薄煤层液压支架
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薄煤层充填工作面液压支架选型研究
总第215期2021年第3期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTT o ta l 215N o.3,2021D01:10.16525/l4-1134/th.2021.03.027薄煤层充填工作面液压支架选型研究赵志红(山西兰花集团莒山煤矿有限公司，山西晋城048027)摘要：以莒山煤矿9号煤层为研究背景，对充填工作面液压支架进行了系统的研究，首先根据煤层实际情况 确定支架支护高度为支架结构形式为四柱支撑式，通过理论计算，确定支架支护强度为0.46 M Pa。
在此基础上设计了 Z C640(V11/19D型液压支架，并给出了主要技术参数和结构特征，最后介绍了支架的电液 控制系统，以期为后期支架设计与采购提供参考借鉴。
关键词：薄煤层充填工作面液压支架选型支护参数电液控制系统中图分类号:TH137 文献标识码:A引言液压支架作为一种维护工作面作业空间的结构 体，对综采工作面安全生产具有十分重要的意义[1-弋其工作阻力、结构型式、控制方式及与采煤机和刮板 机的配套情况对应用效果具有一定的影响近年来随着煤炭资源的逐渐减少，许多矿井开始尝试使 用充填开采，本文针对莒山矿9号煤层实际充填开 采地质条件，对工作面充填支架进行了研究。
1开采地质条件莒山矿9号煤层位于太原组第三段下部区域，煤层厚度为〇.95~1.62 m，平均厚度为1.3 m,煤层顶 板为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，底板以泥岩为主，部 分区域为砂质泥岩，该煤层为矿井范围内稳定煤层，全区域可采。
2支架主要参数分析2.1支护髙度确定一般来说，支架支护高度与所采煤层息息相关，支护高度范围应可以覆盖煤层高度范围，即最大支 护高度应大于煤层最大高度0.2 m以上，且最小支 护高度应低于煤层最小厚度0.2 m以上。
9号煤层最大高度为1.6m,为保证9号煤层全 部开采及支架与采煤机的空间匹配关系，支架最大 高度不低于1.8 m，考虑后期支架设计情况，确定支 架最大高度为1.9 m。
液压支架选型原则
液压支架选型原则液压支架选型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。
薄煤层综采工作面液压支架监测与管理
后 推拉 ， 在工作 面推进过程中 ， 一但输送机出现了上窜下 滑的趋势 ， 势必带动支架发生歪斜 ， 相互挤压 ， 甚至倾倒 。 ③ 顶板垮落 的影响。由于采用全部垮落法管理采空 区， 工作面推进后 ， 支架尾部受到 的顶板压力相对 于支架 前段减少 ， 移架时极易造成支架尾部下摆 ， 底座前段则相 对 上 摆 ， 时 ， 空 区 跨 落 的煤 岩 在 重 力作 用 下 向采 空 区 同 采
董 梁 ’陈 玉 田 ，
（． １ 郑煤集团新 郑煤 电公 司， 河南 郑州 ４ １８ ； ５ １４ ２中 国平 煤 神 马 集 团力 源 化 工 有 限 责任 公 司 ， 南 平 顶 山 ４７ ０ ） ． 河 ６０ ０
摘 要 ： 章根 据 薄 煤 层综 采 ３ 作 面液 压 支 架 的现 场 管理 经验 ， 析 了液压 支架 歪斜 、 架 、 架 等 失稳 的 因素 ， 文 － 分 倒 挤 并提
作用 ， 存在 自然下滑 的趋势。 分析 ， 初步确定 了工作面周期来压步距 ， 为控制支架支护 ②工作面刮板输送机影响 。液压支架与工作 面刮板 性 能 的 稳定 提供 了理 论 指 导 。 输 送机通过推溜油缸 、 推杆 、 十字头等连接 ， 互为基础前可 采 区 域 含 煤 面 积 约 占 全 井 田 的 ７ ％， 量 为 ５ ． ｔ约 占矿 井 总储 量 的 １％， 层 位 于 １ 储 ８３ ， ０Ｍ ５ 煤
山西 组 中 、 部 ， 均 厚 度 １ ７Ｔ， 稳 定 系数 为 ５０ ， 下 平 ． Ｉ ３Ｉ不 ． 属 ９ 不 稳 定 型煤 层 ， 该 煤 层 为 典 型 的 “ 软 ” 层 ， 板 松 且 三 煤 顶
软、 煤壁松软 、 底板 松软 ， 煤壁对顶板支承力差 ， 工作 面易 下 段 滚 落 ， 加 大 对 支架 尾 部 向下 的冲 击 。 将 ④移架操作影响 。 工作面采用 跟机移架的方式 ， 在拉 发生片帮 、 冒， 漏 工作面支护较难管理 。 目前该矿井 已回 采完 ３ 个薄煤层工作面 ，正在 回采 的 ３ １８ １ １ 工作 面走 向 移过程中易受人为因素的影 响，如伸缩 梁未及时伸出而 架 拉 过 长 度 ９４Ｉ， 斜 长 度 １５Ｔ， 均 煤 厚 １ ６ｍ， 小 煤 厚 引 起 煤 墙 片 帮 、 前 冒顶 ， 架 后 支 架 超 高 、 低 引起 架 ４ 倾 ｎ ９ Ｉ １平 ． 最 ５ 间 漏 冒 ， 得 支 架 不 再 接顶 、 间 受 力 不 均 ， 些 因素 都 使 架 这 ０ １ ， 接 顶 为 砂 质 泥 岩 ， 顶 为 香 炭 砂 岩 ， 均 总 厚 ．０ ｉ 直 ｎ 老 平
