煤矿设备选型(液压支架)

煤矿井下运输方式及设备选型探讨煤矿是中国的主要能源之一，但煤矿井下运输一直是个值得探讨的问题。

在煤矿井下运输的过程中，选择合适的运输方式和设备对于提高生产效率、降低成本、保障矿工安全具有重要意义。

本文将从煤矿井下运输方式和设备选型这两个方面进行探讨。

一、煤矿井下运输方式煤矿井下运输主要采用皮带输送、摩擦滑轨、液压支架等方式进行。

这些运输方式各有特点，因地制宜，根据矿井的实际情况和需求选择适合的方式。

1. 皮带输送皮带输送是煤矿井下运输中最常见的方式之一，它具有输送距离远、输送量大、节能环保等优势。

在矿井内部，皮带输送可以将采煤机所采煤矿石快速、高效地运输到井口，然后再通过井口提升装置将煤炭运出地面。

这种方式不仅可以提高矿井的生产效率，还可以保障矿工的安全。

皮带输送设备的故障率较高，需要定期检修和维护，所以在使用时需要加强设备管理。

2. 摩擦滑轨摩擦滑轨是一种将煤炭或矿石通过滑轨滑下一定斜度到指定位置的运输方式。

这种运输方式适用于矿井坡度较大的地方，能够减少设备投资、降低运输成本。

摩擦滑轨运输方式在实际运输过程中存在滑轨磨损、煤炭堆积等问题，需要加强设备维护和管理。

3. 液压支架液压支架是将煤矿煤炭或矿石通过液压支架输送到地面的一种方式，这种方式主要适用于矿井底板较薄的地方。

在液压支架运输方式中，液压支架可以根据地面的需求调整输送方向和速度，能够灵活应对地下煤矿生产的需求。

液压支架运输方式具有自动化程度高、作业效率高等优点，但是也需要加强设备的维护和管理。

在煤矿井下运输设备的选型过程中，需要考虑设备的性能指标、运输能力、稳定性以及设备的安全性等因素。

下面将结合煤矿井下运输中常用的设备进行探讨。

输送机是煤矿井下运输中不可或缺的设备，主要包括带式输送机、斗式输送机等。

在选择输送机时，需要根据煤矿的实际情况和需求进行合理选型。

对于长距离、大量输送的煤矿，通常选择带式输送机；对于煤矿内部矿石输送和装载，通常选择斗式输送机。

第一章 液压支架的选型第三节 液压支架的架型选择一、架型的选择当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表1-4选择支架型式。

使用表1—4时，考虑下列因素：1）煤层厚度为3.3 ~3.7米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架。

2）煤层烦角为1 0～120(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架不必考虑防滑防倒装置。

3）底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。

4）瓦斯涌出量大应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。

5) 设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。

老顶级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接顶类别12312 31234 4架 型掩护式 掩护式 支撑式 掩护式 掩护或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑式 采高＜2.5m 时支撑掩护式采高＞2.5m 时支架支护强度/MP a采高/m1 0.294 1.3×0.294 1.6×0.294 ＞2×0.294结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区2 0.343(0.245) 1.3×0.343(0.245) 1.6×0.343 ＞2×0.343 3 0.441(0.343) 1.3×0.441(0.343) 1.6×0.441 ＞2×0.441 40.539(0.441)1.3×0.539(0.441)1.6×0.539＞2×0.55表1-4 适应不同等级顶板的架型和支护强度另外，表1-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l 级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。

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

煤矿⽤液压⽀架⼯作原理摘要本论⽂主要阐述了⼀般掩护式液压⽀架的设计过程。

设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。

由于该煤层厚度适中，选⽤掩护式液压⽀架。

煤层厚度介于m~5.2之8.3间，煤层厚度变化较⼤，选⽤调⾼范围⼤且抗⽔平推⼒强且带护帮装置的掩护式⽀架。

⽀架采⽤正四连杆机构，以改善⽀架受⼒状况。

顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；⽴柱采⽤双伸缩作⽤液压缸，以增加⼯作⾏程来满⾜⽀架调⾼范围的需要。

