液压支架选型设计

液压支架参数及选型计算

1.负载能力：

液压支架的负载能力是指其能够承受的最大工作负荷。一般通过分析工作条件，确定支架在正常工作状态下所需的最大负荷，然后选择一个具有合适负载能力的液压支架。

2.最大工作压力：

最大工作压力即液压支架所能承受的最大液压力。在选型时，需要根据实际工作条件确定液压支架所需的最大工作压力，并选择一个能够满足该要求的液压支架。

3.工作速度：

工作速度是指液压支架活塞的上升或下降速度。一般来说，液压支架的工作速度需要根据工作要求来确定。选择液压支架时，要确保其工作速度能够满足实际需求。

4.液压缸行程：

液压缸行程是指液压支架活塞的行程长度。在选型时，需要根据实际工作条件确定液压缸的行程长度，并选择一个具有合适行程长度的液压支架。

5.工作温度范围：

工作温度范围是指液压支架能够正常工作的温度范围。在选型时，要根据实际工作条件确定液压支架所需的工作温度范围，并选择一个能够满足该要求的液压支架。 6.液压油种类和容积：

液压支架的液压系统通常需要使用液压油来传递能量。在选型时，需要确定所需的液压油种类和容积，并选择一个具有合适容积和能够使用所需液压油的液压支架。

选型计算：

在液压支架选型计算中，一般可使用以下公式来计算所需的参数：

1.计算负载能力：负载能力=承受最大负荷（工作负荷）+安全系数

2.计算最大工作压力：最大工作压力=最大液压力+安全系数

3.计算活塞面积：活塞面积=承受最大负荷/最大工作压力

4.计算活塞直径：活塞直径=2*√(活塞面积/π)

通过以上方法可以得到液压支架的相关参数，以便于选择合适的液压支架。需要注意的是，在选型过程中还要考虑实际应用中的其他因素，如压力损失、系统的稳定性等。在计算过程中要根据实际需求选择合适的安全系数，并结合实际应用条件来确定最终的选型结果。

