采掘设备故障与诊断-液压支架

1、中国矿业大学机电学院第四章第四章 液压支架液压支架 内容提要：内容提要：第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类第二节第二节 液压支架安装液压支架安装第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作采掘设备故障与诊断采掘设备故障与诊断第四节第四节 液压支架维护与保养液压支架维护与保养第五节第五节 液压支架故障处理液压支架故障处理中国矿业大学机电学院 采煤工作面支护设备是支撑和维护采煤工作面控采煤工作面支护设备是支撑和维护采煤工作面控顶区顶板，为采煤创造安全作业空间的设备。顶区顶板，为采煤创造安全作业空间的设备。 按结构特点和支护方式不同分为单体支架、液压按结构特点和支护方式不同

2、分为单体支架、液压支架和特种支架。支架和特种支架。 液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动，液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动，既能支撑又能维护顶板的支护设备，为采煤工作既能支撑又能维护顶板的支护设备，为采煤工作面综合机械化的主要设备。面综合机械化的主要设备。 特种支架按结构、功能等因素分为工作面锚杆支特种支架按结构、功能等因素分为工作面锚杆支架、刚性或柔性掩护支架和气囊支架。架、刚性或柔性掩护支架和气囊支架。 单体支柱和液压支架是工作面常用的支护设备，单体支柱和液压支架是工作面常用的支护设备，按工作特性分为刚性、增阻可缩性和恒阻可缩性按工作特性分为刚性、增阻可缩性和恒阻可缩性三种。三

3、种。 中国矿业大学机电学院 刚性支柱是受载过程中不可缩或可缩性很小的支柱。刚性支柱是受载过程中不可缩或可缩性很小的支柱。随着顶板下沉，作用在支柱的上的载荷会快速增加随着顶板下沉，作用在支柱的上的载荷会快速增加直至支柱破坏，如木支柱、钢管支柱。刚性支柱属直至支柱破坏，如木支柱、钢管支柱。刚性支柱属被动支护，只有顶板下沉时支柱才起作用，不能很被动支护，只有顶板下沉时支柱才起作用，不能很好地抑制顶板离层和下沉，在顶板岩石内易引起过好地抑制顶板离层和下沉，在顶板岩石内易引起过大集中载荷，破坏顶板完整性，是一种原始的支护大集中载荷，破坏顶板完整性，是一种原始的支护手段。手段。 增阻支柱增阻支柱( (支架

4、支架) )是受载过程中支护阻力随顶板下沉是受载过程中支护阻力随顶板下沉而增加的可缩性支柱而增加的可缩性支柱( (支架支架) )，如摩擦支柱。增阻支，如摩擦支柱。增阻支柱虽也属被动支护，但工作特性和支护效果均优于柱虽也属被动支护，但工作特性和支护效果均优于刚性支柱。刚性支柱。 恒阻支柱恒阻支柱( (支架支架) )是受载达工作阻力后，压缩量增加，是受载达工作阻力后，压缩量增加，工作阻力基本保持恒定的可缩性支柱工作阻力基本保持恒定的可缩性支柱( (支架支架) )，如液，如液压支架、单体液压支柱、液压放顶支柱等。压支架、单体液压支柱、液压放顶支柱等。 中国矿业大学机电学院三代单体支柱结构图三代单体支柱

5、结构图中国矿业大学机电学院DWXDWX型支柱在试验台上型支柱在试验台上中国矿业大学机电学院中国矿业大学机电学院中国矿业大学机电学院柱塞悬浮式液压支柱的特点柱塞悬浮式液压支柱的特点 1 1采用柱塞悬浮式技术原理，悬浮力达到工作阻采用柱塞悬浮式技术原理，悬浮力达到工作阻力的五分之四，立柱受力仅为五分之一。大大提力的五分之四，立柱受力仅为五分之一。大大提高了支柱的稳定性和安全性，也提高了支柱的支高了支柱的稳定性和安全性，也提高了支柱的支撑高度、承载能力和抗偏载能力。撑高度、承载能力和抗偏载能力。 2 2在活柱上不再设有工艺难以保证的圆弧焊缝，在活柱上不再设有工艺难以保证的圆弧焊缝，也提高了立柱的强度