推移千⽄顶采⽤框架结构，以减少推溜⼒和增⼤移架⼒。

为了提⾼移架速度，确保对顶板的及时⽀护，采⽤锥阀液压系统。

关键词：液压⽀架液压四连杆机构采煤⽀架选型推溜移架⽬录1 概述 (5)1.1液压⽀架的组成和分类 (5)1.2液压⽀架的⼯作原理 (8)1.3液压⽀架的⽀护⽅式 (11)1.4⽀架选型的基本参数 (12)2 总体设计 (14)2.1选架型 (14)2.2液压⽀架基本参数的确定 (16)2.3采煤机、液压⽀架和输送机的配套 (19)2.4四连杆机构设计 (21)2.5顶梁长度的确定 (28)2.6⽴柱及柱窝位置的确定 (29)2.7平衡千⽄顶位置的确定 (33)2.8其它千⽄顶位置的确定 (36)3 ⽀架的受⼒计算 (39)3.1液压⽀架受⼒分析 (39)3.2确定⽀架的⽀护强度 (40)3.3底座接触⽐压计算 (40)3.4⽀架⽀护效率 (40)4 液压⽀架的主要部件的设计 (42)4.1前梁 (43)4.2主顶梁 (43)4.4前、后连杆 (45)4.5底座 (45)4.6⽴柱 (46)4.7千⽄顶 (47)5 主要零、部件的强度校核 (49)5.1校核的基本要求 (49)5.2前梁的校核 (50)5.3主顶梁的校核 (52)5.4掩护梁的强度校核 (55)5.5底座强度校核 (57)5.6销轴和⽿座的强度校核 (59)5.7⽴柱强度校核 (62)6 液压系统设计 (68)6.1液压⽀架的液压系统的简介 (68)6.2液压⽀架的液压系统拟订 (69)6.3液压元件的选取 (71)6.4液压控制系统 (72)结束语 (76)参考⽂献 (77)1 概述1.1 液压⽀架的组成和分类1.1.1液压⽀架的组成液压⽀架是综采⼯作⾯⽀护设备，它的主要作⽤是⽀护采场顶板，维护安全作业空间，推移⼯作⾯采运设备。

根据实测的底板容许极限载荷作为基本指标、底 板抗压入刚度作为辅助指标对工作面底板进行分类， 依此作为支架选型和围岩可控性分类的基本依据， 避免支架或支柱在相应类别工作面出现压入底板
第四节 支架参数确定
一、支架高度 首先确定支架适用煤层的平均截割高度，然后 确定支架高度
支架最大结构高度 H max M max S1
(3)控制元部件 包括液压系统操纵阀、单向阀、 安全阀等各类阀，以及管路、液压电控元件。主要 功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工 作特性
(4)辅助装置 如推移装置、护帮(或挑梁)装置、 伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、 喷雾装置…
一、顶梁 顶梁形式： 整体顶梁、铰接顶梁
1．整体顶梁 2．铰接顶梁 铰接顶梁的前段称为前梁，后段为主梁，简称顶梁
3. 推移千斤顶倒装
移架力：
FY
4
D2 pm
推溜力：
FT
4
(D2
d 2 ) pm
六、梁端距和顶梁长度 梁端距 ——移架后顶梁端部至煤壁的距离 梁端距是由于工作面顶板起伏不平造成输送机和采
煤机的倾斜，以及采煤机割煤时垂直分力使摇臂和滚 筒向支架倾斜，为避免割顶梁而留的安全距离
支架高度越大，梁端距应越大
支架伸缩比： ——支架的最大结构高度与最小结构高度之比
Ks Hmax / Hmin
二、支护强度和工作阻力
支护强度：
——支架有效工作阻力与支护面积之比 顶板所需支护强度取决于顶板等级和煤层厚度
制订不同顶板等级的支护强度标准，支护强度按规
定选用或按经验公式估算
1．岩石自重法
已知工作面上覆岩层裂隙带高度时，在工作面上覆
较难跨落的岩层或岩层组合，其运动特征对于综 采工作面支架设计和选型意义重大

18308综采工作面主要设备配套选型18308工作面根据煤层地质条件适合于综合机械化采煤要求，按照矿井10年规划发展纲要提出的发展思路，综合机械化采煤工作面应向大功率、智能化、高产高效的方向发展，该工作面主要设备配套选型的原则是在充分考虑这一发展思路的同时，参照已使用的工作面大功率智能化设备的使用情况，选择技术性能先进、适用性强、操作维护简便的标准化系列设备。

