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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。
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。
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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。
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。
