209-综采工作面新型端头液压支架设计研究

综采工作面端头支护支架与上下安全出口畅通问题研究与应用摘要：针对义煤公司综采工作面端头支护支架为反四连杆结构，没有提供安全畅通的行人空间，导致工作人员必须从端头支架前立柱和前部刮板输送机驱动部之间的间隙，或者跨过前部刮板输送机机头部进入工作面，有很大的安全隐患。

通过改变反四连杆结构，在底座上设置套筒和伸缩杆，使前后立柱之间有不小于600mm的安全行人空间，从而解决了工作面端头支护支架与上下出口安全畅通的问题。

关键词：液压支架；安全通道；支撑力；工作阻力1 前言随着放顶煤技术的发展，对综放工作面的单产要求也越来越高。

根据统计资料，提高设备开机率、加快推进速度、提高工人的工作效率是提高工作面单产的有效途径。

但是，要保证放顶煤工作面的高推进速度，如果端头支护状态不佳，多台设备得不到有效保护，多项工序不能正常进行，那么提高工作面单产就不可能实现。

而且，放顶煤工作面端头作业劳动量相当大，据有关资料介绍，德国的放顶煤工作面端头劳动消耗占工作面用工总数的25%，我国一些使用较好的局矿端头劳动消耗也在30%以上，个别40%。

因而，解决放顶煤工作面的端头支护，研制和设计能适应放顶煤工作面的配套端头支架，实现端头作业的机械化，是减少工人笨重的体力劳动，降低事故率、提高工作面推进速度、实现高产高效的关键。

放顶煤工作面端头虽然占用面积不大，但端头区是巷道和工作面交汇处，围岩在多种支承压力作用下，受采动影响最大，矿压显现复杂，无立柱支护空间大，所以端头既是顶板维护的重点，又是顶板控制的难点，设计适合于放顶煤工作面的端头支架就成为解决这些矛盾的重要途径。

义煤公司各综采矿井工作面使用的端头支架采用均的为反四连杆结构，在井下实际生产过程中，经过调查和分析，主要有以下2个方面的问题：（1）端头支护支架没有提供可安全畅通的行人出入空间。

（2）端头支护支架后部安全支撑空间及支撑力小。

该型端头支护支架在结构设计上已不能满足矿井对高效和安全生产的需要，故急需对端头支护支架进行研究设计，增加可安全行人的通道，并提高支架后部支撑力和工作空间，以保证矿井的高效和安全生产。

综采工作面液压支架安装定位技术摘要：随着煤矿生产能力的不断增加，综采工作面开采强度也在随之增加，如何提升综采工作面安全效果，对于保证综采工作面整体的运行质效非常关键。

液压支架作为综采工作面的重要装备，其安装质效非常关键。

因此，对综采面液压支架安装工艺进行分析有着较为重要的意义。

关键词：综采工作面;液压支架;安装;定位技术引言随着矿井采掘深度增加，煤炭回采过程中矿压显现更为明显，对液压支架支撑能力以及稳定性等提出更高要求。

采煤工作面新采用的液压支架在支撑高度、重量以及体积等方面较以往支架均有所增加，受井筒断面、绞车运输能力等方面限制，新液压支架难以整架运输。

1概述液压支架是综采工作面回采的主要支护设备，由于其本身体积重、吨位大，在巷道中安装回收的技术难度高，进架出架往往要占用很长的工作时间，对矿井生产衔接造成很大影响。

以坡底煤业为例，一个综采工作面进架出架平均总时间为42d左右，约占整个搬家倒面时间的75%。

而且使用小绞车进行多架掩护撤架，不但工序复杂，还极易因挂钩不当、绞车失误操作等问题引发安全事故，因此有必要对进出架工艺装备进行研究，提高搬家倒面速度和安全性。

2综采工作面液压支架安装定位技术2.1切眼支架组装（1）使用10驱机车将支架顶梁送至工作面临时组装间落在底板上，使用风动葫芦起吊顶梁，将组装好的底座车导出组装间，然后使用10驱机车将组装好的底座和尾梁打运至工作面。

（2）用风动葫芦将支架顶梁起吊至距底板2m高位置，将运送底座的10驱单轨吊机车驱动穿过顶梁上方，机车起吊梁至顶梁尾2m左右时停车后将底座落至底板，然后升起顶梁到位，在安装好的支架上提前悬挂回头滑车，使39t绞车钢丝绳穿过滑车配合支架自移，把底座自移到顶梁下方后使用风动葫芦组装顶梁。