一、 综采工作面的生产能力计算公式：st k Q Q d h ⨯⨯=式中：Q h ----工作面小时生产能力，t/h ；Q d ----工作面日生产能力，t/d ； k-----生产不均衡因数，1.1～1.25； t-----每日工作时数；S-----时间利用系数，目前一般为0.3～0.5。

计算公式来源《设备选型配套图集》第113页。

1、计算参数选择Q d =4100（生产技术科提供）； K 取1.2； t=18； s 取0.4。

2、工作面需要的小时生产能力：33.6834.0182.14100=⨯⨯=⨯⨯=st k Q Q d h （t/h ）二、 采煤机选型计算公式及相关条件：1、采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力10%～20%。

2、确定采煤机性能参数(1)采煤机采高Ht 与煤层厚度M 应保持下列关系：H tmin ＝M min /（1.1～1.2） H tmax ＝M max /(0.9～0.95)式中：H tmin 、H tmax ——采煤机最小、最大采高，m 。

(2) 截深 (3)牵引速度γMB Q V h g 60=式中：V g ——采煤机所需牵引速度，m/min ；Q h ——工作面小时产量，t/h ；M ——采高，取工作面平均煤层厚度，m ； B ——截深；m ；γ——煤容重，1.32t/m3。

(4)装机功率 6.360WBMVHN =式中：N ——采煤机电动功率，kW ；H w ——能耗系数，根据煤质硬度情况按1.1～4.4选取；采煤机选型计算 1、采煤机采高计算参数：M min =4.3； M max =4.61H tmin ＝M min /（1.1～1.2）=4.3/1.15=3.74 （m ） H tmax ＝M max /（0.9～0.95）=4.61/0.925=4.98 （m ） 2、采煤机截深该工作面煤层为石炭系上统太原组8号煤层，属稳定可采厚煤层。

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。

液压支架的选型煤矿煤层最大厚度 2.9m，煤层倾角6°，煤层截割阻抗A＝375N/mm，顶板岩性：老顶为Ⅲ级，直接顶为2类，工作面设计长度为110m，设计年产量为75万t/a。

本矿煤层赋存条件较好，煤层为进水平煤层，煤层厚度适中，为 2.9m，井型为中型矿井，设计能力为75万t/a，直接顶为2类中等稳定顶板，老顶为Ⅲ类顶板，周期来压强烈，要求工作面支护强度较大。

根据本矿工作面条件及我国目前采煤方法的类型及设备配套情况，设计确定工作面的方法为综采一次采全高。

一、影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，主要考虑煤层顶底板稳定性，煤层厚度、倾角赋存状况及瓦斯含量等情况，其中以煤层及顶、底板稳定性影响较大。

本矿煤层厚度 2.9m，倾角6°，煤层赋存条件较好。

本矿工作面煤层直接顶为2类顶板，属中等稳定顶板，强度较高，强度指数在31～70kg/cm2之间，发育大量节理裂隙，随采随落。

本矿工作面老顶为Ⅲ级顶板，周期来压强烈，对支架支护强度的要求较高。

二、液压支架的选型1、架型的选择液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。

支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适应于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显和强烈的老顶条件。

掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短，控顶面积小，支护强度不一定小，它使用于不稳定和中等稳定直接顶条件。

支撑掩护式支架兼有上述两种支架的结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好，它使用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但结构复杂，重量较大，价钱相对较高。

由于本工作面的直接顶类别及老顶级别均以确定，所以可直接根据“适应不同类级顶板的架型及支护强度表”直接选择。

1.采煤机械的选型原则煤层賦存条件、地质构造、综采工作面设备配套尺寸及配套能力是确定采煤机械选型的主要因素。

为了充分发挥采煤机械的效能，还要有相应的配套管理、维修和配套的采区生产环节。

在采煤机械选型中，应对煤层厚度、煤层倾角、煤层硬度、顶底板岩性、地质构造，以及采煤方法和工艺要求、技术经济效果、配套设备要求等因素进行综合分析，然后再确定选型原则。