液压支架种类说明
煤矿液压支架的种类说明液压支架是煤矿综采设备中最重要的设备之一，用于煤矿井下工作面开采支护顶板，保护设备和人员的安全。
一个煤矿综采工作面的液压支架数量在100台左右，根据每个煤矿的采高、坡度、矿质结构、环境不同设计使用的液压支架基本也不同。
煤矿液压支架架型主要有：1、支撑式液压支架2、巷道液压支架3、大倾角液压支架4、薄煤层液压支架5、端头液压支架6、滑移顶梁液压支架7、电液控液压支架8、铺网液压支架9、超前液压支架10、过渡液压支架11、低位放顶煤液压支架12、ZH型悬移液压支架13、中厚煤层液压支架14、大采高液压支架15、单体液压支架16、ZF型放顶煤液压支架17、中间液压支架18、垛式液压支架19、排头液压支架20、ZZ型支撑掩护式液压支架21、ZY掩护式液压支架河南合信专业从事液压支架千斤顶生产20余年，专业生产各种规格型号的千斤顶；目前可以配套加工郑煤机、平煤机、郑州四维、山西平阳重工、林州重机、中煤北煤机等主机厂液压支架配件。
可以提供各个厂家液压支架配件千斤顶及其安全阀的维修和整套液压支架的大修服务。
煤矿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。
3、移架前要认真清理架前、架内的浮煤和碎矸，以免影响移架。
尤其是柱窝浮煤碎矸必须清除，否则可能影响立柱的摆动。
4、在拆卸或更换的各种胶管，阀类，液压缸等液压元件的管路接口都必须有专用堵头堵塞或包住，只允许在使用地点打开，使用前接头部分必须用乳化液进行清洗。
5、如果工作面长时间不需要操作用液时应关闭泵站。
6、液压支架工作面，一般不允许放炮，如遇到特殊情况，必须进行放炮时，应对放炮区域内的立柱、千斤顶、胶管等采取可靠的保护措施，并经支架工严格检查，认为可以后允许放炮员放炮。
薄煤层掩护式液压支架立柱的改进设计
薄煤层掩 护式液压支架立柱 的改进设计
张 国平 （ Βιβλιοθήκη 徽宿州 腾岭工贸 有限责任 公司）
摘要 ： 本论文主要 阐述 了一般掩护式液压支架 的立柱的改进与设计。本 设计为薄煤层掩护式液压支架。这种 支架能适应煤层厚度变化较 大的场 合， 有调高范围大， 抗水平推力强的特点。支架采用立柱采用双伸缩加接 加长杆 的形式 ， 以增加工作行程来满足支架调 高范围的需要。 关 键 词 ： 压 支 架 立柱 设 计 液
严 顶梁 与顶板之间的摩擦系数 ， 一般取 Ｏ１ ．， ．～Ｏ３ 本设计 取 Ｏ３ ． 。 最 低 位 置 时 立柱 倾 角 ， 设 计 为 ２ ．５ 一 本 ８７ 。 掩 护 梁 上矸 石 阻力 矸石阻力 的计算
一
１ 液压 支 架 的 使 用 现 状 （） ３ 我 国液 压 支 架 经 过 ３ Ｏ多年 的发 展 ， 管 取 得 了 显著 的成 绩 ， 尽 在 双 高矿 井 建 设 中 出 现过 日产 万 吨 甚 至 班 产超 万吨 的记 录 ，但 总体 水 Ⅳ （） ４ 平 与 世界 先 进 采 煤 国 家仍 存在 一 定 差 距 。 国产 液 压 支 架 技 术含 量 偏 低， 电液控 制阀可靠性差 ， 所用钢材的耐压能力一般为 １ ＭＰ ， ６ ａ 最好 ： （） ５ 图 ２ 实际支护阻力计算 的屈 服极 限才 ７ ０ ａ ０ ＭＰ ，液压 系统 压 力在 ３ ＭＰ ５ ａ以下 ，流 量在 式中 、 广 ｘ Ｙ方向矸 石作用力 、 ２ ０ ｉ 内 ， 液管直径 ２ ０ ｎ以 供 ５～３ ｍｍ， 液 管 直 径 ２ ５ 回 ５～５ ｒｍ ， ０ ａ Ｈ 最 大 采 高 本 设计 为 １６ 一 ．ｍ 最快移架速度为 １ ０～１ ｓ 架 ， ２ ／ 工作阻力更是相对较低。 支架 最 低 位 置 时掩 护 梁在 ｘ方 向的 投 影面 积 ２ 立 柱 的 设 计 支 架 最 低 位 置 时 掩 护梁 在 Ｙ方 向的 投 影面 积 ２１ 立柱 工 作 时 ， 支 撑 力 随 时 间 的 变化 阶 段 ， 图 １ ． 其 如 矸 石容 重 ， ｔ ２３／ ｍ。 ２１１初撑 阶段 支架在升柱 时 ， ．。 高压 液进入立柱 下腔 ， 立柱升 由 以上 各 式 代 入 数据 得 ：１３ ５ ｋ Ｆ＝ ７ ６ Ｎ 起 使 项 梁 接 触 项 板 ， 柱 下腔 压 力 增 加 ， 增 加 到 泵 站 工 作 压 力 时 ， 立 当 泵站 自动卸载 ， 支架的夜控 单向 阀关 闭， 立柱下腔压力达到初撑 力 ， Ｄ ：． Ｘ４ ×２×１ ０ ０’ 此 阶段 为 初 撑 阶段 ｔ， 时 支 架 对 顶板 的支 撑 力 为初 撑 力 。 。此 按照 国家标准选取 比计算值大的标准值作为内径 ，选取立柱的 支 架 初 撑 力 的 大 小 取 基 本 参数 为 ： 决 于 泵站 的工 作 压 力 ， 立柱 外缸 内径 Ｄ ｍｍ： ／ ２０ ５ 缸径 和 立柱 的数 量 。