6、和可靠性，避免了因焊缝疲也提高了立柱的强度和可靠性，避免了因焊缝疲劳断裂而造成的冒顶等事故隐患。劳断裂而造成的冒顶等事故隐患。 3 3在油缸内无活塞，也不存在内泄漏，避免了因在油缸内无活塞，也不存在内泄漏，避免了因内泄漏造成的支柱虚顶、支柱脱顶，避免了支柱内泄漏造成的支柱虚顶、支柱脱顶，避免了支柱因虚顶和脱顶而造成的伤人事故隐患，保证了矿因虚顶和脱顶而造成的伤人事故隐患，保证了矿工的生命安全。工的生命安全。中国矿业大学机电学院 4 4根据支柱规格不同，悬浮式液压支柱的整柱重根据支柱规格不同，悬浮式液压支柱的整柱重量比活塞式液压支柱减轻了量比活塞式液压支柱减轻了15-30%15-30%以上，甚至

7、比轻以上，甚至比轻合金支柱还轻，而承载能力提高了合金支柱还轻，而承载能力提高了25%25%，支柱的最，支柱的最小高度大大缩短，搬动、运输、使用均很方便。小高度大大缩短，搬动、运输、使用均很方便。 5 5悬浮式液压工作行程大，扩大了使用范围。特悬浮式液压工作行程大，扩大了使用范围。特别是顶板下沉较大的工作面，大行程支柱仍能满足别是顶板下沉较大的工作面，大行程支柱仍能满足大的恒增阻降距，不仅回柱方便，也提高了支柱的大的恒增阻降距，不仅回柱方便，也提高了支柱的回收率，减少了支柱消耗，降低了生产成本。回收率，减少了支柱消耗，降低了生产成本。 中国矿业大学机电学院 6 6悬浮式液压支柱的三用阀设于手把体

8、上，注液悬浮式液压支柱的三用阀设于手把体上，注液时，三用阀不随支柱的活柱升高而升高，操作方时，三用阀不随支柱的活柱升高而升高，操作方便，安全可靠。便，安全可靠。 7 7悬浮式液压支柱的各静密封点，均采用了密封悬浮式液压支柱的各静密封点，均采用了密封胀紧技术原理。在顶板来压情况下或在支柱高压胀紧技术原理。在顶板来压情况下或在支柱高压支撑情况下，可保持支柱的密封胀紧状态，而且支撑情况下，可保持支柱的密封胀紧状态，而且压力越大密封越紧，保证了顶板的支护质量和矿压力越大密封越紧，保证了顶板的支护质量和矿工的生命安全。工的生命安全。 8 8悬浮式液压支柱的滑动密封点，采用了密封补悬浮式液压支柱的滑动密封

9、点，采用了密封补偿和密封胀紧技术原理。在密封有磨损的情况下，偿和密封胀紧技术原理。在密封有磨损的情况下，可有效补偿。在支柱高压支撑情况下，可保持密可有效补偿。在支柱高压支撑情况下，可保持密封胀紧状态，大大提高了滑动密封点的密封和安封胀紧状态，大大提高了滑动密封点的密封和安全性能，减少了密封的更换率，降低了维修和维全性能，减少了密封的更换率，降低了维修和维护费用。护费用。 中国矿业大学机电学院 9 9支柱活柱外表面采用特殊的氮化工艺表面处理支柱活柱外表面采用特殊的氮化工艺表面处理工艺或采用镍工艺或采用镍- -磷磷- -硼镀层工艺处理，实现防腐、硼镀层工艺处理，实现防腐、耐磨。工作介质使用煤矿的井