（1）根据煤层厚度及采高要求选型根据煤层厚度及采高选择采煤机械参考表选型时，应考虑的其他要素：（2）按煤层倾角大小选择采煤机械煤层倾角的大小是采煤机牵引方式选择的一个重要因素。

倾角越大，牵引力也越大，防滑问题也突出。

因为链牵引采煤机的最大牵引力是按采煤机在煤层倾角16条件下设计的；而无链牵引的采煤机，其最大牵引力按35设计。

无链牵引采煤机配有制动器时可用以倾斜、急倾斜煤层。

根据煤层倾角可选用的采煤机械类型见下表：原则上链牵引采煤机只能在≤15°倾角的条件下使用，当倾角>15°时必需设置防滑安全装置，但也只能在倾角≤25°时使用。

无链牵引采煤机因牵引力大，可用在倾角55≤的条件下。

但应指出：一般无链液压牵引采煤机，只能用在倾角35≤的条件下，只有在牵引力大并设置有可靠的制动防滑装置的情况下，才允许在倾角35°-55°条件下使用。

无链电牵引采煤机则分为几种情况：变压变频的交流电牵引采煤机，因下行时靠摩擦耗能制动，目前还只能在倾角15≤时使用；他激励磁直流电牵引采煤机，因可实现四象限运行，采煤机下行时电机可实现再生发电制动，所以可以用在倾角为45°-55°的条件下；而串激直流电牵引采煤机，因不能实现四象限运行，只能在倾角30≤条件下工作。

从安全角度，除极薄煤层外，在小倾角工作面也应选用无链牵引方式，无链牵引是发展方向。

（3） 按煤质（包括夹矸）硬度选择采煤机械煤（或夹矸）的硬度是选择采煤机械电动机功率的直接因素，对采煤机械的正常使用有直接影响。

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5~8220min以下时，暂不宜采用液压支架。

关于综采工作面端头液压支架的分析与合理选用摘要：在煤矿开采中，综采技术的发展促进了煤炭开采产出比的提高，各种先进设备的应用保证了煤矿开采的效率，但是依然无法从根本消除安全隐患，为了尽可能的提高综采工作面的安全程度，需要对其端头支护情况进行改善，选用恰当的液压支架来保证顶板支护的效果。

本文主要就综采工作面端头液压支架的作用、支护要求、分类以及选用等进行了分析，希望能够为综采工作面的高效开采提供可靠支撑。

关键词：综采工作面；端头液压支架；分析；选用前言：在科学技术飞速发展的带动下，煤矿综采技术得以完善和优化，综采工作面端头支架的重要性越发凸显，对于工作人员而言，想要切实提高综采工作面的安全性、产量和效率，必须立足煤矿综采工作面的实际情况，做好端头液压支架的分析和选用，保证煤矿开采安全。

1 液压支架概述在煤矿采煤作业过程中，液压支架是主要的支撑设备，能够抵抗来自顶部和四周的围岩压力，避免顶板异常垮落影响煤矿开采顺利实施的结构物。

开采面矿压会通过外载的形式作用在液压支架上，液压支架与开采面围岩处于相互作用的状态，如果液压支架中各个支承部件的合力与巷道顶板作用在支架上的压力处于同一直线，则表明液压支架对于采面围岩有着良好的适应性。

以计算机技术和微电子技术为支撑，液压支架已经可以实现对于动作程序的自动控制，也使得相应的管理工作变得更加智能化和自动化，能够很好的适应综采工作面优化开采的需求。

2 综采工作面端头液压支架分析2.1支架作用综采工作面端头液压支架的作用体现在几个方面，一是可以对工作面顶板进行维护，保证设备具备较大的可操作空间，为煤炭开采和设备操作提供良好的工作环境；二是在支架端头位置创造出良好的工作环境，使得桥式转载机与刮板运输机之间能够实现良好衔接，保障各种设备的可靠运转；三是能够有效避免综采工作面支架的下滑或者倾倒问题，保证整个工作面的施工安全。

2.2支护要求一是在使用端头液压支架对综采工作面进行支护的过程中，必须对使用的设备进行全面检查，要求设备性能和状态良好，保证通道畅通，出入安全；二是为了能够更好的实现采煤机的自动开切口功能，在对上端头液压支架进行设置的过程中，应该提升其切顶能力；三是下端头支架设置过程中，对于无立柱空间的面积有着严格要求，工作人员必须结合实际情况，确定好液压支架的拉架力和推移力。