合 理 的 中缸 外 径 Ｄ ／ ｍ ： １『 ２０ ４ 初 撑 力 是 防 止 直 接 项 过 早 中缸 内径 Ｄ ／ ： ，ｍｍ ２０ ０ 的 因 下沉 而 离 层 、 缓 顶板 减 活柱 外 径 ／ ： ｍｍ １５ ８ 下 沉 速 度 、 加 其 稳 定 性 和 增 由支架立柱 总工作 阻力 系列选取 Ｐ ３ ０ ｋ ＝ ２０ Ｎ 保 证 安 全生 产 的关键 。一般 ２４ 立柱 缸体壁厚 的计算 ： ． 图 １液压支架 的工作特性 曲线 采 用 提 高 泵 站 工 作 压 力 的 立柱缸体 壁厚 的计算 ： 初撑阶段 ｔ 增 阻阶段 ｔ 阻阶段 ， 一 恒 办法来提高初撑力 ， 以免立 ｔ Ｐ一 初撑力 Ｐ 一 。工作阻力 柱 的 缸径 过 大 。 ～ ｐ］ ） ＝（３ ２０ ４）１ ２ １１取占 ｍｍ ≥三 （ｊ ２ ３ ｑ ２— ）— ） ： ９。１ ／ １ ：０ ｘ｛ （× … ４１ ， ０ ３ １ ＝ ２１２ 承 载 增 阻 阶 段 支 架 初 撑 后 ， 顶 板 下 沉 ， ．． 随 立柱 下 腔 压 力 缸 底 球 半径 １５ ２ ｍｍ 增 加 ， 到增 加到 支 架 的安 全 阀调 正压 力 ， 直 立柱 下 腔 压 力 达 到 工作 阻 加 长 杆 固 定 销直 径 ２ ｍｍ ５ 力。此阶段 为增阻阶段 ｔ 。 柱 头 球 半 径 ７ ｍｍ Ｏ ２１３ 恒 阻阶 段 随着 顶 板 压 力继 续 增 加 ， 立 柱 下 腔 压 力超 过 ．． 使 根据立柱 最低位置确定液压缸个各级行程。 支架的安全阀压 力调 正值 时 ， 安全 阀打开 而溢流 ， 立柱 下缩 ， 使顶板 级 缸 行 程 ５Ｏ ２ ｍｍ 压 力减 小 ， 柱 下 腔 压 力 降 低 ， 低 于 安 全 阀压 力调 整 之 后 ， 全 阀 立 当 安 二级缸行程 ５５ ４ ｍｍ 停止溢流 ， 这样在安全 阀调整压力的限制下 ， 力曲线随时间呈波浪 压 加长杆长度 ７５ ２ ｍｍ 形变化， 此阶段 为恒阻阶段 ｔ 。 立柱 高 度 可依 具 体 工 况 检 算确 定 ２２ 立柱 的结 构 采 用 双 伸 缩 机械 加 长 型 。 由 缸体 、 柱 、 向 套 ＿ 活 导 等主要零部件组成。缸体 由无缝钢管加工而成 ．缸体 的下端焊接球 形缸底，在缸底上钻有孔并焊有管接头作为立柱下腔 （ 活塞下部空 腔） 口。在缸体 的上端装有导 向套 ， 的液 它为活柱的上下往复运动导 向。在导向套的上端装有防尘 圈，在导向套上还装有营形密封圈和 Ｏ 形 圈 。缸 体 上 部 钴 有 螺 纹孔 并 焊 有 管 接 头 ， 上 腔 相 通 ， 为 立 柱 与 作 ３液压支架立柱的发展趋势 上 腔 的液 口。 新型液压支架普遍具有微 型电机或 电磁铁驱动的 电液控制 阀， ２３ 立柱 缸径 的计算 立柱缸径 以支架在最低位置时设计 ， ． 立柱 推移千 斤顶装有位移传感器 ， 立柱缸径超过 ４ ０ ０ ｍｍ， 为减 少割媒时 缸体 内径计算为式（） １ ｎ ２ 间， 一般采用 ０８～１ 截深。支架还采用屈服强度 ８ ０—１ ０ ＭＰ ． ｍ ０ ００ ａ ＝ ４ Ｐ Ｘ１ Ｎ “ ０ ｋ ｏ ０ （） １ 的钢板 ， 既有较高的强度 、 硬度和 韧性， 又具有良好 的冷焊性能。 式 中 一立 柱 缸体 内径 （ ； ｍ） 总 之 ， 着 时 代 的 发展 和 进 步 ， 压 支 架 立 柱 设计 、 随 液 制造 和 使 用 ， 支 架 实 际 支 护 阻 力 （Ｎ） ｋ ： 将越来越完善、 全、 靠。 安 可 ｎ 每架立柱数， 一 ＝２： 参考文献： 安 全 阀 的调 整 压 力 ，￣４ Ｍ Ｐ Ｐ＝ ０ ａ … 谢锡 纯， 李小豁． 山机械与设备 徐州 ： 矿 中国矿业大学 出版社 ，０ ０ ２０ ． 实 际支 护 阻 力 的 计 算 如 图 ２ 立柱 最 低 位 置 时 立 柱 实 际支 护 ， 【】 良， ２许贤 王传礼 液压传动． 京： 北 国防工业出版社， ０ ６ ２０． 【】 ３鲁忠 良， 景国勋 ， 肖亚宁． 液压支架设计使用 安全辨析 ． 北京 ： 炭工业 煤 阻 力 由式 （） 求 ２反
张 国平 （ Βιβλιοθήκη 徽宿州 腾岭工贸 有限责任 公司）
摘要 ： 本论文主要 阐述 了一般掩护式液压支架 的立柱的改进与设计。本 设计为薄煤层掩护式液压支架。这种 支架能适应煤层厚度变化较 大的场 合， 有调高范围大， 抗水平推力强的特点。支架采用立柱采用双伸缩加接 加长杆 的形式 ， 以增加工作行程来满足支架调 高范围的需要。 关 键 词 ： 压 支 架 立柱 设 计 液
严 顶梁 与顶板之间的摩擦系数 ， 一般取 Ｏ１ ．， ．～Ｏ３ 本设计 取 Ｏ３ ． 。 最 低 位 置 时 立柱 倾 角 ， 设 计 为 ２ ．５ 一 本 ８７ 。 掩 护 梁 上矸 石 阻力 矸石阻力 的计算
一