2.2支架转运在采面使用的支架重量约29．3t、长度6．5m、宽度1．5m，支架拆解后顶盖较支架运输平板车长，在斜巷内运输时面临平板车与绳头连接问题。

综采工作面液压支架安装定位技术摘要：随着我国综采机械化程度的不断提高，综采工作面的推进速度与安装速度不断加快，各煤矿企业生产衔接将日益紧张，对工作面的安装质量要求也将进一步提高。

综采工作面的安装是工作面掘进至回采的重要环节，其综采设备的安装质量直接影响着各工作面生产衔接效率以及采区初采质量。

而做为综采设备中数量最多、外形尺寸最大、安装工期最长的液压支架则是整个工作面安装中的最重要部分，其安装效果直接影响整个工作面安装的质量。

实际安装过程中受切眼顶底板起伏变化、切眼掘进扩面施工质量以及巷道掘进工序等影响，若液压支架全都按照常规模式安装，就可能造成整个工作面液压支架安装后成排成线效果差，中心距误差较大。

通过分析工作面安装期间的不利因素，提出一些针对性的措施及想法，并列举一些安装时的具体控制方法，使液压支架安装能够克服先天不利条件，按照定位参考减少安装误差。

在一些具体施工环节，通过制作模具和增加精准定位线，使液压支架安装时严格按照定位线和中心距要求进行调试入位，从而达到整个工作面的液压支架底座、大柱和前梁都呈直线布置，并实现液压支架与刮板输送机的精准对接，为采区回采提供充分条件。

关键词：综采工作面；液压支架；安装定位；技术措施在综采工作面的液压支架安装过程中，必须根据现场条件提前消除不利因素，采取科学合理的施工方法，加强煤矿“三安”管理和无缝衔接的管理理念，使液压支架安装达到高标准的安全质量要求。

1影响液压支架安装定位的因素1.1切眼掘进质量在对切眼进行扩面作业后，存在起伏较大的底板在断层或压力的作用下顶板部分冒顶以及没有控制准切眼掘进方向线等，这些都会影响到液压支架的安装。

为确保支架能垂直安装于顶底板，当待安装工作面底板起伏较大时，在安装支架时应依据具体坡度变化来对支架安装角度进行调整。

当待安装工作面顶板存在破碎时，为确保支架顶梁能充分接触顶板，应先在顶板与支架顶梁间垫好方木后，再让安装升顶。

同时，底板存在的坡度，也会严重影响支架安装中心距的达标，影响安装后的成排成线。

60如今煤矿在综采工作面开采过程中主要应用的是一种全截深双向割煤工艺，要进一步提高液压支架跟机自动化水平，必须对综采工作面液压支架跟机自动化工艺展开更加深层次的研究。

从不同的工作阶段入手，结合工作流程和运行轨迹进行分析，从而得到具体的工艺技术。

1 综采工作面液压支架中部跟机自动化采煤工艺在对综采工作面液压支架中部跟机自动化工艺进行分析的过程中，可知采煤机在中部进行割煤过程中，液压支架的动作规律是一致的，因此本文以采煤机的下行割煤为例，分析中部跟机自动化工艺流程的运行情况。

在中部跟机自动化工艺流程中一共可以分为5个操作环节，分别为降尘喷雾、伸伸缩梁、伸收护帮板、移架、推溜。

通过这5个操作环节，可以有效降低粉尘、煤尘，提高工作面的可视化程度，并且对顶板起到有效的支护作用，最大程度保证工作的安全性、稳定性。

图1为中部跟机自动化工艺流程：图1 中部跟机自动化工艺流程以降尘喷雾为例，根据上图中信息，该中部跟机自动化的降尘喷雾流程在距离采煤机采煤机中心，也就是31号支架的D pq 位置以及前滚筒对应的N pq 个支架一起喷雾，经过一系列的工艺流程后，伸出支架的护帮板以及伸缩梁，以此对煤壁进行支护，最大程度避免自动化工艺流程在应用过程中出现问题。

需要注意的还是，在进行移架这个环节时，需要对支架进行处理，并且在这个过程中，还要检测实际的移架距离，以此判断移架工艺过程是否完成。

完成移架工艺后，就进入到推溜环节中，主要的推溜环节距离采煤机中心位置较近，在保护刮板输送机的基础上，完成对支架的推溜，推溜的范围要根据刮板输送机具体的结构性能确定，本文的推流范围为N t 个支架。

2 综采工作面液压支架机头机尾跟机自动化工艺一共划分出了6个关键性的工艺节点，分别为：割透煤壁阶段、首次反复刹底阶段、斜切进刀阶段、割三角煤阶段、二次反复刹底阶段、向中部割煤阶段。

以向中部割煤阶段为例，在这个阶段，支架会进行中部跟机自动化工艺中的流程动作，采煤机运行过程中，相对应的支架也会随之运行，一直到支架完成整体移动，就算做中部割煤阶段完成。

煤矿新型液压支架的设计与应用摘要：液压支架属于一重要的煤矿开采设备，其在煤矿日常开采作业中占有重要地位，液压支架应用状况的好坏将直接影响到综采工作面的高产高效，而液压支架要想更好的服务于煤矿开采工作，对采高变化的适应性必须强。

就当前多数液压支架的主体结构现状而言，其大多为四连杆结构，其立柱为双伸缩结构，该种结构灵活性相对较差，在某种程度上很难适应工作面采高变化。

对此，笔者结合利用所学知识并结合实际工作经验，提出应用曲柄滑块机构与更灵活的剪叉机构相结合的新型机构来代替传统液压支架的四连杆机构，这样的液压支架会更灵活，能适应更大范围的工作面采高变化，不但可确保液压支架梁端距稳定变化[1]，而且可使液压支架能适应更大的支护高度，取得更好的支护效果。

关键词：液压支架；总体设计；运动过程；经济性引言基于当前国内普通液压支架，大多结构较复杂，采高变化相对较小，实际适应性相对较差，很难满足实际使用需求的现状。

设计一种新型液压支架，介绍其总体设计情况及具体运动情况，提出采用曲柄滑块机构与剪叉机构相结合的新型结构来代替传统的四连杆机构。

实际应用情况表明该种新型液压支架，不仅能更好地适应作业现场采高变化，而且生产成本更低，其具有更好的适应性与经济性，可为企业创造更多经济效益。

1新型液压支架的总体设计对于液压支架而言，其性能的好坏主要依据：梁端距变化量情况以及支架可达到的最高支护值与最低支护值之比这两个指标来反映。

其中梁端距变化量主要反映的是支架顶梁对顶板的支护情况，而液压支架的可达到的最高支护值与最低支护值之比主要反映了液压支架适应采高的能力，通过把剪叉机构与曲柄滑块机构进行科学、合理的组合，借助该组合来取代当前液压支架传统的四连杆机构，这样可显著改善液压支架在日常支护作业中的综合支护性能，取得较好的支护效果[2]。

（1）剪叉机构。

当让两根长度相同的杆铰接于彼此中点时，这两条杆同侧端点连线会一致处于平行状态，其不受两杆件夹角变化影响。

综采工作面超前支护液压支架研究杜恩光【摘要】针对某煤矿现有左右两列交错型的迈步前移式液压支架很难满足目前机采巷道的支护要求的问题,对该类支架进行了改进应用.改造后的超前支护液压支架能够满足倾斜巷道中顶板稳定性及超前支护的要求,在实现巷道机械化支护的同时为巷道支护奠定了基础.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)007【总页数】3页(P175-177)【关键词】液压支架;综采工作面;机械化;超前支护【作者】杜恩光【作者单位】山西阳煤新景公司调度室综采二队,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TD355.4引言在过去的两巷超前支护中，以单体液压支柱配合金属铰接梁是最为常用的支护方式之一[1]。

当巷道断面较小、巷道两侧压力较小时，这种支护方式能够满足目前的生产需求，但在这种支护模式下，单体液压支柱与金属顶梁配合使用时存在安全性较差及工人的工作量较大等缺点，这种支护方式还存在支护强度较弱、支护速度较慢、成本高及设备移动困难等缺点[2-3]。

然而，超前支护液压支架从设计上克服了这些缺点，为实现两巷支护的机械化及超前支护奠定了基础，也是传统支护技术的巨大飞跃。

1 超前支护支架类型选择改造煤矿的煤层类型属于典型的“三软”煤层，其煤层硬度较小、顶板的岩性较差、顶板倾角较大。

在进行巷道的超前支护时，对于巷道所需要选择的支架类型配合相关部门进行了综合的论证分析。

1.1 支架类型介绍现阶段矿井常用的超前支护支架主要包括以下几种类型：1）左右交替迈步前进式液压支架。

左右两侧的支架构成一个支架组合，此支架类型适用于设备巷及风巷。

2）上下摆动型宽体横向液压支架。

这种支架大多用于设备巷，可以适应多种不同形状的巷道断面，其结构如图1所示。

3）可四处伸展型宽体顺向液压支架，多适用于巷道断面较大、通风较好的风巷。

4）由后向前移动型横向多列整体型液压支架及顺向交替整体框架型超前支护液压支架，其中整体超前支护支架顺向交替支护特殊巷道，二者均适用于巷道断面较大且巷道围岩条件较好的设备巷[4-5]。