梁两 部分才 能下井 。本 文 主要 阐述在液 压 支架 的解 体过 程 中进 行 的技术创 新 。
式 中 ， 为煤 层 最 大 厚 度 ； 为 煤 层 最 小 厚 度 ； 。 ｈ ｈ Ｓ 为考虑 煤皮 冒落 后 仍 有 可靠 处 撑 力 的支 撑 高 度 ； Ｓ
为 顶板下 沉量 ； 为移 架 时 支架 最 小 可缩 量 ； 浮 Ｏ ／ ６为
化采 煤矿井 。液压 支架 是 实 现 工 作 面顶 、 板 安 全 底 支护 和管 理的重 要 设 备 ， 因此 ， 选 型合 理 与 否 ， 其 直 接关 系矿 井 的安全生 产与 经济 效益 ， 有 重要意 义 。 具 同时 ， 由于丁集 煤矿 受 副 井 罐 笼 高度 、 宽度 的制 约 ， 液压 支架不 能整 体人 井 ， 要 将 其 解 体 为底 座 和 顶 需
（ ）煤层 倾角 。如 果倾 角 为 １ 。～１ 。 ２ Ｏ ５ 以上 时 ，
Ｉ Ⅱ
不 明显 明 显
Ⅲ Ⅳ
强 烈 极 强 烈
０ ３＜Ⅳ≤ ３—６， ． 。＞５ Ⅳ ≤０． Ｌ ０， ３， ｐ＝２ ５～５ ０ Ⅳ≤ Ｏ ３， ＞５ ． Ｌ ０
注： ． 直 接 顶厚 度 与 采 高 之 比 ， 为 老 顶 初 次 来压 步 距 。 】 ｖ为
矸 厚度 。
表 １ 老 顶 级 别
老 顶 级 别 老顶 来 压 指 标
Ｎ ＝３ ～５ ０ ３ ＜ Ⅳ ≤ ３ ～６ ． ｐ ＝ ２ ～５ ・ Ｌ ５ ０
１ 支架选型影响 因素
（ ）煤 层 厚 度 。丁 集 煤 矿 开 采 煤 层 的 厚 度 为 １ ３～５ｍ， 照规 程要求 ， 按 如果 煤层 厚度 达到 ２ ８ｍ 以 ． 上 时 ， 要选 择带有 护 帮板 的掩护 支撑式 支架 。 需

1 综述液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的工作面机械化支护设备。

它与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机及胶带输送机等组成一个有机的整体，实现了采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术进入了一个新的阶段。

液压支架能可靠而有效的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，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。

液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%~~70%左右，因此液压支架成了现代采煤技术中的关键设备之一。

1.1放顶煤支架架型的发展与演变放顶煤液压支架是随着放顶煤开采方法应用而生的，综采化机械应用到放顶煤采煤工作面后，放顶煤开采进入一个新发展阶段。

由于工作面由液压支架实现可靠、快速的支护，采用采煤机或刨煤机采煤。

放顶煤作业在安全可靠的工作条件下进行，从而使工作面产量有明显提高。

近年来，综采放顶煤技术在我国得到了迅速的发展和广泛的普及，综采放顶煤正成为一种高产高效的采煤方法。

1957年，前苏联研制出KTY型单输送机掩护式放顶煤液压支架，并在库兹巴斯的托姆乌辛斯克矿使用，开采该矿的2号和4~5号煤层、煤厚为9~12m，煤层倾角5 º~18 º，该放顶煤工作面为预先开采顶煤铺设人工假顶，然后再采底煤。

1963年．法国研制出用于放顶煤开采的支持掩护式放顶煤液压支架，并于1964年在布朗齐矿区试验成功。

该支架为四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其摆动角度由千斤顶控制，配有两台输送机，第二台输送机安置于尾梁后部的底板上。

放落的煤由第二台输送机运输，结构如图1.1.图1-1“香蕉”型放顶煤液压支架自70年代开始，法国、前西德、英国等国家陆续成功研发“开天窗”的支持掩护式或带插板的支持掩护式放顶煤液压支架。