１ 液压 支 架 的 使 用 现 状 （） ３ 我 国液 压 支 架 经 过 ３ Ｏ多年 的发 展 ， 管 取 得 了 显著 的成 绩 ， 尽 在 双 高矿 井 建 设 中 出 现过 日产 万 吨 甚 至 班 产超 万吨 的记 录 ，但 总体 水 Ⅳ （） ４ 平 与 世界 先 进 采 煤 国 家仍 存在 一 定 差 距 。 国产 液 压 支 架 技 术含 量 偏 低， 电液控 制阀可靠性差 ， 所用钢材的耐压能力一般为 １ ＭＰ ， ６ ａ 最好 ： （） ５ 图 ２ 实际支护阻力计算 的屈 服极 限才 ７ ０ ａ ０ ＭＰ ，液压 系统 压 力在 ３ ＭＰ ５ ａ以下 ，流 量在 式中 、 广 ｘ Ｙ方向矸 石作用力 、 ２ ０ ｉ 内 ， 液管直径 ２ ０ ｎ以 供 ５～３ ｍｍ， 液 管 直 径 ２ ５ 回 ５～５ ｒｍ ， ０ ａ Ｈ 最 大 采 高 本 设计 为 １６ 一 ．ｍ 最快移架速度为 １ ０～１ ｓ 架 ， ２ ／ 工作阻力更是相对较低。 支架 最 低 位 置 时掩 护 梁在 ｘ方 向的 投 影面 积 ２ 立 柱 的 设 计 支 架 最 低 位 置 时 掩 护梁 在 Ｙ方 向的 投 影面 积 ２１ 立柱 工 作 时 ， 支 撑 力 随 时 间 的 变化 阶 段 ， 图 １ ． 其 如 矸 石容 重 ， ｔ ２３／ ｍ。 ２１１初撑 阶段 支架在升柱 时 ， ．。 高压 液进入立柱 下腔 ， 立柱升 由 以上 各 式 代 入 数据 得 ：１３ ５ ｋ Ｆ＝ ７ ６ Ｎ 起 使 项 梁 接 触 项 板 ， 柱 下腔 压 力 增 加 ， 增 加 到 泵 站 工 作 压 力 时 ， 立 当 泵站 自动卸载 ， 支架的夜控 单向 阀关 闭， 立柱下腔压力达到初撑 力 ， Ｄ ：． Ｘ４ ×２×１ ０ ０’ 此 阶段 为 初 撑 阶段 ｔ， 时 支 架 对 顶板 的支 撑 力 为初 撑 力 。 。此 按照 国家标准选取 比计算值大的标准值作为内径 ，选取立柱的 支 架 初 撑 力 的 大 小 取 基 本 参数 为 ： 决 于 泵站 的工 作 压 力 ， 立柱 外缸 内径 Ｄ ｍｍ： ／ ２０ ５ 缸径 和 立柱 的数 量 。合 理 的 中缸 外 径 Ｄ ／ ｍ ： １『 ２０ ４ 初 撑 力 是 防 止 直 接 项 过 早 中缸 内径 Ｄ ／ ： ，ｍｍ ２０ ０ 的 因 下沉 而 离 层 、 缓 顶板 减 活柱 外 径 ／ ： ｍｍ １５ ８ 下 沉 速 度 、 加 其 稳 定 性 和 增 由支架立柱 总工作 阻力 系列选取 Ｐ ３ ０ ｋ ＝ ２０ Ｎ 保 证 安 全生 产 的关键 。一般 ２４ 立柱 缸体壁厚 的计算 ： ． 图 １液压支架 的工作特性 曲线 采 用 提 高 泵 站 工 作 压 力 的 立柱缸体 壁厚 的计算 ： 初撑阶段 ｔ 增 阻阶段 ｔ 阻阶段 ， 一 恒 办法来提高初撑力 ， 以免立 ｔ Ｐ一 初撑力 Ｐ 一 。工作阻力 柱 的 缸径 过 大 。 ～ ｐ］ ） ＝（３ ２０ ４）１ ２ １１取占 ｍｍ ≥三 （ｊ ２ ３ ｑ ２— ）— ） ： ９。１ ／ １ ：０ ｘ｛ （× … ４１ ， ０ ３ １ ＝ ２１２ 承 载 增 阻 阶 段 支 架 初 撑 后 ， 顶 板 下 沉 ， ．． 随 立柱 下 腔 压 力 缸 底 球 半径 １５ ２ ｍｍ 增 加 ， 到增 加到 支 架 的安 全 阀调 正压 力 ， 直 立柱 下 腔 压 力 达 到 工作 阻 加 长 杆 固 定 销直 径 ２ ｍｍ ５ 力。此阶段 为增阻阶段 ｔ 。 柱 头 球 半 径 ７ ｍｍ Ｏ ２１３ 恒 阻阶 段 随着 顶 板 压 力继 续 增 加 ， 立 柱 下 腔 压 力超 过 ．． 使 根据立柱 最低位置确定液压缸个各级行程。 支架的安全阀压 力调 正值 时 ， 安全 阀打开 而溢流 ， 立柱 下缩 ， 使顶板 级 缸 行 程 ５Ｏ ２ ｍｍ 压 力减 小 ， 柱 下 腔 压 力 降 低 ， 低 于 安 全 阀压 力调 整 之 后 ， 全 阀 立 当 安 二级缸行程 ５５ ４ ｍｍ 停止溢流 ， 这样在安全 阀调整压力的限制下 ， 力曲线随时间呈波浪 压 加长杆长度 ７５ ２ ｍｍ 形变化， 此阶段 为恒阻阶段 ｔ 。 立柱 高 度 可依 具 体 工 况 检 算确 定 ２２ 立柱 的结 构 采 用 双 伸 缩 机械 加 长 型 。 由 缸体 、 柱 、 向 套 ＿ 活 导 等主要零部件组成。缸体 由无缝钢管加工而成 ．缸体 的下端焊接球 形缸底，在缸底上钻有孔并焊有管接头作为立柱下腔 （ 活塞下部空 腔） 口。在缸体 的上端装有导 向套 ， 的液 它为活柱的上下往复运动导 向。在导向套的上端装有防尘 圈，在导向套上还装有营形密封圈和 Ｏ 形 圈 。缸 体 上 部 钴 有 螺 纹孔 并 焊 有 管 接 头 ， 上 腔 相 通 ， 为 立 柱 与 作 ３液压支架立柱的发展趋势 上 腔 的液 口。 新型液压支架普遍具有微 型电机或 电磁铁驱动的 电液控制 阀， ２３ 立柱 缸径 的计算 立柱缸径 以支架在最低位置时设计 ， ． 立柱 推移千 斤顶装有位移传感器 ， 立柱缸径超过 ４ ０ ０ ｍｍ， 为减 少割媒时 缸体 内径计算为式（） １ ｎ ２ 间， 一般采用 ０８～１ 截深。