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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。
大倾角极薄煤层综采设备配套及液压支架设计宁桂峰,杜忠孝(煤炭科学研究总院开采设计分院,北京100013)[摘 要] 针对大倾角极薄煤层的复杂地质条件,对配套设备进行了适应性研究,并提出了改进意见。
完善了大倾角极薄煤层支护设备的防护性能,对类似条件下煤层综采具有指导意义。
[关键词] 大倾角;极薄煤层;综采;配套;液压支架[中图分类号]T N925 [文献标识码]B [文章编号]100626225(2009)0120075202Coord i n a ti on of Full 2m echan i zed M i n i n g Equ i pm en ts and Powered Support D esi gn for Extrem ely Th i n Coa l Seam w ith Large Angle[收稿日期]2008-09-05[作者简介]宁桂峰(1972-),男,山东泰安人,工程师,主要从事液压支架CAD /CAE 和支护设备设计等方面的设计、研究工作。
薄煤层综合机械化开采已经在国内推广应用,特别是刨煤机的成功应用,为薄煤层开采提供了范例,但由于刨煤机工作面应用条件苛刻,元器件国产化率低,投资大,易损备件价格高,严重制约薄煤层的综采应用。
随着综采技术的进步,应用采煤机实现大倾角薄煤层综采已成为可能。
关键是处理好输送机的防滑和支护设备的防倒防滑,采煤机的防滑,以及预防煤块和矸石的飞溅伤人等。
1 极薄煤层采煤机的改进采煤机的装煤效果和滚筒直径有密切关系,采煤机滚筒直径越大装煤效果越好,在采高允许的情况下,尽量加大滚筒直径是提高装煤率的有效办法。
但在极薄煤层条件下,煤层薄,采煤机滚筒较小,装煤效果差,是采煤机普遍面临的难题。
为解决这个问题,将滚筒向采空区一侧靠拢,减小采煤机综采横向断面尺寸,减少煤壁到输送机中心线的距离,同时在采煤机摇臂上设计出装煤豁口,迎合滚筒螺旋角逆向装运,如图示1。
峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架的设计与配套摘要：本文介绍了峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架设计与配套的研究。
以液压煤层支架作为煤层技术的重要组成部分，着重介绍了其在液压传动技术和可靠性设计方面的关键技术，并提出了其安装、使用、维护和保养的管理方法。
最后，根据现场特殊情况，通过实例分析说明了黄沙矿液压支架设计配套对提高生产效率的重要作用，并对未来研究进行了展望。
关键词：峰峰集团; 黄沙矿; 薄煤层; 液压支架; 设计配套正文：一、研究现状随着峰峰集团黄沙矿煤层开采的深入，煤层的薄厚度也在逐步减薄，薄煤层开采技术的开发及应用就成为当前重要研究课题之一。
液压煤层支架作为液压传动技术的重要组成部分，在液压传动技术和可靠性设计方面有着重要的作用，其设计、配套及相关设备都将影响薄煤层开采工作的安全和高效。
二、液压支架设计与配套1、液压支架类型及性能要求：根据煤层结构、建构形态、开采目的、薄厚度及开采工艺的要求等，液压支架的类型及性能要求必须符合薄煤层煤层采矿的要求。
2、建构形态设计：建构形态的设计要考虑液压支架的结构实现和叠数以及功能，煤层薄厚度以及支架施工时的安全性。
3、可靠性设计：可靠性设计是液压支架的最重要要求之一，重点考虑支架的结构特性及材料选用，考虑其使用寿命及保证安全稳定作用。
4、安装、使用、维护和保养：为了确保液压支架的安全可靠使用，必须遵循安装、使用、维护和保养等管理方法，并建立有效的管理体系和检测程序，以确保支架的安全可靠性。
三、实例分析峰峰集团黄沙矿位于湖北省，该矿床原煤层厚度较薄，突出露头部分较多，为了确保开采安全、提高生产效率，采用了双柱式液压支架和单柱式液压支架，从而实施了液压支架的安装和设计配套。
经过现场验证，液压支架的应用和设计配套，使得液压传动技术的应用更加安全可靠，大大提高了黄沙矿的开采生产效率。
四、结论与展望本文介绍了峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架设计与配套的研究。