第３９卷第５期　２　０　１　３年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．５　Ｆｅｂ．　２０１３　・６９・　文章编号：１００９－６８２５（２０１３）０５－００６９—０２　黑梁煤矿综采工作面液压支架选型设计研究　高小峰　孔杰　１．大地Ｉ程开发（集团）有限公司矿山设计研究院，北京１００１０２　薛华俊　张绍民　２．中国矿业大学（北京）力学与建筑Ｉｎ学院，北京１０００８３）　摘要：通过对黑梁煤矿几个主要的首采煤层的工程地质条件进行分析，并对液压支架主要参数进行理论计算，选择了能够满足　现场综采需求的支架类别和结构形式，实践证明，合理的选择适应生产的液压支架，是实现矿井高产高效、取得最佳经济效益的前　提条件。　关键词：液压支架，综采工作面，高产高效，最佳经济效益　中图分类号：ＴＵ９４４　文献标识码：Ａ　１　工程概况　黑梁煤矿隶属新矿内蒙古能源有限责任公司，是由新汶矿业　集团有限责任公司投资建设的年设计生产能力为１８０万ｔ的现代　化矿井。黑梁井田位于鄂尔多斯上海庙矿区、西区石炭二叠系成　煤区的最西部，地处于内蒙古自治区鄂托克前旗境内，行政区划　隶属鄂托克前旗新上海庙镇管辖。该井田东距鄂托克前旗约　７０　ｋｍ，南距磁窑堡煤矿２６　ｋｍ，西南距银川市４０　ｋｍ；地理坐标为：　东经ｌＯ６Ｏ３２　３６”～１０６。３４　２２　，北纬３８。１８　ｌ４”～３８。２１　３０”。　黑梁煤矿采用下行开采顺序。移交生产采区为首采区，该采　区赋存煤层有１煤、５—１煤、５－２煤、５煤、９煤和１０煤。首采区各　煤层的理论生产能力如表１所示。　表１　首采区各煤层生产能力表　煤层编号　煤层特征　１煤　５－１煤　５－２煤　５煤　９煤　加煤　平均煤厚　１．Ｏ３　２．３９　１．００　２．７５　３．１４　０．７７　视密度　１．４３　１．４６　１．４８　１．４６　１．４７　１．４５　工作面生产能力／万ｔ　３６—４５　１４０～１７５　４７～５９　ｌ６１—２０１　ｌ８ｌ一２２７　２７—３４　小时生产能力／ｔ・ｈＩ１　２０１　６１４　３７７　９３２　９９６　ｌ６５　年推进度／ｍ　ｌ　７８２　２　３７６　２　３７６　２　３７６　２　３７６　ｌ　７８２　从表１可以看出，矿井先期开采的１煤煤层生产能力为３６万ｔ～　４５万ｔ，５－１煤煤层生产能力为１４０万ｔ一１７５万ｔ，矿井要达到　１．８Ｏ　Ｍ　年的年生产能力，需要１个１煤工作面和１个５－１煤工　作面两个工作面。而当开采５煤或者９煤时，仅需１个工作面即　可达到年设计生产能力。根据煤层可采边界和煤层压覆压差关　系，考虑到采区回采工作面的接续关系，首采区的达产工作面分别　布置在下山的两翼，即北翼的１煤工作面和南翼的５－１煤工作面。　２液压支架形式的选择　综采工作面液压支架主要分为支撑式、掩护式和支撑掩护式　等三种形式，一般常用的主要有掩护式和支撑掩护式两种类型。　支撑掩护式液压支架具有稳定性好、支撑能力大、通风断面大、切　顶能力强和抗水平推力较强、底板比压较均匀、对底板适应性较　强等优点。但该架型也存在着结构和控制复杂、前后立柱受力不　均衡以及工作阻力利用率低等问题，另外相对于掩护式支架尤其　是大采高液压支架，支撑掩护式支架体积较大，吨位较重，成本稍　高一些。掩护式液压支架主要以掩护采空区冒落的矸石为主，对　机道上方的顶板支撑为辅，对破碎顶板有一定的适应性。该架型　具有支架掩护性和稳定性较好、调高范围大，简化了支架结构、提　高了工作阻力利用率，移架速度快，易于实现电液控制等优点；同　时支架吨位和重量方面优于支撑掩护式架型，尤其是大采高综采　工作面，往往均采用掩护式架型。但该架型支架还存在着一些不　足：掩护式支架对泥岩底板适应性差，底板比压不均匀，尤其是遇　到软岩底板，支架底座前端易钻底，降低了移架速度　。　。　根据以上液压支架架型的分析，结合黑梁煤矿各煤层的特点　及顶底板岩性，设计本着“性能可靠、经验成熟、故障率低”的设备　选型原则，推荐薄煤层采用掩护式支架、中厚煤层采用支撑掩护　式架型，待开采９煤采用大采高综采时，推荐选用掩护式液压支　架。主要理由如下：１）首采１煤属薄煤层，采高较小，为减少支架　结构推荐采用掩护式。２）５煤组顶底板岩性为软弱岩类，岩石最　大抗压强度为３０　ＭＰａ，选用支撑掩护式支架，其稳定性好，对于软　煤岩工作面，可以通过拉超前支架、追机移架的方式对顶板进行　超前维护和及时维护，防止工作面冒顶事故的发生。３）支撑掩护　式支架对底板比压均匀，对于软岩底板有较强的适应性。避免了　掩护式支架移架钻底，以及因钻底而前梁降低，造成煤机割超前　支架前梁等方面的缺陷。４）中厚煤层采高一般在３．５　ｍ以下，采　用支撑掩护式液压支架通风断面大，有利于工作面瓦斯的稀释和　降尘。５）本矿井埋藏较深，回采工作面顶板的压力随着开采深度　的增加而增大，选择支撑掩护式架型对工作面顶板的支护比掩护　式架型在支护强度和整体稳定性方面更有优势。　大采高液压支架选择掩护式架型的主要理由如下：１）大采高　掩护式液压支架相对于支撑掩护式液压支架少两个立柱，重量　轻。ＺＺ１００００－２２／４５型支撑掩护式支架整体重量３５．５　ｔ（整体顶　梁），而选用ＺＹ１００００－２２／４５型支架，整体重量可降为３０　ｔ左右。　支架吨位的减少对于立井提升、采区上、下山提升设备的选择较　为有利。２）从煤层顶底板岩性分析，９煤顶板为灰岩，属半坚硬岩　类，岩性较好，工作面顶板容易控制。３）大采高掩护式液压支架　易实现电液控制支架操作，提高了移架速度。　需要说明的是为减少大采高液压支架的外形尺寸，实现支架　整体下井的需要，在液压之间选型时，顶梁的选取应优先选用铰　接顶梁，以减少大采高液压支架的外形尺寸，适应副立井大罐笼　下井。　３液压支架结构高度的确定　设计根据首采区先期开采的１煤、５—１煤回采工作面的支架　结构高度进行计算。支架最大结构高度Ｈ　＝Ｍ　＋Ｊｓ　，其中，　Ｍ　为煤层最大采高；Ｊｓ，为伪顶或浮煤冒落厚度，取０．１　ｍ～０．３　ｍ，　对薄煤层或顶板稳定，取下限，对厚煤层或顶板中等稳定以下，取　收稿日期：２０１２—１２・０６　作者简介：高小峰（１９７７一），男，工程师；　孔杰（１９８８一），女，在读硕士；　薛华俊（１９８９一），男，在读硕士　张绍民（１９８８－），男，

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。此外，由于某些顶板条件比较特殊，故可采用多种形式的液压支架，因此液压支架架型的选择既要以顶板性质作为依据，还应考虑顶板级别划分的模糊性。在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。

摘 要

本论文要紧论述了一样掩护式液压支架的设计进程。设计内容包括：选架型、整体设计、要紧零部件的设计、要紧零部件的校核和液压系统的设计。

支架采纳正四连杆机构，以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁均做成箱体结构；立柱采纳双伸缩作用液压缸，以增加工作行程来知足支架调高范围的需要。推移千斤顶采纳框架结构，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，采纳锥阀液压系统。 Abstract

The article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process.

The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare

part examination and the hydraulic system design.

The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam,

caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double

expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support

to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces