矿用单体液压支柱的工作原理

矿用单体液压支柱用途：单体液压支柱为恒阻式支柱，它可以与各种顶梁配合，也可以作主柱使用。

可供煤矿一般机械化采煤或炮采工作面支护项板用，也可供综合机械化采煤工作面端头支护或其他临时性支护使用。

1.DW矿用单体液压支柱原理：DW矿用单体液压支柱是利用工作面泵站，通过三用阀向柱内注水工作介质，使活柱体提高，其顶盖与顶梁接触，保持一定的初撑压力，使单柱处于支护工作状态。

2.当工作面顶板压力突然增大，其压力超过单柱额定工作阻力时，三用阀中的安全阀会自动开启排液，保证单柱恒定在额定工作阻力范围内，使顶板压力均匀分布在周围单柱上，达到工作面支护安全、可靠。

需要移柱时，只要转动御载搬手，柱内的工作液会通过三用阀的御载阀排出，活柱体在内部复位弹簧的作用下下降。

DW单体液压支柱的部分规格参数：规格型号最大高度(mm) 最小高度行程(mm) 支柱重(kg) 工作阻力（KN）初撑力(KN) DW06-300/100 630 480 150 26 300 118-157 DW08-300/100 800 573 227 27.3 300 118-157DW10-300/100 1000 680 320 32.9 300 118-157DW12-300/100 1200 787 413 37.5 300 118-157DW14-300/100 1400 895 505 41.5 300 118-157DW16-300/100 1600 1000 600 45.3 300 118-157DW18-300/100 1800 1150 695 49.1 300 118-157DW20-300/100 2000 1235 765 52 300 118-157DW22-300/100 2200 1440 800 60 300 118-157DW25-300/100 2500 1700 800 63 250 118-157DW28-250/100(非标) 2800 2000 800 82 250 118-157DW31-200/100(非标) 3150 2350 800 91 200 118-157DW矿用单体液压支柱结构：支柱属外供液支柱，支柱主要由油缸、活柱、活塞、顶盖、底座、复位弹簧、橡胶密封件、三用阀等零部件组成。

矿用液压单体液压支柱相关知识概述矿用液压单体液压支柱是一种常见的矿用设备，用于煤矿和矿山开采的液压支柱，通常由众多的单体液压支柱逐层组成。

这种设备可以有效地支撑矿山墙体和天花板，使之稳定并保护采矿者的安全。

本文将概述矿用液压单体液压支柱的相关知识。

一、矿用液压单体液压支柱的工作原理矿用液压单体液压支柱是一种由液压组件、机械部件和控制系统组成的设备。

其工作原理如下：1. 液压组件矿用液压单体液压支柱主要是由液压油缸、液压隔膜泵、液压油箱和压力调节器等液压组件构成的。

液压油缸是能够伸缩的金属部件，通过该部件的伸缩来实现支撑矿山墙体和天花板的作用。

液压隔膜泵能够将液压油缸内的压力转化为流量，从而实现搬运液体介质的作用。

液压油箱则是液压介质的存储和散热的场所，同时还要具有抗腐蚀和防漏的作用。

压力调节器则是能够调节液压系统内液体的压力，从而保证整个系统的工作稳定性。

2. 机械部件矿用液压单体液压支柱的机械部件主要包括钢制支柱、卡环、托架、联轴器、连接螺栓等。

钢制支柱是整个设备的支柱主体部件，通过其能够实现煤矿墙体和天花板的支撑功能。

卡环和托架则是负责将液压油缸固定在支柱上，从而保证它们的连续性和稳定性。

联轴器和连接螺栓是用来连接各个液压组件和机械部件的。

3. 控制系统矿用液压单体液压支柱的控制系统是由由主缸阀、附加缸阀、联动管和传感器等组成的。

主缸阀和附加缸阀是液压系统的关键部件，通过开启或关闭它们，可以控制压力、流量和各个液压油缸的工作状态。

联动管则是将各个部件连接到一起的管道，它能够负责将控制信号传递到液压油缸和液压隔膜泵中。

二、矿用液压单体液压支柱的优势1. 能够提高采矿效率使用矿用液压单体液压支柱可以减少煤矿采矿过程中的安全风险，提高采矿效率。

这种设备可以通过迅速支撑住煤炭的墙壁和天花板，使采矿过程更加安全和高效。

2. 能够降低能耗由于矿用液压单体液压支柱的工作原理是由液压油缸支撑煤矿墙体和天花板，因此不需要外部能源。

矿用液压单体支柱矿用液压单体支柱是在矿井中常用的煤矿安全设备之一，其主要作用是支撑和维护矿井巷道的稳定，避免矿井发生塌陷事故，保证矿工的生命安全。

矿用液压单体支柱作为一种高效、安全、可靠的支撑设备，具有细小高强、可靠性高、调整方便等优点，不仅在国内煤矿得到了广泛运用，而且在国际上也受到了越来越多的重视。

一、矿用液压单体支柱的原理矿用液压单体支柱是由四部分组成的：支柱筒、弹簧、液压缸和液压系统。

支柱筒是主要承受挤压力的部分，弹簧是为了支撑支柱筒，在煤层塌陷时起到缓冲减震的作用。

液压缸则是使支柱筒能够在矿井中活动的部分，液压系统则是进行液压控制的部分。

当煤层发生挤压力时，弹簧先起作用，缓冲压力，然后液压系统根据压力大小和液压控制信号的作用，调节液压缸的伸缩，从而实现支柱筒的高度调节，保证煤层的稳定。

二、矿用液压单体支柱的特点1、细小高强矿用液压单体支柱钢筋直径仅有50mm左右，相比于传统的木制支柱，它钢材的使用量减少了许多，重量轻了很多，但是它的承重能力却是很强的，还能够适应各种地质条件和煤层厚度，广泛适用于各类矿井工作面的不同位置。

2、调节方便液压单体支柱的液压系统可以通过中央控制室或操作员调节实现对支柱高度的调节，同时还可以实现对每个支柱的液压控制，从而保证每个支柱在力量和高度上的均衡。

3、可靠性高液压单体支柱通过了国家质量监督检验测试，其零部件均采用国内外优质原材料和高标准配套件，具有品质可靠、耐用等特点，能够承受千斤重的重压，任何人力和机械压力下都不会断裂，保证井下人员生命安全和矿井稳定。

三、矿用液压单体支柱的类型目前，国内煤矿使用的液压单体支柱分为两种类型：液压顶板支柱和液压底板支柱。

顶板式液压单体支柱是煤矿使用的主要型号，它的支撑钻梳通常设置在采煤机后方，支撑在上部，具有减小煤层位移、维持矿井稳定等优点。

底板式液压单体支柱则是在煤巷底部设置，具有增加地压、加大支撑面积等特点，广泛应用于在煤工作面矿井中的维护。

随着科技技术的进步，支护改革的发展，单体液压支柱的使用越来越广泛，为了更有利于采煤工作面的顶板管理，目前使用DZ型单体液压支柱,基本淘汰了HZWA型摩擦式金属支柱。

单体液压支柱与摩擦式金属支柱相比有很多优点，一是结构简单，初撑力高；二是具有恒阻特性，工作阻力大；三是操作方便，使用安全，劳动强度低。

但在采煤工作面如何用好，管好单体液压支柱，是一个值得探讨的问题。

单体液压支柱的工作原理是，利用乳化液泵将工作介质压入密封的油缸，迫使活柱上升，利用液体压力使支柱给顶板一定的初撑力，当顶板下沉时，支柱载荷增加，直至顶板压力与支柱工作阻力形成新的平衡，以达到阻止和延缓顶板离层或下沉，支护顶板的目的。