英国研制的“开天窗”式放顶煤支架在掩护梁上开了放顶煤“天窗”，由液压千斤顶控制开关，“天窗”附件设有搅动杆，以便于冒落顶煤，掩护梁上还有钻眼孔，供煤硬不落时打眼放炮。

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mmZY2800/13/28 1.3-2.8 2800 0.68-0.76 1.1-1.8 700ZY3800/16/32 1.6-3.2 3800 0.65 1.4 700ZY4000/13/28 1.3-2.8 4000 0.58-0.67 1.57-2.35 700ZY5000/13/27 1.3-2.7 5000 0.77-0.85 0.9-1.8 700ZY6700/20/40 2.0-4.0. 6700 1.06-1.09 1.6-2.85 900ZY9000/24/50 2.4-5.0 9000 1.08-1.1 1.6-2.8 900ZY13000/30/65 3.0-6.5 13000 1.12-1.15 1.8-2.9 900ZF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mmZF3200/16.5/25 1.65-2.5 3200 0.68-0.76 1.1-1.8 700ZF3800/17/28 1.7-2.8 3800 0.65-0.67 0.9-1.8 700ZF5000/17/32 1.7-3.2 5000 0.79-0.82 1.2-1.8 700ZF6400/17.5/28 1.75-2.8 6400 0.94-0.96 平均2.5 700ZF8000/17/32 1.7-3.2 8000 1.09-1.12 1.3-1.8 900ZF9200/22/32 2.2-3.2 9200 1.07-1.09 1.15-1.17 900ZF11000/20/38 2.0-3.8 11000 1.11 平局2.98 900ZF15000/23/43 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 900ZTZ20000/28/50 2.8-5.0 2000 0.53 平均1.3 900ZTC13000/24/36 2.4-3.6 13000 0.47 平均2.4 900ZTZ13800/24/36 2.4-3.6 13800 0.57 平均2.6 900ZTC10200/19/33 1.9-3.3 10200 0.48 平均1.6 900ZTZ10200/19/33 1.9-3.3 10200 0.39 平均1.3 900ZTC24000/25/56 2.5-5.6 24000 0.46 平均1.33 900ZTZ8000/25/56 2.5-5.6 8000 0.42 平均0.77 900ZTH6870/25/56 2.5-5.6 6870 0.68 平均1.46 900ZTC30000/25/50 2.5-5.0 30000 0.58 平均1.66 900ZTZ20000/25/50 2.5-5.0 20000 0.53 平均1.3 900ZTH6600/25/50 2.5-5.0 6600 0.62 平均1.46 900ZTC39200/23/42 2.3-4.2 39200 0.47 平均1.3 900ZTZ25000/23/42 2.3-4.2 25000 0.81 平均1.5 900综采液压支架系列公司生产的ZZ2600/06/12、ZY3200/7.5/16、ZY2800/8.5/19、ZY3200/09/20薄煤层掩护式液压支架，以及ZY3000/12/26、ZY5000/13/27、ZY3200/15/36、 ZY6700/20/40 掩护式液压支架适用于一次采全高工作面，工作面采高正常范围为:1.1-3.8m，适应煤层倾角不大于45º; 制造的ZF6400/17/32、ZF9200/22/32、ZF15000/23/43型放顶煤支架适用于4~12米厚煤层、煤层倾角不大于30º;公司还制造ZC2600/14/22B矸石充填液压支架，公司可根据客户的实际需求，设计、制造满足用户需求的液压支架。