可靠性设计是液压支架的关键，安装、使用、维护和保养管理方法也必须恪守。
薄煤掩护式液压支架毕业设计薄煤掩护式液压支架毕业设计摘要液压支架是采矿设备的重要组成部分，主要是有效的支撑和控制顶板，防止矸石窜入工作面和推移输送机，它与采煤机和输送机配套使用，实现落煤，运输支撑顶板综合机械化，有效的减轻了工作面的劳动强度，提高了劳动生产率，并且大幅减小了矿上事故的发生率。
本次毕业设计以“薄煤掩护式液压支架”作为设计课题，将先进的设计理念、先进的设计技术、先进的采煤工艺与冀中能源峰峰集团小屯矿的实际地质条件相结合应用于传统产品的设计中。
本设计说明书共分六章，通过对液压支架的使用现状、方案比较、参数设计及其使用、维修的设计，让我们学到的各科知识在实践中得以应用，为我们今后的设计得到锻炼。
关键词：液压支架薄煤液压支架矿山机械设备目录摘要------------------------------------------------------1 第1章概述------------------------------------------------1 1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展-------------------------------3 1.2 国外液压支架的发展趋势---------------------------------------4 1.3 小屯矿矿井概况----------------------------------------------7 第2章液压支架的方案制定---------------------------------9 2.1液压支架的设计依据--------------------------------------------9 2.2 总体方案的分析-----------------------------------------------12 第3章液压支架参数的确定------------------------------------15 3.1 液压支架已知数据---------------------------------------------15 3.2 液压支架整体参数的确定---------------------------------------16 3.3 液压支架部件基本参数的确定-----------------------------------17 第4章液压支架受力分析与较核-----------------------------------18 4.1 液压支架顶梁受力分析与较核-------------------------------------18 4.2 液压支架底座的受力分析与较核----------------------------------23 4.3千斤顶销轴的较核------------------------------------------------26 第5章液压支架的使用和维护--------------------------------------27 5.1液压支架的操作-------------------------------------------------27 5.2 液压支架使用注意事项------------------------------------------28 5.3 液压支架的维护、保养及故障处理-------------------------------30 5.4 常见故障及处理方法--------------------------------------------32 第6章结论---------------------------------------------------35 第一章概述1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展我国煤炭资源十分丰富，1985年全国累计探明煤炭总储量为7822亿t，其中厚煤层的储量占首位，接近总储量的一半，根据1988年我国统配煤矿统计，原煤产量按薄、中厚及厚煤层的比重分别为10.4%、43.97%及45.63%；若以可采储量统计，则分别为17.36%、37.84%、44.80%。
浅谈综采工作面液压支架的应用【摘要】工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全、产量和效率的重要问题。
因此以液压支架为主要设备的综合机械化（以下简称综采）的诞生和发展是煤矿生产发展史上的一次重大革命。
本文通过介绍了液压支架的结构、分类和选型问题，及其在综采工作面中的应用。
举例说明了液压支架在使用中存在的问题，并提出了支架液压系统的研究方向。
【关键词】液压支架；综采；应用综合机械化采煤的实现是与液压支架的使用分不开的，液压支架是综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
综合机械化的工作面长度一般为100～200 m，是直接开采地下煤层的场所，液压支架沿整个工作面装设，液压支架下铺设有刮板输送机，采煤机骑在输送机上沿工作面方向往复运动，装有截齿的滚筒同时作旋转运动，将壁上的煤炭连续地切割下来（落煤），然后经刮板输送机、转载机和带式输送机运出采煤工作面。
液压支架滞后于采煤机沿着垂直于工作面的方向推进，使整个工作面一直在液压支架的保护下。
它是综采工作面的支护设备，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机，形成一个安全可靠的采煤空间。
液压支架具有支撑顶板、推移输送机、自身推进、防止煤壁垮落（片帮）、实现超前支护，防止相邻支架之间漏落矸石，以及当煤层倾斜角较大（一般为α≥15°）时防止支架下滑等作用。
1 液压支架的结构和分类图1为液压支架的结构示意图。
液压支架的支护功能是通过前柱液压缸6和后柱液压缸5将其前后立柱升起，使顶梁10顶住顶板，防止工作面的顶板垮落。
顶梁10和顶板接触之后液压系统压力增加，达到额定工作压力时液压缸产生的总推力称为支架的初撑力。
随着时间的推移，煤层顶板下沉，液压系统达到安全阀的调定压力时，前后柱液压缸产生的总推力称为支架的工作阻力。
图1 液压支架的结构示意图1-护帮机构；2-护帮液压缸；3-前梁液压缸；4-掩护梁；5-后柱液压缸；6-前柱液压缸；7-支架底座；8-推移液压缸；9-刮板输送机；10-顶梁；11-前梁液压支架手动操作的工作循环：随着采煤机沿运动方向的位移，液压支架应完成相应的动作。
薄煤层机械化工作面边采边安装液压支架研究与应用单位：兖矿集团杨村煤矿日期：2011年10月30日薄煤层机械化工作面边采边安装液压支架研究与应用兖矿集团有限公司杨村煤矿一、 主要研发人员王道广 王建沪 孙念昌 张建鹏 张洪坡 郑光周 二、 研发背景6601工作面是六采区薄煤层机械化首采工作面，平均煤厚1.2m ，使用ZY2600/6.5/16整体顶梁两柱掩护式液压支架支护顶板。
工作面直接顶为十下灰岩，直接底为铝质泥岩。
6601面切眼长度为75m ，随回采工作面长度增加，推进210m 时面长变为148m ，比切眼增加73m 。
每推进4.5m ～5.0m 需安装一组支架，一节溜槽，共增加48组支架和48节溜槽。
6601工作面平面图见下图：75m148m211m六采皮带上山六采轨道上山薄煤层机采工作面边采边安装支架存在如下困难： 1、 下巷沿16煤顶板掘进，高度为2.3m ，煤厚1.2m ，工作面与巷道底板有高度1.2-1.6m 的台阶，液压支架进入工作面进行安装有一定的困难。
2、整体顶梁液压支架安装过程中需脱离顶板安装，安装到位后方可升架接实顶板，在安装过程中控顶面积大，支护难度加大。
3、刮板输送机机尾传动部和机尾架均在巷道内，支架需从机尾架到下帮之间的空间通过，机尾架到下帮距离小，影响支架通过空间。
4、下巷巷道宽度3.2m，无法形成两股轨道，不能正常进行支架运输，下巷移动变电站列车影响支架运输空间。
三、核心技术本方案的核心技术：使用升降支架做为安装支架的过渡平台，待安装支架使用稳车变向拉移到升降支架上，然后一次性整体平移上台。
具体步骤如下：（一）确定超前支护：巷道内2排单体液压支柱支护顶板,单体液压支柱靠上帮，下帮留有不小于2m的空间，确保支架运输空间。
（二）改造刮板输送机：原机尾传动部方向朝后，将机尾传动部顺巷道方向朝前，为工作面支架安装创造空间。
（三）待安装支架上升降支架（附图1）1、固定铁滑车：使用φ18×64mm链条配合5/8链条卸扣将10T铁滑车连接在切顶支架立柱顶端固定环上。
综合机械化开采在薄煤层中的应用浅析0前言我国煤炭开采占世界前列，然而薄煤层开采利用仍然困难重重。
河北作为产煤大省，资源稀缺，充分开采利用薄煤层，具有十分重要意义。
随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，应根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，并采用合理的采煤方法，努力实现薄煤层工作面的高产高效是可行的。
1 薄煤层开采的特点薄煤层由于其开采厚度较小，空间狭小，开采主要存在以下特点：一是煤层厚度多在1.3m以下，在陕北开采厚度甚至到达0.52m，煤层薄、采高低、煤质硬、效益低，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难，采煤机经常需要挑顶或割底，机电事故增多，设备磨损大，工作面内的工作条件差，劳动强度大，吨煤消耗量较大，回采成本较高。
二是采掘比例大、掘进率高，采掘接替紧张。
随着爬底式采煤机、刨煤机、螺旋钻机等新型设备的投入，工作面推进加快，掘进速度缺很慢，造成工作面接替紧张。
三是煤层的厚度角度变化、褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。
由于薄煤地质条件及赋存状况较复杂，一但厚度不稳定，顶底板不平整，甚至褶曲或断层出现直接影响工作面布置，致使工作面缩短，或者回采时搬家重新送切眼，使得回采效率降低，很难实现高产高效。
2实现综合机械化条件为了实现高产高效综合机械化采煤，一是必须保证有足够的工作阻力、可靠性高，对地质条件适应性强的液压支架，并满足行人空间和过机高度要求；二是需要体积小、功率大、低矮型刮板输送机和截割功率大低矮的采煤机。
这样才能提高综合机械化采面工作面生产能力，保障安全生产。
3 薄煤层工作面工艺分析首先，薄煤层采煤工艺及设备的选择受到限制，回采工艺选择的合理与否是采煤面高产高效的决定性因素之一，它与设备的选择、煤层倾角有关。
尽管采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路，但薄煤层地质复杂，遇构造难以通过，故应根据实际情况选择合理的采煤工艺及参数，否则会出现采煤机组不适应地质条件或不配套、劳动作业循环不容易组织等情况。
浅谈薄煤层机械化采煤技术0.引言我国现阶段的煤炭情况还是极为乐观的，煤炭的总量较大而且品种也趋于多元化，每年的煤炭总开采量也很大。
一直要求对于经济的可持续化发展，所以在煤炭的开采利用之中就要提高煤炭的利用效率，想要利用率提高就要对于采煤技术进行改进，使用快速、有效的采煤技术也是今后煤炭开采的主要发展方向。
1.目前在煤炭开采之中出现的问题薄煤层一般来说是指地下开采时厚度1.3米以下的煤层；在露天开采的时候厚度3.5米以下的煤层。
据一般统计得出，薄煤层占有总体的百分之二十所以薄煤层的开采具有极为重要的意义。
1.1地理与空间分布的影响在薄煤层开采的过程之中由于在地理与空间分布上的种种限制，导致了在开采过程之中受到了重重的阻碍。
在开采的过程之中瓦斯问题也是一个极大的安全隐患，并且在开采过程之中极易引发崩塌的现象使得开采人員在开采过程之中的行动受到了极大的限制，所以存在着较多的安全隐患[1]。
1.2煤矿浪费较为严重由于在薄煤层的开采之中薄煤层与厚煤层在厚度上的差距，所以在薄煤层开采过程之中就会出现大量的煤矿浪费的现象，在相关数据的显示之中由于厚度的不同所造成的煤矿浪费程度也不相同。
一般来说煤层越薄浪费程度就越大，不仅仅是煤层厚度的影响还有就是煤矿所处的地理环境的不同也会造成开采过程中的浪费。
煤炭所处的环境如果太过于复杂多变，会导致在开采的过程之中出现重重阻碍，也会造成对于开采产量的极大影响。
1.3周期运作紧张由于煤层较薄的原因，所以在开采过程之中为了确保开采的产量所以要不断的缩短开采的周期。
在开采过程之中周期不断的缩短，在开采过程之中周期性的运转极为的紧张，机械的运转频率也在不断的加快。
1.4资金投入较大相较于对于厚煤层的开采薄煤层的开采所投入的资金明显的较大，因为薄煤层在开采的过程之中周期性要求短，而且对于技术的要求更加的大。
但是也是有其自身的优势在开采的过程之中不会造成大面积的塌陷问题减少了开采过程之中的安全隐患，还有就是模板移动较为便捷相较于厚煤层开采时的大规模移动，薄煤层开采要便捷的多。