如果没有掌握好其基本原理，缺乏使用管理常识，违反操作规程，支柱将会受损，采煤工作面将会出现冒顶事故，使生产受到严重影响，给工人生命带来威胁。

为了提高经济效益，节约降耗，向内挖潜，更好地用好，管好单体液压支柱，有效地控制顶板，确保安全生产，要做好以下工作。

1、单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验。

单体液压支柱经长途运输，装卸，容易导致密封眼损伤，活塞弯曲，缸体凹陷，弹簧脱落。

其试验原则是，在2分钟内不许有压降，4小时内缸体不允许有渗漏，升降柱不准有卡阻，限位装置必须牢固可靠。

使用单体液压支柱的工作面，必须存有一定数量的备用支护材料。

2、每班使用单体液压支柱前，必须对上班支柱进行检测，并建立好记录台账。

由于地质条件，煤层赋存状况等因素变化,要求支护材料、支护方式适应其变化，以便有效控制顶板，保证回采工作面安全，防止支柱“带病”工作。

对损坏的金属顶梁及失效的单体液压支柱必须进行更换。

在同一采煤工作面中，不得使用不同类型和不同性能的支柱。

在地质条件复杂的采煤工作面中使用不同类型的支柱时，必须制定安全技术措施。

3、支护要及时，支架架设要牢固，初撑力要足够。

采煤工作面发生爆破后，必须立即挂梁支护，严禁空顶作业。

所有的支架必须架设牢固，迎山有力，并有防倒柱措施，严禁在浮煤或浮矸上架设支架。

DW型外柱式单体液压支柱一、适用范围DW型单体液压支柱是一种新型外部供液的恒阻式单体液压支柱，是高档机械化普采工作面的配套设备，也是综采工作面的端头支护设备。

其适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头顶板支护，由于其承载能力大、抗偏载能力强、工作行程大、使用范围广，因而其可应用于薄煤层、中厚煤层及较厚煤层工作面。

二、技术特征型号含义：例如：DW35—180/100XD代表单体液压支柱W代表外注式35为支柱的最大高度180为支柱的额定工作阻力100为支柱的油缸直径；X为柱塞悬浮式技术原理。

100缸径系列规格及主要技术特征见表项目型号最大高度(mm最小高度(mm工作行程(mm工作阻力(KN重量(kg支柱工作范围(mm额定工作压力(MPa泵站压力(MPa初撑力(KN工作液体回柱方式DW35--180/100X3500 1960 1540 180 71.0 1960～350024.915～20108.5～乳化远距离和144.7 液近距离DW31--180/100X 3150 1780 1370 65.01780～3150DW28--250/100X 2800 1600 1200 250 59.0 1600～280034.6DW25--250/100X 2500 1430 1070 54.01430～2500DW22--300/100X2240 1280 960 300 49.5 1280～220041.5DW20--300/100X 2000 1150 850 45.01150～2000DW18--300/100X 1800 1035 765 41.51035～1800DW16--300/100X 1600 920 680 38.0920～1600DW14--300/100X 1400 810 590 34.0810～1400DW12--300/100X 1200 700 500 30.5700～1200DW10--300/100X 1000 595 405 27.5595～1000DW08--800 490 310 24.0 490～800300/100XDW06—630 400 230 21.0 400～630300/100X三、结构及工作原理DW型（柱塞悬浮式）单体液压支柱由铰接顶盖1、密封盖组件2、活柱3、手把阀体4、油缸5、复位弹簧6、底座7、三用阀8、O形密封圈9，15、19、挡圈10，14，16、20、销头螺栓11、防尘圈12、Y形密封圈13、连接钢丝17、21、导向环18等零部件组成。

矿用单体液压支柱
中文名称：矿用单体液压支柱
英文名称：hydraulic prop
矿用单体液压支柱的定义
利用液体压力产生工作阻力并实现升柱和卸载的单根可缩性支柱。

应用学科
煤炭科技（一级学科）；煤矿开采（二级学科）；矿山压力与岩层控制（三级学科）
单体液压支柱为外供恒阻式单体液压支柱，它可以与各种顶梁配合，也可以作主柱使用。

可供炮采工作面支护顶板使用，也可做其他临时性支护使用。

其主要特点
工作行程大，安全管理成本低。

每个规格可替代传统活塞式单体支柱2-4个规格，减少了由于工作面采高和巷道受顶板、底板移进量的变化需要换不同型号单体支柱的频次，降低了工人劳动强度和支柱额外备用数量。

支护强度高，安全稳定性好。

支柱无承载焊缝，同时支柱采用悬浮式技术原理，高压液产生的悬浮力直接作用在顶盖端，达到工作阻力的五分之四，立柱受力仅为五分之一，大大提高了支柱支护的稳定性和偏载能力。

泄漏易发现，安全可靠能高。

由于结构上的改进，避免了因内泄漏造成的支柱虚顶、脱顶情况，支柱一旦泄漏，在井下现场用肉眼直接就能检查出，可随时更换支柱；采用密封补偿和密封涨紧技术原理，顶板来压越大，密封面配合越紧密，越不易泄漏。