１ 概述
兖矿新疆矿业有限公司力拓分公 司吉 新煤矿位于吉木 萨 尔县城西南约 ２ ｋ 处 ， ０ｉ ｎ 行政 区划属新疆维吾尔 自治 区吉木萨 尔县大有 乡。井 田呈不 规则的多边形 ， 总体东西长 ４ ６ ｍ， ４ ０ 南 北宽 约 １９ ｍ， １０ 面积 约 ３７ ｋ ， ｉ 。井 田总体 为单斜 构造 ， ９ｎ 产状 ２ ０ ／２ 。 ３。 ， ２ｏ ４ ０ 含煤地层倾 角有微 弱 的波状 起伏 ， 沿走 向倾角较缓一般 １。 ～ｌ。 ， 向较陡一般 ２ 。 ～３ 。。 ０ ５ 倾 ０ ５ 大倾 角综 采放顶煤在兖 矿来说 属于一个 新的采煤 工艺 ，
用 几 次 Ｐ Ｒ Ｅ命 令 才 能 将 无 用 对 象 清理 干净 。 Ｕ Ｇ
压支 架架 型及其 主要参数 的选择 ，必须与矿 山地质条件 和矿 井的生产能力相适 应。 液压支架选型不仅包括 支架的架 型及 额定工作 阻力 ， 护强度等参数 ， 支 而且 涉及顶梁 、 帮 、 座 、 护 底
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主 洼 煤 接， 为 实 东 为 井 回 上 及 矿 矿相 南部 煤层 体， 部 副 筒、 风 山
其煤柱 。 工作面开采煤层底板等高线标高为 ＋ ８ ９ ０ 自 ８ ０ ＋ ８ ｍ。 西 向东逐渐增高 。
艺问题出现多次 冒顶和设备事故 。 １Ａ ０ 综采 放顶煤工作面于 ２ ０ ６１ １ ０ ９年 ８月投入试生 产 以 来， 目前 已推进 ２ ０ 作 为它的接续工作 面 １Ａ ０ 综采 放顶 ２ｍ， １ ７２ 煤工作 面的设备配套和采购 已列入矿议事 日程。根据 １Ａ ０ ７２ １ 工作面地质条件 、１ ６ １ ｌＡ ０ 工作 面设备 使用情况和矿井可 持续 科学发展需求 ， １Ａ ０ 对 ７ ２工作面支架选型方案进行如下论证。 １ 综采 工作 面的设备选 型是很 重要很复杂 的工作 ，其 中液

一、工作环境2、设备选型2#煤层综采工作面液压支架：根据工作面地质条件支架选用ZY6000/25/50D型支架，中心距1.75m。

二、技术规格及特点1、中部液压支架：ZY6000/25/50D型两柱掩护式液压支架1.1 支架技术特征参数：型式：两柱掩护式高度：（最低～最高） 2500mm-5000mm宽度：（最小～最大） 1660mm-1860mm中心距： 1750mm初撑力：（P=31.5MPa） 5064KN工作阻力：（P=37.3Pa） 6000KN平均比压： 1.5-1.6 MPa支护强度： 0.72-0.77Pa移架步距 800mm泵站压力： 31.5 MPa操作方式：电液控制支架重量：约26吨1.2立柱、千斤顶主要技术参数1.2.1立柱：数量： 2根型式：双伸缩立柱外缸径： 377立柱内缸径： 320/230立柱杆径： 290/210初撑力：（P=31.5MPa） 2532 KN工作阻力：（P=37.3MPa） 3000 KN1.2.2推移千斤顶：型式普通双作用缸径/柱径 180/120行程 900推溜力/拉架力（P=31.5MPa） 445KN/801KN1.2.3平衡千斤顶数量： 1根型式普通双作用缸径/柱径 200/140推力/拉力（P=31.5MPa） 988 KN /504 KN 工作阻力（推力/拉力）（P=37.3MPa） 1171 KN /597 KN 1.2.4一级护帮千斤顶数量： 2根型式普通双作用缸径/柱径 125/85推力/拉力（P=31.5MPa）） 386 KN /208 KN 工作阻力（推力）（P=38MPa） 466 KN1.2.5二级护帮千斤顶数量： 2根型式普通双作用缸径/柱径 80/60推力/拉力（P=31.5MPa） 158 KN /69 KN工作阻力（推力）（P=38MPa） 190 KN1.2.6侧推千斤顶数量： 4根型式普通双作用缸径/柱径 80/60推力/拉力（P=31.5MPa） 158 KN /69 KN行程 200mm1.2.7抬底千斤顶：型式内进液缸径/柱径 125/90推力（P=31.5MPa） 387 KN2、支架的结构特点2.1 ZY6000/25/50D两柱掩护式液压支架：结构总图2.2 支架适应于俯采、仰采的工作面，工作面沿走向倾角±10°，工作面倾角小于15°°2.3移架有效步距800mm2.4 支架前端设有抬底装置，支架设置双行人通道。