智能化综采工作面采煤机与液压支架协同控制技术应用研究发布时间：2021-04-12T10:06:56.720Z 来源：《科学与技术》2020年36期作者：彭世伟[导读] 据相关资料统计，煤炭在我国的化石能源消耗中大约占据彭世伟中国平煤神马股份十矿安装队河南平顶山 467000摘要：据相关资料统计，煤炭在我国的化石能源消耗中大约占据67%的比例，是国家发展的基础能源。

液压支架对于保障煤矿的煤炭开采具有重要作用。

根据实际使用经验可知，综采液压支架中活柱是比较容易受损伤的部件之一，对于液压支架整体的使用寿命具有重要影响，所以研究提高活柱性能的工艺手段具有重要意义。

本文对智能化综采工作面采煤机与液压支架协同控制技术应用进行分析，以供参考。

关键词：智能化；综采工作面；采煤机；液压支架引言随着社会经济的快速发展，企业对于资源的需求也在逐渐增多，这就要求煤矿企业能够针对现有采煤技术进行一定的改进，从而有效提高采煤量，从而实现资源供给与消耗的平衡。

同时，由于信息技术的快速发展，煤炭企业能够及时对采煤中出现的问题提出合理的解决对策，从而确保采煤工作的顺利进行。

智能化技术作为当前采煤技术的主要发展趋势之一，要求煤炭企业能够将现有的采煤技术进行结合，从而实现采煤智能化的实现。

1智能化开采发展现状分析随着人工智能技术的快速发展，现在已经进入了人工智能时代。

为了紧跟时代的潮流，煤矿行业也要实现智能化开采。

所谓的“智能化开采”，就是自动化开采的高级阶段，通过机械的自我学习而实现开采的自动化和智能化。

智能化开采减少了煤矿开采过程中人的参与，煤炭资源开采的效率更高且更安全，体现了科学技术对于生产力提升的作用。

2智能化工作面设计的关键技术井下设备位置、运动状态以及姿态的测量是实现智能化开采的基础。

为此，需要对工作面三维成像、井下高清视频图像的获取以及综采设备实时位置和运动状况的监测等方面进行研究。

工作面三维成像是为了实时了解工作面的实际开采情况，这个过程通常需要采用先进的三维激光扫描来完成。

超前支架、端头支架在综采工作面的应用研究摘要：从工作面概况、采煤方法及设备型号、液压支架的布置、效益分析等方面，论述了端头液压支架代替密集支护在发凤凰山矿综采工作面的应用。

关键词：综采；端头液压支架；液压单体；密集；支护1 综采工作面超前支护现状及局限性根据《煤矿安全规程》规定，采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面范围内的巷道高度不得低于1．8m。

即采煤工作面两顺槽20m范围内必须采取超前加强支护。

传统的采煤工作面两顺槽超前支护主要以单体液压支柱配合金属铰接顶梁进行支护，根据巷道断面及顶板压力情况确定支护参数，以确保安全出口的畅通。

但是在特殊地质条件和临面开采时，单体液压支柱配合铰接顶梁进行超前支护的局限性逐渐表现出来，主要有以下几个方面：(1)支护强度低。

对于顶板压力较大的煤层，达不到支护强度，易造成工作面安全出口处顶板下沉，单体支柱钻底多，回撤困难，特别是工作面后部密集切顶处尤其如此。

(2)支护速度慢。

由于单体液压支柱、顶梁支设及回撤速度难以大幅度提高，制约了工作面的推进速度，难以实现高产高效。

(3)劳动强度大。

由于支设回撤单体支柱及顶梁频繁，造成工作面回采使用人员多，劳动强度大。

(4)成本高，安全性差。

因顶板压力大或操作等原因，支柱、顶梁、柱鞋的损坏量较大，增加成本支出。

并且工序复杂，人工操作多，造成事故的概率较大。

综采工作面端头的支护方法综采工作面两端头常规的支护方法是人工采用单体液压支柱配合木柱帽进行密集支护，单体支护间距要求不得大于1 m，人工搬移支柱次数为1次/根/循环，且综采工作面两端头受顶板初次来压和周期来压的影响属应力极不稳定区，人工操作时不仅劳动强度大且存在很大的安全隐患。