薄煤层开采技术探讨
薄煤层开采技术是一种新型煤炭开采技术，它主要应用于厚度在0.8～1.5米之间的煤炭层，相比传统开采方法，它具有以下优点：
1. 具有较高的开采效率
与传统煤炭开采方式相比，薄煤层开采技术具有较高的开采效率。
在同样的开采时间内，可以采出更多的煤炭，这可以大大提高煤炭产量和经济效益。
2. 具有较低的采煤成本
薄煤层开采技术不需要采用传统的爆破方法，而是采用先进的机械化开采技术，这样可以大大降低采煤成本。
4. 有益于环境保护
薄煤层开采技术不需要爆破，它可以减少对环境的污染，减少噪音和空气污染等不良影响。
薄煤层开采技术主要有以下几种：
1. 全机械化开采技术
全机械化开采技术是目前应用最为广泛的一种薄煤层开采技术。
这种技术不需要人工进入工作面，全部采用机械化设备进行操作。
这种开采方式可以极大地提高开采效率和设备利用率。
2. 液压支架开采技术
液压支架开采技术是一种对薄煤层适应性很强的开采技术。
这种技术可以适应煤层高度和倾角的变化，具有较好的通用性。
半机械化开采技术是一种介于全机械化和传统开采方式之间的一种开采技术。
它采用人工施工和机械化操作相结合的方式，可以在保证开采效率的同时，降低开采成本和损失。
总之，薄煤层开采技术是未来煤炭开采的主要方向之一。
它具有较高的开采效率、较低的采煤成本和较小的开采损失，对环境保护也有很好的贡献。
因此，在未来的煤炭开采中，应采用更多的薄煤层开采技术，以提高煤炭产量和经济效益。
摘要本论文题目来源于煤矿综合机械化采煤成套设备的液压支架研究设计，主要任务是论述液压支架的主要设计过程。
本文在详述液压支架发展历史及国内发展现状的基础上，分析了液压支架的组成和工作原理，并对一下内容做了设计计算：液压支架的选型设计、主要参数的确定、主要零部件的设计及强度校核。
根据所要求的支撑条件，采用掩护式液压支架形式。
本支架针对较薄煤层赋存特点，结构紧凑，支撑效率高。
支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩小支架升降过程中的顶梁前端前后移动的距离。
立柱采用双伸缩液压缸，以满足支架最低及最高位置时的高度要求。
平衡千斤顶采用2个Φ125mm缸径千斤顶，增加了平衡千斤顶作用可靠性以及连接装置的可靠性。
底座采用中封式整体刚性底座，既可保证推移机构能顺利排出浮煤，又可提高支架整体刚度。
关键词：液压支架；四连杆；立柱；顶梁；底座AbstractThe task of the graduation design comes from coal mechanized coal mining equipment research and design of hydraulic support, the main task is to discuss the main hydraulic design process. This paper details the history and development of hydraulic support domestic development status, based on analysis of the composition and hydraulic works, and what content to do the design calculations: selection of hydraulic design to determine the main parameters of the main components The design and strength check.According to the support required by the conditions, using the cover of hydraulic support form.The support for the thin coal seam characteristics, compact structure, support and high efficiency. Support a four-link mechanism, to improve the support of the loading force, the process of narrowing down the top support beam before and after the move away from the front.Column by double telescopic hydraulic cylinder, to meet the minimum and maximum position bracket height requirements. Balanced by two Φ125mm bore jack jack, jack the role of increased reliability and balance the connecting device reliability. Base used in sealing the overall rigid base, organizations can ensure a smooth discharge floating over coal, but also improve the overall stiffness of scaffold.Keywords: hydraulic pressure support ; upright four-link mechanism ; prop; Top-beam ; foundation毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
薄煤层液压支架的设计周鹏杨宗尚(佳木斯煤矿机械有限公司，黑龙江佳木斯154000)工程技术岱裔要】本文针对煤矿薄煤层开采进行液压支架设计。
本文应用软件进行液压支架设计和利用有限元分析软件分析缓压束架应力。
洪键词]薄煤层；液压支架；设计薄煤层液压支架存在支架高度低、行人空间狭，J印梁体薄等结构上的特点，结构设计必须采用紧凑设计、交叉布置才能满足要求。
目前，薄煤层液压支架传统二维谶十方法难于解决的问题是：如何避免支架设计中出现干涉现象，尤其是动态干涉检查问题；如何确定支架重心，尤其是动态的中心轨迹变化问题。
重，b的确定对于大倾角液压支架设计非常重要：对于支架的整体受力分析，目前仍然依靠压架试验来检验其设计的合理性，费工费时。
如果用数字化的形式进行产品设计分析代替传统的实物样机实验，不仅可减：p样机试制费用，同时还能使设计出来的产品更加符合设计要求，保证产品性能，实现产品设计的一次性成功，缩短设计周期。
1应用Sol i dw or ks软件进行Z Y2000107114型液压支架设计利用sol i dw orks_=维设计软件可对支架设计进行分析，包括实体造型、重量核算、确定重心、干涉检查、图纸尺寸检验、运动检查等。
其分析步骤如下：新建零件文件—哒择基础特征命令—选择参考面一绘制支架部件二维草图轮廓一完成支架部件基础特征的创建嘲劝口支架部件其他特征—蜾存零件文件。
创建完支架所有部件模型后，即开始对支架进行装配。
在装配环境中调^底座作为支架模型的基准部件，系统自动对它施加固定关系，通过面匹配、面对齐、轴对齐、连接、角度等装配关系，将后续调入的支架前连杆、后连杆、掩护梁、顶梁、立柱、千斤顶等零部件依次进行装配。
三维建模时需注意以下几个问题：1)为节省时间和提高建模速度，各部件尽量采用单一实体方式。
对于柱窝、柱帽，由于其形状稍微复杂，可以考虑装配方式：2)保留危险部位的细小结构；3)焊缝的连接强度等于母材强宦：4)略去工艺结构和不影响强良分析的细节；5)立柱以及各种千斤顶的活塞和缸体在总装图中装配，方便进行运动分析。
CHINA COAL INDUSTRYSCIENCE & TECHNOLOGY 科学技术50在我国煤矿中，较薄煤层的储量占可采储量比例较大，随着煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐减少，薄煤层综合机械化开采显得越来越重要。
因此，煤炭企业认真研究薄煤层支架问题，对企业的可持续发展具有一定的现实意义。
一、液压支架要求及薄煤层综采技术发展液压支架是综采工作面主要设备之一。
近十年来，液压支架的主要发展趋势是向两柱掩护式和四柱支撑掩护式两种架型发展，架型结构进一步完善，设计方法更加先进，参数向高工作阻力、大中心距(1.75m，2m)发展，结构件材料越来越多地采用高强度钢材，例如屈服极限达690MPa以上的钢板，支架的寿命和可靠性要求大大提高。
