立柱等结构件的设计是重点。

本论文介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，目的及要求，对掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。

目录中文摘要.............................................. 错误!未定义书签。

Abstract .............................................. 错误!未定义书签。

第一章引言.......................................... 错误!未定义书签。

1.1前言 .......................................... 错误!未定义书签。

1.2绪论 .......................................... 错误!未定义书签。

1.2.1我国液压支架的发展 (2)1.2.2 液压支架的发展动向 (2)1.液压支架的组成与分类………………………………………………………第二章支架设计....................................... 错误!未定义书签。

2.1 工况分析...................................... 错误!未定义书签。

2.2 液压支架工作原理 (4)2.2.1 支架升降 (4)2.2.2 支架移动和推移输送机 (6)2..支架结构的选择 (6)2.3.1 顶梁的选取 (7)2.3.2 侧护板的选取 (7)2.3.3 底座的选取…………………………………………………………… ..72.3.4 推移装置的选取 (7)2.3.5 护邦装置的选取 (8)2.3.6 防倒滑装置的选取 (8)2.3.7 液压支架的主要液压元件和泵站 (8)2.3.7.1 立柱 (8)2.3.7.2 液控单向阀 (9)2.3.7.3 安全阀 (9)2.3.7.4 操纵阀 (10)2.3.7.5 泵站 (10)2.4 支架主要尺寸的确定 (11)2.4.1 已知参数 (11)2.4.2 支架高度的确定 (11)2.4.3 中心距和宽度的确定 (12)2.4.4 梁端距和顶梁长度的确定 (12)2.4.5 支架四连杆机构尺寸设计及计算 (12)2.4.6 底座长度的确定 (16)2.4.7 顶梁长度的确定 (16)2.4.8 立柱的技术参数确定 (18)2.4.8.1 立柱数的确定 (19)2.4.8.2 支撑方式 (19)2.4.8.3 立柱缸体内径 (19)2.4.8.4 立柱间距 (20)2.5 液压支架的受理分析和计算 (21)2.5.1 顶梁的受力分析 (21)2.5.2 掩护梁的受力分析…………………………………………………………222.5.3 底座受理分析 (25)2.6 液压支架主要部件的强度校核 (26)2.6.1 顶梁强度校核 (26)2.6.2 掩护梁强度校核 (32)2.6.3 底座强度校核 (35)2.6.4 立柱强度校核 (38)2.7 液压系统设计 (42)第三章结束语 (44)第四章参考资料 (46)20世纪50年代前，在国内外煤矿生产中，基本上采用木支柱、木顶梁或金属摩擦支柱铰接顶梁来支护顶板。

广西合山煤业有限公司三矿ZY6000/14/32型掩护式液压支架方案根据广西合山煤业有限公司三矿（石村二号井）4102综采工作面设备招标书要求，根据综采配套机型和采面基本条件，提出如下方案：综采面配套：采煤机MG300/730-WD（中煤西安煤机厂）；刮板输送机SGZ764/630（中煤张家口煤机厂）；转载机SGZ764/160（中煤张家口煤机厂）；ZY6000/14/32型掩护式液压支架(中煤盘江重工)；ZYG6000/14/32型掩护式液压过渡支架(中煤盘江重工)破碎机PCM110（）；迈步自移装置ZY1100（中煤张家口煤机厂）；第一部分采煤机型号及主要技术参数根据采面要求，MG300/730-WD采煤机是一种多电机驱动、电机横向布局、交流变频调速无链双驱动电牵引采煤机，适用于采高1.8～3.9m,煤层倾角≤45°的煤层综采工作面使用。

1.采煤机型号：工作面采煤机型号：MG300/700-WD采煤机。

2.主要技术参数：采高范围：2.8～4.5m机面高度：1237mm适应煤层倾角：≤45°供电电压：3300装机总功率：900—950截割：2×400滚筒直径：1800m滚筒宽度：800mm滚筒截深：630mm牵引方式：齿轮销轨式牵引速度：0～8.3m/min～15..6m/min牵引力：680KN喷雾灭尘方式：内、外喷雾主机总量：约51t最大不可拆卸尺寸：2510×1685×1090mm第二部分刮板输送机及转载机一、刮板输送机：SGZ764/6301.技术参数:供货长度(m) 200运输能力(t/h)：1000中部溜槽结构形式：铸焊封底双耳板结构外形尺寸(L×W×H mm)：1500×724（内宽）×295 槽间连接方式：大环中板厚度(mm)：40（NM360耐磨板）底板厚度(mm)：25（NM360耐磨板）底链检查装置：开天窗中部槽（每10节设1节）刮板链规格(mm)：φ26×92-C中双链总装机功率(kW)：2×315减速器结构形式：定轴减速器供电电压(V)：1140驱动装置: 双速电动机—摩擦限矩器—减速器紧链方式：闸盘紧链驱动装置布置方式：平行布置采煤机牵引形式：铸造126节距销轨卸载方式：端卸2.技术要求及说明整机满足左、右工作面互换要求。