针对以上问题，凤凰山矿首次在综采工作面采用端头液压支架代替端头密集支护的办法进行支护，取得了良好的效果。

1工作面概况2采煤方法及设备型号主要采煤配套设备见表1。

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。

煤矿开采液压支架电液自动化控制系统的设计研究发布时间：2022-10-21T08:15:14.644Z 来源：《科学与技术》2022年12期作者：李学坤[导读] 液压支架是综采自动化重要的支护设备，李学坤山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿山东济宁 272350摘要：液压支架是综采自动化重要的支护设备，在实际运行过程中其自动化控制水平有限。

基于此，针对液压支架的电液自动化控制，设计了采用PLC控制器的整体控制方案，并对具体的硬件设计及选型和部分软件的设计过程进行了分析。

分析表明，该系统的应用对液压支架进行自动化控制以及提高煤矿的综采水平及开采效率具有重要的意义。

关键词：液压支架；自动化；控制系统引言在传统的煤矿开采工作中，人工操作控制方式占据主导，容易受到各种自然状况、人为因素的制约，工作效率比较低。

而在煤矿综采中应用液压支架电液控制系统，其跟传统的煤矿开采系统相比，具备设备控制、顺槽控制、自动控制、智能控制等一系列功能，在煤矿开采资源中，广泛使用液压支架电液控制系统不仅可以优化煤矿生产条件，而且还能降低工人的劳动负担，实现无人化与远程控制操作，在确保煤矿开采质量和效率的同时，实现理想的煤矿企业效益。

1煤矿液压支架电液控制系统组成与特点1.1系统组成煤矿液压电液控制系统主要包括地面主控计算机、数据传输网络以及液压支架电液控制器等组成部分，其中主控计算机的抗干扰能力较强；液压支架安装红外传感器、电磁换向阀组、行程传感器、压力传感器等，且最终的系统执行机构便是电液阀。

1.2系统特点计算机属于煤矿液压支架电液控制系统的核心组成部分，需要处理较多信息量，且运算速度较快，可以实时监测液压支架、采煤机以及输送机的运行情况。

通过显示器可以直观了解井下开采的实时数据，将其与实际情况进行比较，利用远程操作控制液压支架，完成修改与设定。

以往人工操作控制阀系统比较传统，支架立柱需要利用密封圈进行防治。

而通过引入电液控制系统，可以以计算机为中心控制整个开采系统，减轻了开采人员的工作强度，并保证了开采安全性，大幅度提升了煤矿生产安全系统的效率。

引言使用端头液压支架是解决工作面端头支护问题的有效途径。

由于端头处设备汇集，配套关系复杂，使端头支架结构设计难度很大。

现用端头支架的型式主要有两架一组偏置式、两架一组中置式、三架一组中置式和前后两架组合式。

采用单体支柱与金属铰接顶梁或长钢梁的超前支护方式，存在以下问题：工人劳动强度大；单体支柱支设和撤柱慢，效率低；对端头压力大或顶板破碎的工作面，回柱和回收钢梁均很困难，增加了安全隐患。

于是，一种新型工作面端头与超前支护液压支架运用而生。

1新型工作面端头与超前支护液压支架介绍两架一组中置式端头液压支架，是一种放顶煤工作面端头支架，由左右两架组成，分别被布置在转载机两侧。

前后部刮板输送机机头与转载机搭接处支架的无立柱空间满足端头支架移架步距的要求，底座内设有侧调架千斤顶，顶梁上设有调架千斤顶，并可设置护顶板。

左右两架的推移千斤顶可同时推移转载机，并可交替自移架。

推移机构可与超前支架相连，协调推移[1]。

前后架中置式端头液压支架，该端头支架由前后两架组成，转载机布置在底座中间，底座中档一般为底分式结构，转载机落在底板上。

对软底板巷道，也可采用整体底座，转载机骑在底座上。

前后架通过推移千斤顶相连接，交替整架前移，也可通过推移横梁与转载机相连。

该端头支架的优点是稳定性好，但移架时整体卸载，巷道全断面瞬时无支护。

综采放顶煤工作面后部输送机与转载机如果采用交叉侧卸式传动方式，则可采用后置掩护式端头支架与前部中置式端头支架组合使用。

其过渡段的支护可采用与工作面中部支架基本相同的架型滞后支护，并可保证通畅的人行通道。

除排头第一架外，其他支架均可放顶煤。

端头支架与排头第一架间设置侧向封闭装置[2]。

超前支护液压支架，是一种由前后左右各一架组成的超前支护支架组，超前支护距离（至工作面距离）达20m以上。

该超前支护支架组可用于回采巷道，用于运输巷时，布置在转载机的两侧，支架宽度较窄；用于材料巷时，支架宽度可根据巷道宽度设计。