薄煤层工作面对液压支架的要求之一是支架的高可靠性。
液压支架是综采设备中数量最多、投资最大的关键设备，其可靠性高低直接影响综采工作面的产量、效率和安全。
因此，提高支架的可靠性，保持设备的功能、性能、寿命和成本的均衡，是提高综采工作面长时间正常运转的关键。
近年来，随着综采工作面装备技术水平的不断提高，国内对国产液压支架的可靠性研究也取得了长足的进步，液压支架的寿命得到了进一步提高，主要表现在以下几个方面：1.各研究设计单位对液压支架的主要易损件即立柱和千斤顶都进行了标准化，限定了其使用条件和应用范围，减少了因重复设计或选用不当而造成的隐患。
2.结构件材料的强度等级不断提高，所用材料的强度极限已由原来的350M p a 提高到550M p a ，有些液压支架生产厂家还进行了强度极限达到700Mpa的钢板焊接工艺试验，且获得成功。
3.各部件的安全系数得到进一步提高。
4.能有效地对液压支架的结构件进行有限元计算，确保结构件各点均达到预定安全系数。
5.液压缸的密封材料均采用聚氨脂，使用寿命比橡胶密封圈提高1倍以上。
6.进一步提高了备部件连接点的强度。
浅论薄煤层综合机械化开采及其液压支
架设计
摘要：
文章探讨了较薄煤层的综合机械化开采技术,分析了多种采煤机、液压支架及刮板运输机的不同特点,提出了选型的原则和方法,形成一套较为完整的现代设计手段。
并指出了它的经济效益和社会效益所在,对煤炭行业的可持续发展具有积极重要的作用。
关键词：综合机械化;开采;薄煤层;设计;
在我国煤矿开采中,较薄煤层的储量占可采储量比例非常大,而综合机械化采煤是煤矿行业实行有效开采的现代化标志,它为保证煤炭工业的可持续性发展提供了有力的支持。
1 薄煤层综合机械化采煤技术的工艺要素
1.1 薄煤层综合机械化采煤技术的工艺特性
薄煤层的回采工作面开采过程中，矿山的整体压力对煤壁产生的破碎程度较低，而由于薄煤层存在煤体坚固和硬度大的情况，采煤机不但要有足够强的切割能力，还需要有更强大的装煤效果。
因此，薄煤层的综合机械化采煤技术的工艺特性是要求综合性机械能够在更狭小的空间工作且自身强度要达到一定的值。
1.2 薄煤层综合机械化采煤技术的工艺技术机理
薄煤层的工作面高度较低，而大型采煤设备的支架需占用机械2/3的空间，在有限的空间内，支架的升降范围受到了严格限制，这给煤炭开采人员带来了更多的操作难题，一些机械生产厂家针对此问题开发出邻架先导换向阀控制技术，转变了支架操作人员的工作方式，由原来的支架转动的被动反馈操作变为主动支
架控制工作模式，便于支架支起和收合，提高了支架操作工的安全性。
支架的收放是利用电机与液压缸配合进行工作，油缸采用双伸缩及双作用式，增加了支架的活动范围。
阀体的设计及制造属于工程力学和液压控制范畴，在主阀公称流量的取值方面，应令数值偏小，以保证性能良好的工作自锁性和操作稳定性。
1.3 薄煤层综合机械化采煤技术设备的技术要求
薄煤层综合机械化采煤技术设备的工作时间较长，需要连续工作工况次数较多，在采煤机和工作面溜子的材料选择上，应选用材质强度高和耐腐蚀抗变形能力较强、含碳量较低的优质钢进行加工，便于实现韧性标准。
由于机体的构件长度缩短，将会减少工件的占用空间，整个采煤机械的结构会更加紧凑，紧凑的设计可以保证更加可靠的强度需求。
1.4 薄煤层综合机械化采煤技术的回采工艺要求
薄煤层综合机械化采煤技术的回采工艺要遵循综合化采煤工艺在薄煤层开采技术上的机理，满足回采工艺的特别要求。
由于薄煤层的煤体较硬，采煤机构的纵向切削深度设定在50 cm的切削范围，这将减少采煤切割负载，确保采煤机即使在更长的负载状态下也能够平稳运行，减少采煤机运行事故的发生。
2薄煤层液压支架的设计
2.1 支架顶梁结构设计
薄煤层液压支架顶梁设计要求其尽可能薄,且满足强度、刚度等设计需求,同时保证其可实现带侧护板结构要求。
2.1.1 顶梁前端设计
为了使顶梁有更好适应性,顶梁前端尽可能“薄”,因此我们把顶梁前端设计成板式结构。
所谓的板式结构是指顶梁前端结构用一块或几块钢板直接“铺”成,通过焊接将其搭接在一起,满足设计的同时,使采煤机有更大的过机空间。
2.1.2 顶梁过人空间设计
由于薄煤层工作面的客观条件限制,要求过人空间在设计时尽可能大,过人空间更具人性化即顶梁和底座过人处要平滑过渡,不能有凸出物刮碰行人。
在顶梁设计时,此处要考虑:
(1)过人处在满足强度的前提下,梁体尽可能薄,达到极限。
在设计时,顶梁最前端厚度仅60mm。
(2)顶梁箱体结构的盖板焊接时须与顶梁主筋平齐、施行坡口焊接形式,过人之处不能有凸出物占据行人通道,防止行人通过时割脊背。
(3)行人通道处结构设时不能占用行人通道,且也不能凸出。
2.2 支架掩护梁结构设计
(1)掩护梁梁体最薄化设计:由于支架最低高度较低,为了防止支架降至最低高度时出现与底座干涉、切管、别卡等不利动作,在满足强度、刚度的前提下,使梁体的体积最小化,仅244mm箱型厚度。
(2)有效传递顶梁递给的力,同时传递到前、后连杆上。
(3)保证掩护梁梁体在最低采高时掩护梁背角大于17°,以便于矸石可顺利落入老塘。
(4)掩护梁双活动侧护板保证相邻两台支架在一个移架步距内的有效搭接。
2.3 支架底座、推移杆结构设计
(1)底座上增加抬底装置结构:薄煤层支架由于其最低高度较低一般不宜设置抬底装置,但该套支架在设计时充分考虑抬底机构的适应性,增加了抬底装置。
该装置在山东北徐楼煤矿使用时得到有效验证。
由于支架高度较低,抬底装置设计时必须保证支架能降到最低高度;其次,支架推移杆与底座前过桥之间必须保证有足够间隙,因为支架在使用时底座会下陷,特别是底板越软时越不利,这就要求推杆箱体厚度越矮越好。
在设计时推杆的箱体厚度仅60mm的厚度,且为实心结构,适应性更高。
(2)底座推移机构较常规轻质支架布置合理,支架推移千斤顶采用倒装结构,
增加支架拉架力,加快了工作面推进速度和支架拉架速度,提高生产效率,适应性
更好。
该支架推移千斤顶行程较常规长,采煤机滚筒截深也适当加大,出煤产量高,达到更高产高效要求。
3 支架电液控制系统
薄煤层综采工作面由于采高较小，实际作业空间有限，给设备现场操作人员
带来了很大的困难。
为实现综采支架的安全高效作业，设计了集成电液控制系统，控制系统实现了支架成组远程控制及遥控控制，可实现实时数据的监测、传输、
计算处理等功能，保证了液压支架安全、高效作业，为工作面提供了安全作业空间。
(1）每台支架皆设计有多功能控制器，可根据实际开采工况对支架整体运行
姿态进行自动调整，同时可以实现压力自动补偿，保证支架具有最佳的运行姿态
和支护效果；
(2）控制系统具有高度自动检测功能，可对煤层厚度、支架顶梁及立柱高度
进行实时监测，并自动调整支护高度；同时可以实时监测采煤机截煤过程中滚筒
与支架顶梁的相对高差，当高差过小时会与采煤机控制系统联动作业，自动调整
截煤高度；
(3）控制系统具有运行姿态监测和自动调整功能，可对支架立柱、顶梁、底
座等的偏转角度进行实时监测，当某一监测参数出现大幅度偏离时，控制系统可
根据实际情况对支架运行姿态进行自动调整；
(4）控制系统具有人员识别和危险区识别功能，并设计有声光报警，实际生
产过程中当运行姿态、支护压力等参数超出控制范围或人员进入危险区时，会进
行报警，提醒井下作业人员进行人工干涉或规避风险，实现工作面安全作业；
(5）控制系统具有自动闭锁功能，可以根据操作人员的指令实现整个系统或
子系统的闭锁，当某个单一子系统闭锁时其他系统不受干扰，可以正常运行，大
幅度降低了安全事故的发生率；
(6）控制系统采用本地控制和远程控制的模式，本地控制时，根据操作者发出的相关指令可实现本架控制、邻架控制、成组控制等；远程控制时，现场实时数据可通过电缆传输至地面集中控制中心，地面集控中心可发出相关指令实现远程控制。
结束语
综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志,我国现在能实现高产高效的工作面大都布置在3m以上的煤层中,为了大大提高煤矿开采工作面的自动化水平、降低煤矿开采的各种生产成本,就必须积极研究能够适应于不同地质条件的高产高效综采设备。
参考文献
[1]王国法,庞义辉.液压支架与围岩耦合关系及应用[J].煤炭学报，
2015,40(1):30-34.
[2]钱鸣高，石平五，许家林.矿山压力与岩层控制[M].2版.徐州：中国矿业大学出版社，2010.
作者简介：郭朝锋（1989-），男，助理工程师，主要研究方向是煤矿机械设计。
通信作者：刘培康（1996-），男，硕士，助理工程师，主要研究方向是煤矿机械设计。
邮箱:*****************。