支架还采用屈服强度 ８ ０—１ ０ ＭＰ ． ｍ ０ ００ ａ ＝ ４ Ｐ Ｘ１ Ｎ “ ０ ｋ ｏ ０ （） １ 的钢板 ， 既有较高的强度 、 硬度和 韧性， 又具有良好 的冷焊性能。 式 中 一立 柱 缸体 内径 （ ； ｍ） 总 之 ， 着 时 代 的 发展 和 进 步 ， 压 支 架 立 柱 设计 、 随 液 制造 和 使 用 ， 支 架 实 际 支 护 阻 力 （Ｎ） ｋ ： 将越来越完善、 全、 靠。 安 可 ｎ 每架立柱数， 一 ＝２： 参考文献： 安 全 阀 的调 整 压 力 ，￣４ Ｍ Ｐ Ｐ＝ ０ ａ … 谢锡 纯， 李小豁． 山机械与设备 徐州 ： 矿 中国矿业大学 出版社 ，０ ０ ２０ ． 实 际支 护 阻 力 的 计 算 如 图 ２ 立柱 最 低 位 置 时 立 柱 实 际支 护 ， 【】 良， ２许贤 王传礼 液压传动． 京： 北 国防工业出版社， ０ ６ ２０． 【】 ３鲁忠 良， 景国勋 ， 肖亚宁． 液压支架设计使用 安全辨析 ． 北京 ： 炭工业 煤 阻 力 由式 （） 求 ２反
薄煤层支架问题分析
薄 煤 层工作 面对 液压 支
另一 个要求 是采用 大流 量控市
统 ，以提高移 架速 度 。 目前 ，
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
送 机 缓慢 弯 曲 ，避免 溜 槽 连接 服 极 限 达
６０ ａ ９ ＭＰ 以上 的钢 板 ，支 架 的寿
且获得成 功 。 ３ 各 部件 的安 全 系数 得 到进 ．
一
命 和可靠性 要求大 大提高 。
薄 煤层 工作面 对液 压支 架 的
Ｚ ２ ０／ ０ Ｙ２ ０ ９／２ 支 架 ， 重 量 ０
６ ８ 吨 ，在 芙蓉矿业 集 团使用 。 ．８
高效 ，并 最终 实现 工作 面无 人控
制 自动化 的首要 条件 。
二 、 国 内薄 煤 层 支 架 现 状
（） １支撑式 ：四柱直 立 ，因受 侧 向 力 ，损 坏严 重 ， 已为 淘汰 产 品 ，但 仍有 少数局 矿在 使 用 。例 如 ，松 藻ＨＢ． ６ 支撑 式 支 架 ， １０ 尚用 于解放 层 支护 。 （ ） 护 式 ：架 型 较 多 ，两 ２掩 柱 斜 撑 顶 梁 ，使 用 效 果 较 好 。
步提 高 。
４ 能有效 地对 液压 支架 的结 ．
的应 力 ，从 而延 长输
送 机 的寿 命 ，同时可 以 保 持工 作 面输 送机 的平 直性 ，实现 工 作 面 的 平移 ；还可 以根 据 工 作面具 体情 况和 生 产 状况 ，灵活 选择 多种 控制 方 式 ，可适
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
矿用液压支架工作原理
矿用液压支架工作原理
矿用液压支架是煤炭开采过程中常用的设备，用于支撑煤矿的顶板和保障矿工的安全。
其工作原理如下：
1. 液压系统：矿用液压支架内设有液压系统，包括一个液压油箱、液压泵、液压阀和液压缸等组件。
液压泵通过供油来给液压系统提供动力。
2. 液压缸：液压支架内的液压缸是关键的执行部件。
常见的液压支架通常由数个液压缸组成，液压缸内有活塞活动。
在液压系统的控制下，液压缸可以实现伸缩和锁定功能。
3. 支撑工作：在采煤过程中，液压支架首先被放置在需要支撑的位置，然后通过控制液压泵和阀门，使液压缸活塞伸缩。
液压缸的伸缩过程可以根据需要进行调整，以适应不同的矿井条件。
4. 锁定功能：当液压支架达到所需的支撑高度后，液压缸会被锁定，保持支撑状态。
通过液压阀控制液压缸的液压油流，确保液压支架在设计高度下的稳定性和可靠性。
总之，矿用液压支架工作原理是通过液压系统控制液压缸的伸缩和锁定功能，以支撑煤矿的顶板，并确保矿工的安全。
这种工作原理使得液压支架具有结构紧凑、调节方便、支撑稳定的特点。
ZY2000／07／14型液压支架在欢城煤矿的使用
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。
薄煤层综采工作面液压支架研究
成组 充液
等组成 。
（ ２ ） 伸缩 梁千斤 顶
伸缩梁千斤顶一 端 同顶 梁相 接 ， 另一 端 同弹性 伸
推移杆等。 液压系统包括 ： 立柱 、 各种 千斤顶 、 液压 控制元 件
（ 操纵阀 、 单 向阀 、 安全 阀等） 、 液压辅助元件等。
２ ． １ 顶 梁
顶梁直接与顶板接 触 ， 支撑顶板 ， 是支架 的主要承
载部件之一 ， 其主要作用包括 ：
种液压元件 、 立柱及各种用途千斤顶组成 ， 操纵方式采
销轴等 ， 主要作用是推移输送机和拉架 。 推移连接 头的一端通 过与输送 机相 连 ， 另一 端通 过推移框架 、 千斤顶与底座相连 ， 通 过推移千斤顶 的伸 与缩实现支架 的移动 。 ３ 支架 的液压 系统 液压系统 由乳 化液泵 站 、 主进 液管 、 主 回液管 、 各
金属结构件有 ： 顶梁、 掩 护梁 、 底座 、 前 后连 杆 、 及
ｌ ２ ２
．
糸 蝮晨 斜ｌ 披
２ ０ １ ３ 年第２ 期
薄煤 层 综 采 工作 面液压 支 架研 究
张传 武 ， 王 兴雨