《装备维修技术》2021年第17期折叠式液压支架安装叉车的设计与应用梁 琳 杜福敏 彭 贺（山东能源集团枣庄矿业集团有限公司蒋庄煤矿弘大实业有限责任公司，山东 枣庄 277519）摘 要：安全是一个企业的生命，煤矿安全化生产的根本问题在于机械自动化的全面实现。

折叠式液压支架安装叉车的设计与应用，极大的缩减了井下工作面液压支架的安装与回撤时间，减少了工作人员的劳动强度，节约了时间成本，满足了井下工作面中液压支架在不进行拆解的情况下便可通过折叠式液压支架安装叉车设备进行整体的回撤与安装。

开创了煤矿井下工作面机械自动化安装回撤的新里程碑。

关键词：折叠式液压支架安装叉车；液压支架；安装回撤对于液压支架是否进行机械自动化的安装与回撤，是影响煤矿井下作业面开采和运输时间进度的一个重要影响因素。

ZAC折叠式安装叉车是我公司研制与开发出的一种新型机械自动化安装与回撤的产品，可作用于煤矿井下综采面液压支架组装后在切眼内的运输和安装。

本设备通过绞车的牵引，可将组装完整的液压支架运输到指定位置，缩短了安装与回撤液压支架的时间，并避免了在安装工作中用绞车直接在底板上拖拉支架的操作方式。

操作系统采用了液压控制，使其达到操作简便，安装快捷，安全可靠。

为液压支架的安装提供了更为安全的设备条件。

1 3下909工作面概况3下909工作面地面位于桥岗村西南侧1200m，陈楼村以南1090m，为平坦的基本农田，有3路高压线穿过，无建筑物。

井下位于3下905里面、3下905外面西北侧，3下906外面东侧。

工作面选用ZY6800/24/50D液压支架支护顶板，支护强度0.95MPa，支护强度大于0.941MPa，超前使用注浆锚索支护顶板。

共有支架数量为192～107架。

2 ZAC-50/2100型液压支架折叠式安装叉车结构原理2.1 安装叉车概况ZAC-50/2100型液压支架折叠式安装叉车的额定载重量为50t，运输轨道的轨距为2100mm，作用于煤矿综采设备液压支架组装后的整体运输和安装，应当在温度为20℃±15℃，周围空气中的瓦斯、煤尘均不超过《煤矿安全规程》中规定的浓度的特定工作环境下使用。

液压支架回撤装车机构的设计与应用前言：目前，我国煤矿综采工作面大吨位液压支架的回撤主要采用装车斜台的方式，此种方式由于液压支架的重量全部集中在斜台顶点处，很容易将斜台尾部翘起，造成斜台歪斜或被压翻，很不安全。

在将液压支架用平板车经过工作面运输到回风顺槽过程中，由于工作面地质环境较复杂，用平板车运输大吨位液压支架很不平稳，存在较大安全隐患。

我公司针对井工矿实际现状，提出机械化安装的设计理念，组织科研人员进行科技攻关成功研制出液压支架回撤装车机构。

液压支架回撤装车机构与回撤运输车、平板车、乳化液泵站、轨道配套使用。

是用于将液压支架在回撤运输车上牵引到平板车上的牵引机构。

1.液压支架回撤装车机构的使用条件液压支架回撤装车机构的使用要求配套工作面为综采工作面三角点处，安装坡度0～20°，巷道宽度不小于3.6米，巷道高度不小于3.0米。

（1）环境温度为0℃~40℃；环境相对湿度不超过95%（25℃时）。

（2）环境空气中的成分不得超过《煤矿安全规程》中所规定的数值。

2.液压支架回撤装车机构的工作原理液压支架回撤装车机构是将液压支架由回撤运输车移至平板车的牵引机构。

机构底座与运顺钢轨固定，该机构由两个液压缸的驱动，通过圆环链的牵引，使液压支架在回撤运输车上旋转90度，并牵引到平板车上。

装车机构还设有平板车限位装置与锁车装置，防止在牵引支架时，平板车位移。

装车机构是由乳化液泵站提供的高压乳化液作为动力，由液压操作系统、控制系统、液压缸部件和金属结构件组成。

3. 液压支架回撤装车机构的结构装车机构主要有金属结构件、液压系统、行走部件等组成。

（1）金属结构件主要由牵引臂、底座、支腿等组成。

金属结构件是以金属材料轧制的型钢和钢板作为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，连接在一起，承受装车机构的自重和载荷的钢结构。

金属结构件是装车机构的重要组成部分，它是整台机器的骨架，将装车机构的机械、液压设备连接组合成一个整体，承受和传递作用在装车机构上的各种载荷，使重物顺利搬运到指定地点。

一种大型煤矿液压支架拆解用拔轴器的研制与应用摘要：液压支架是综合机械化采煤工作面的重要设备之一，其作用不仅是支护顶板、维护安全作业空间，而且要推移工作面输送机和采煤机。

受到矿井运输系统和地质条件限制，开滦范各庄矿对液压支架进行分体下井运输，随着液压支架吨位的不断加大，原有工艺和设备逐渐表现出能力不足情况，因此决定设计一款满足的使用的大型液压支架拆解用拔轴器，提高液压支架拆解效率，降低劳动强度。

关键词：液压支架；拔轴器1 引言随着井深的不断延伸，大采高液压支架普遍使用，液压支架工作阻力越来越大由3200kN增长的9200kN，相应液压支架各结构件之间的连接销轴也越来越大，经过统计，目前范各庄矿业分公司液压支架主要铰接销轴直径由原来的φ80*400 增大到现在φ150*750。

在生产实际中销轴的拆卸占用大量检修时间，人员劳动强度较大，限制了工作面高产高效。

支架拆解时，要拔出φ150*750且被卡紧的销轴，老式的机械拔销器和小吨位的液压拔轴器已无法满足需要。

另外，当下工作面的设计也向着大采面、长走向发展，液压支架从安装到拆解倒面需要两年左右时间，支架回收拆解时，铰接大轴在井下环境锈蚀严重，拆解更加困难，支架回收效率低下，因此，决定开发适应大型液压支架拆卸的拔轴器。

2.液压支架及应用场景简介液压支架是煤矿开采过程中有效支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间的支护设备。

液压支架利用乳化液泵站供给的高压乳化液体，通过立柱和推移千斤顶实现升架、降架、推溜、移架四个基本动作，从而实现支撑顶板和随回采工作面的推进前移。

下图为液压支架的工作原理图。

图1 液压支架的工作原理图1—顶梁 2—立柱 3—底座 4—推移千斤顶 5—安全阀 6—液控单向阀 7—立柱操纵阀8—推移千斤顶操纵阀9—可弯曲刮板式输送机 P—主进液管 O—主回液管目前范各庄在用支架型式主要以掩护式液压支架为主，主要型号有ZY4800/11/28、ZY6400/14/32D、ZY6400/21/45D、ZY8000/21/45D、ZY9200/25.5/55D。

ZY2000／07／14型液压支架在欢城煤矿的使用介绍了薄煤层采煤支护设备-ZY2000/07/14型液压支架，该支架设计了科学的立柱结构，提交了大伸缩比例高支撑的效率。

标签：薄煤层；液压支架；应用；改进1 液压支架的规格及参数1.1 支架高度为适应12上煤12下煤，16煤层厚度变化，扩大使用范围，防止支架顶空倒架，保证支架发挥正常的支护作用，按煤层行业标准“液压支架设计规范”的规定选取最小最大结构高度.7-1.4m。

1.2 支护强度液压支架的支护强度是液压支架的最主要的技术要求参数之一，主要取决于工作面顶板条件，煤层埋深和采高等因素。

根据容重法计算:P=9.8×N×H×F×r=9.8×8×1.3×4.925×2.5=1254.89kN式中：P为每架支架所需要的工作阻力，kN；H为工作面的采高，1.3m；F为每架支架最大支护面积3.94×1.25=4925m2；r为顶板岩石的容重，取2.5t/m3。

经计算得：P=1254.89kN，即工作面每架支架合理工作阻力应不小于1254.89kN，该面选用的支架额定工作阻力为2000kN>1254.89kN.满足要求。

即支架支护强度Pt=P/F=1254.89/4.925=255kN/m2最大平均支护强度215kN/m2选择工作面支护强度215kN/m2（.22MPa）2 支架的主要结构支架设计在满足强度技术的基础上，大量采用了高强度板，尽量减小支架的外形尺寸，减轻支架重量，为薄煤层综采创造条件。

主要结构有:顶梁，掩护梁，前后连杆，底座，抬底装置，底侧调装置，推杆，立柱。

3 支架使用时的注意措施（1）要严格执行支架操作规定，及时使用平衡千斤顶调整支撑状态不符合要求的支架，保持顶梁呈水平状态或所需的角度。

（2）对工作面出现特殊地质构造等，为防止支架歪倒应在移架过程中，将支架底座整平，及时处理煤壁片帮及局部顶板冒落，防止因冒落区扩大而引起支架失稳，发生倾倒。