使用寿命长，操作维护简便。

整体结构简单，使用寿命长；操作方便，易于维护，能够大大降低支柱升井及维修率。

煤矿单体支柱三用阀工作原理
三用阀是单体支柱的心脏部分，实现支柱的升柱、承载、回柱动作。

首先，靠泵站输出的压力液进行初撑，在顶板来压或卸载时，通过三用阀上的安全阀和卸载阀，使液体泄到采煤工作面内，支柱下降，重复工作时，再用泵站的高压液体初撑，依次循环。

其中单向阀完成支柱的升柱和初撑，卸载阀完成支柱的回收，安全阀实现恒定不变的工作阻力并在支柱过载时保护支柱不致损坏，三用阀工作原理如下：
1、升柱—初撑
单体支柱上升时，将泵站输出管道上的注液枪套在三用阀的注液口，泵站来的高压液体将三用阀中的单向阀打开，高压液体经单向阀进入支柱的液压腔内，使支柱得到升柱和初撑。

当支柱顶盖使金属铰接梁紧贴工作面顶板，活柱体不再升高时，切断泵站来的高压液体。

这是支柱内腔压力接近泵站压力，支柱给顶板一定的初撑力P0，完成升柱和初撑过程。

2、承载—溢流
随着支护时间的延长，工作面顶板作用在支柱上的载荷增加，当支柱所受载荷超过额定工作阻力P h时，支柱内腔的高压液体，将三用阀内的安全阀打开，液体外泄，支柱下缩，使顶板压力重新分布。

支柱所受的载荷低于额定工作阻力时，支柱内腔压力降低，安全阀关闭，内腔液体停止外流。

支柱在支护过程中，上述过程反复出现，支柱对顶板的阻力基本保持不变。

3、回柱—卸载
回柱时，将卸载阀打开，支柱内腔液体泄到工作面采空区，活柱体在自重和复位弹簧的作用下降柱，完成回柱过程。

采煤工作面单体液压支柱的正确使用方法随着煤矿开采技术的进步，支护改革的发展，单体液压支柱的使用越来越广泛，为了更有利于采煤工作面的顶板管理，目前使用DZ型单体液压支柱,基本淘汰了HZWA型摩擦式金属支柱。

单体液压支柱与摩擦式金属支柱相比有很多优点，一是结构简单，初撑力高；二是具有恒阻特性，工作阻力大；三是操作方便，使用安全，劳动强度低。

但在采煤工作面如何用好，管好单体液压支柱，是一个值得探讨的问题。

单体液压支柱的工作原理是，利用乳化液泵将工作介质压入密封的油缸，迫使活柱上升，利用液体压力使支柱给顶板一定的初撑力，当顶板下沉时，支柱载荷增加，直至顶板压力与支柱工作阻力形成新的平衡，以达到阻止和延缓顶板离层或下沉，支护顶板的目的。

如果没有掌握好其基本原理，缺乏使用管理常识，违反操作规程，支柱将会受损，采煤工作面将会出现冒顶事故，使生产受到严重影响，给工人生命带来威胁。

根据我多年的井下反打实践，我认为使用好单体液压支柱必须做到以下几点：1、单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验。

单体液压支柱经长途运输，装卸，容易导致密封眼损伤，活塞弯曲，缸体凹陷，弹簧脱落。

其试验原则是，在2分钟内不许有压降，4小时内缸体不允许有渗漏，升降柱不准有卡阻，限位装置必须牢固可靠。

使用单体液压支柱的工作面，必须存有一定数量的备用支护材料。

2、每班使用单体液压支柱前，必须对上班支柱进行检测，并建立好记录台账。

由于地质条件，煤层赋存状况等因素变化,要求支护材料、支护方式适应其变化，以便有效控制顶板，保证回采工作面安全，防止支柱“带病”工作。

对损坏的金属顶梁及失效的单体液压支柱必须进行更换。

在同一采煤工作面中，不得使用不同类型和不同性能的支柱。

在地质条件复杂的采煤工作面中使用不同类型的支柱时，必须制定安全技术措施。

3、支护要及时，支架架设要牢固，初撑力要足够。

采煤工作面发生爆破后，必须立即挂梁支护，严禁空顶作业。

所有的支架必须架设牢固，迎山有力，并有防倒柱措施，严禁在浮煤或浮矸上架设支架。