（ 兖州煤业股份有限公司北宿煤矿 ， 山东 济宁 摘 ２ ７ ３ ５ １ ６ ）
要 液压系统由乳化液泵站 、 主进液管、 主回液管 、 各种液压元件、 立柱及各种用途千斤 顶组成， 操纵方 式采用邻架操 作， 使 用快速接头胶 液压支架 文献标识码 Ｂ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ７ ５
用邻架操 作 ， 使用 快速接 头胶管 和 ｕ形卡 及 Ｏ形 圈 ，
液压支架总体及底座设计
前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。
实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。
至今，我国煤矿中使有的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头支架和中间液压支架。
端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。
中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面上所的位置的支架。
目前使用的液压支架分为三类。
即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。
从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也不同；从顶板条件来看，由于直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。
本设计论文则设计层煤厚度在1.9米到2.4米，老顶级别为二级，直接顶类别为一类的掩护式液压支架的设计。
支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。
但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。
其因此本设计设计这类掩护式液压支架。
1 绪论1.1液压支架现状及发展趋势1.1.1 液压支架现状液压支架的设计、制造和使用，从1954年英国研制成功了液压支架发展到现在，已经基本成熟，它已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。
从液压支架的形式来看，由支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架；从支架的质量来看，有轻型液压支架、中型液压支架和重型液压支架；从支撑高度来看，有薄煤层液压支架、中厚煤层液压支架和厚煤层液压支架，其中厚煤层液压支架又分煤层一次采全高液压支架和中间液压支架。
所以从液压支架的现状来看，由过去的手工设计、制造和使用发展到全部计算机程序设计。
总之，随着时代的发展和进步，液压支架设计、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。
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一、薄煤层液压支架1、ZYB4400/8.5/18型薄煤层液压支架薄煤层液压支架，液压支架，ZYB4400/8.5/18型薄煤层液压支架，中煤薄煤层液压支架，薄煤层液压支架，薄煤层液压支架价格，薄煤层液压支架参数，技术参数：支架型号 SupportType：ZYB4400/8.5/18支架工作阻力 YieldLoad：4400 KN支架高度 Height Range： 850-1800 mm支护强度 SupportDensitY： 0.766 Mpa底板比压 Base pressure： 2.04 Mpa推溜力 PUSH Force For Conveyor： 254 KN拉架力 Pull Force For Suport： 120.7 KN简短说明：使用于煤层厚度0.9米-1.8米的煤层。
2、型号ZY2400/5.5/12 额定工作阻力（kN） 2400 额定初撑力（kN） 2182 支架高度（mm）550-1200中心距（mm） 1500 支护强度（MPa）0.20-0.253、型号ZY2400/06/13 额定工作阻力（kN）2400额定初撑力（kN） 2182 支架高度（mm）600-1300中心距（mm） 1500 支护强度（MPa） 0.28-0.324、型号ZY2400/07/14 额定工作阻力（kN）2400 额定初撑力（kN）2182 支架高度（mm）700-1400中心距（mm）1500 支护强度（MPa） 0.26-0.305、型号ZY2400/7.5/14 额定工作阻力（kN）2400 额定初撑力（kN）2182 支架高度（mm）750-1400中心距（mm） 1500 支护强度（MPa） 0.26-0.306、型号ZY2400/07/15 额定工作阻力（kN）2400 额定初撑力（kN）2182 支架高度（mm）750-1500中心距（mm） 1500 支护强度（MPa） 0.25-0.307、型号ZY2400/08/16 额定工作阻力（kN）2400 额定初撑力（kN）2182 支架高度（mm）800-1600中心距（mm）1500 支护强度（MPa）0.30-0.358、型号ZY2600/07/14 额定工作阻力（kN）2600额定初撑力（kN） 2182 支架高度（mm）700-1400 中心距（mm）1500 支护强度（MPa） 0.32-0.36 9、产品名称：薄煤层液压支架产品型号： ZY3600-11-23ZY3600-11/23型薄煤层液压支架支架型号 SupportType： ZY3600/11/23支架工作阻力 YieldLoad： 3600 KN支架高度 Height Range： 1100-2300 mm支护强度 SupportDensitY： 0.58 Mpa底板比压 Base pressure： 0.62 Mpa推溜力 PUSH Force For Conveyor： 272 KN拉架力 Pull Force For Suport： 360KN简短说明：老顶I、II级，直接顶 1.2类。
使用煤质中硬、薄煤层。
10、产品名称：薄煤层液压支架产品型号： ZYB4400-85/18ZYB4400/8.5/18型薄煤层液压支架支架型号 SupportType： ZYB4400/8.5/18支架工作阻力 YieldLoad： 4400 KN支架高度 Height Range： 850-1800 mm支护强度 SupportDensitY： 0.766 Mpa底板比压 Base pressure： 2.04 Mpa推溜力 PUSH Force For Conveyor： 254 KN拉架力 Pull Force For Suport： 120.7 KN简短说明：使用于煤层厚度0.9米-1.8米的煤层。
11、产品名称：薄煤层液压支架产品型号： ZY3600-11-23ZY3600-11/23型薄煤层液压支架支架型号 SupportType： ZY3600/11/23支架工作阻力 YieldLoad： 3600 KN支架高度 Height Range： 1100-2300 mm支护强度 SupportDensitY： 0.58 Mpa底板比压 Base pressure： 0.62 Mpa推溜力 PUSH Force For Conveyor： 272 KN 拉架力 Pull Force For Suport： 360KN简短说明：老顶I、II级，直接顶 1.2类。
使用煤质中硬、薄煤层。
12、额定工作阻力（kN）额定初撑力（kN）支架高度（mm）中心距（mm）支护强度（MPa）型号ZY2400/5.5/12 2400 2182 550-1200 1500 0.20-0.25 ZY2400/06/13 2400 2182 600-1300 1500 0.28-0.32 ZY2400/07/14 2400 2182 700-1400 1500 0.26-0.30 ZY2400/7.5/14 2400 2182 750-1400 1500 0.26-0.30 ZY2400/07/15 2400 2182 750-1500 1500 0.25-0.30 ZY2400/08/16 2400 2182 800-1600 1500 0.30-0.35 ZY2600/07/14 2600 2182 700-1400 1500 0.32-0.36 ZY2600/07/15 2600 2182 700-1500 1500 0.30-0.35 ZY2600/08/17 2600 2182 800-1700 1500 0.34-0.38 ZY2800/06/13 2800 2182 600-1300 1500 0.32-0.38ZY2800/07/15 2800 2182 700-1500 1500 0.34-0.40 ZY3000/6.5/13 3000 2617 650-1300 1500 0.35-0.40 ZY3000/07/15 3000 2617 700-1500 1500 0.35-0.40 ZY3200/6.5/13 3200 2617 650-1300 1500 0.34-0.40 ZY3200/07/15 3200 2617 700-1500 1500 0.36-0.42 ZY3200/08/17 3200 2617 800-1700 1500 0.38-0.42 ZY3600/07/15X 3600 3094 700-1500 1500 0.40-0.45 ZY3600/07/15D 3600 3094 700-1500 1500 0.40-0.45 ZY3600/08/16 3600 3094 800-1600 1500 0.42-0.48 ZY3800/6.5/13 3800 3094 650-1300 1500 0.40-0.45 ZY3800/07/15 3800 3094 700-1500 1500 0.42-0.48 ZY3800/08/16 3800 3094 800-1600 1500 0.44-0.50 ZY4000/07/14 4000 3094 700-1400 1500 0.45-0.50ZY4000/08/15 4000 3094 800-1500 1500 0.46-0.52 ZY4000/08/16 4000 3094 800-1600 1500 0.46-0.51 ZY4400/07/14 4400 3879 700-1400 1500 0.50-0.55 ZY4400/08/16 4400 3879 800-1600 1500 0.52-0.56 ZY4400/8.5/17 4400 3879 850-1700 1500 0.55-0.60 ZY4600/07/14 4600 3879 700-1400 1500 0.55-0.60 ZY4600/08/15 4600 3879 800-1500 1500 0.56-0.62 ZY5000/07/14 5000 3879 700-1400 1500 0.65-0.72 ZY5100/07/15 5100 3879 700-1500 1500 0.68-0.75薄煤层液压支架特点：顶梁和掩护梁具有单向活动侧护板，底板前部设计为滑撬形式，底板适应性好，合理选用高强度钢板，可靠性高，耐久性长，整个支架采用正四连杆结构，尺寸紧凑、重量轻、稳定性好。
额定工作阻力（kN）额定初撑力（kN）支架高度（mm）中心距（mm）支护强度（MPa）型号ZY2400/5.5/12 2400 2182 550-1200 1500 0.20-0.25ZY2400/06/13 2400 2182 600-1300 1500 0.28-0.32ZY2400/07/14 2400 2182 700-1400 1500 0.26-0.30ZY2400/7.5/14 2400 2182 750-1400 1500 0.26-0.30ZY2400/07/15 2400 2182 750-1500 1500 0.25-0.30ZY2600/07/15 2600 2182 700-1500 1500 0.30-0.35 ZY2600/08/17 2600 2182 800-1700 1500 0.34-0.38 ZY2800/06/13 2800 2182 600-1300 1500 0.32-0.38 ZY2800/07/15 2800 2182 700-1500 1500 0.34-0.40 ZY3000/6.5/13 3000 2617 650-1300 1500 0.35-0.40 ZY3000/07/15 3000 2617 700-1500 1500 0.35-0.40 ZY3200/6.5/13 3200 2617 650-1300 1500 0.34-0.40 ZY3200/07/15 3200 2617 700-1500 1500 0.36-0.42 ZY3200/08/17 3200 2617 800-1700 1500 0.38-0.42 ZY3600/07/15X 3600 3094 700-1500 1500 0.40-0.45 ZY3600/07/15D 3600 3094 700-1500 1500 0.40-0.45 ZY3600/08/16 3600 3094 800-1600 1500 0.42-0.48 ZY3800/6.5/13 3800 3094 650-1300 1500 0.40-0.45ZY3800/07/15 3800 3094 700-1500 1500 0.42-0.48 ZY3800/08/16 3800 3094 800-1600 1500 0.44-0.50 ZY4000/07/14 4000 3094 700-1400 1500 0.45-0.50 ZY4000/08/15 4000 3094 800-1500 1500 0.46-0.52 ZY4000/08/16 4000 3094 800-1600 1500 0.46-0.51 ZY4400/07/14 4400 3879 700-1400 1500 0.50-0.55 ZY4400/08/16 4400 3879 800-1600 1500 0.52-0.56 ZY4400/8.5/17 4400 3879 850-1700 1500 0.55-0.60 ZY4600/07/14 4600 3879 700-1400 1500 0.55-0.60 ZY4600/08/15 4600 3879 800-1500 1500 0.56-0.62 ZY5000/07/14 5000 3879 700-1400 1500 0.65-0.72 ZY5100/07/15 5100 3879 700-1500 1500 0.68-0.75掩护式液压支架特点：支架结构紧凑，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。