10、下水，保证了工作耐磨。工作介质使用煤矿的井下水，保证了工作环境和地下水不受汚染，保证了矿区饮用水的质环境和地下水不受汚染，保证了矿区饮用水的质量，从而保障了矿区生活人群的健康，是一种理量，从而保障了矿区生活人群的健康，是一种理想的环保型采煤工作面支护设备。想的环保型采煤工作面支护设备。 1010悬浮式液压支柱的工作行程大，使用范围广，悬浮式液压支柱的工作行程大，使用范围广，每个规格可替代活塞式液压支柱的每个规格可替代活塞式液压支柱的2 24 4个规格，个规格，减少了规格品种，给支柱管理带来方便，也降低减少了规格品种，给支柱管理带来方便，也降低了支柱的设备成本和管理成本。了支柱的设备成本和管理成

11、本。中国矿业大学机电学院一、液压支架工作原理一、液压支架工作原理 液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸液体，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来完成的。来完成的。1 1支架升降支架升降 支架的升降依靠立柱支架的升降依靠立柱2 2的伸缩来实现，其工作过程的伸缩来实现，其工作过程如下：如下：（1 1）初撑）初撑 （2 2）承载）承载 （3 3）卸载）卸载第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类 第四章第四章

12、 液压支架液压支架中国矿业大学机电学院图图4-1 4-1 液压支架工作原理液压支架工作原理1-1-顶梁；顶梁；2-2-立柱；立柱；3-3-底座；底座；4-4-推移液压缸；推移液压缸；5-5-安全阀；安全阀；6-6-液控单向阀；液控单向阀；7 7、8-8-操纵阀；操纵阀；9-9-输送机；输送机；10-10-乳化液泵乳化液泵 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类升升降降中国矿业大学机电学院图图4-2 4-2 液压支架工作特性曲线液压支架工作特性曲线第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类支架工作时的支撑力变化支架工作时的支撑力变化可分为三个阶段：可分为三个阶

13、段：开始升柱至单向阀关闭开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段时的初撑增阻阶段t t0 0；初撑后至安全阀开启前初撑后至安全阀开启前的增阻阶段的增阻阶段t t1 1；以及安全阀出现脉动卸以及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段载时的恒阻阶段t t2 2；这就是液压支架的阻力这就是液压支架的阻力时间特性。时间特性。中国矿业大学机电学院 它表明液压支架在低于额定工作阻力下工作时，它表明液压支架在低于额定工作阻力下工作时，具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用；具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用；在达到额定工作阻力时，具有恒阻性；为使支架在达到额定工作阻力时，具有恒阻性；为使支架恒定在此最大支撑

14、力，又具有可缩性，支架在保恒定在此最大支撑力，又具有可缩性，支架在保持恒定工作阻力下，能随顶板下沉而下缩。持恒定工作阻力下，能随顶板下沉而下缩。 增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能，增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能，恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现，因此安全恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现，因此安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。要元件。2 2支架移动和推移输送机支架移动和推移输送机中国矿业大学机电学院二、液压支架分类二、液压支架分类 液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点不同，液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点

15、不同，分为分为支撑式、掩护式和支撑掩护式支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本架型。三种基本架型。 液压支架按适用工作面截高范围分为液压支架按适用工作面截高范围分为薄煤层支架、薄煤层支架、中厚煤层支架和大采高支架中厚煤层支架和大采高支架。 根据液压支架在工作面的位置分根据液压支架在工作面的位置分工作面支架、过工作面支架、过渡支架渡支架( (排头支架排头支架) )和端头支架和端头支架。 按适用采煤方法分按适用采煤方法分一次采全高支架、放顶煤支架、一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架和充填支架铺网支架和充填支架。 按控制方式分为按控制方式分为本架控制支架、邻架控制支架和本架控制支架、邻架控制支架和成组

16、控制支架成组控制支架。第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院1 1支撑式支架支撑式支架 支撑式支架的立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。支撑式支架的立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。 支撑式支架按结构分有垛式和节式两种。支撑式支架按结构分有垛式和节式两种。 (a) (b) (a) (b)图图4-3 4-3 支撑式支架结构型式支撑式支架结构型式 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院 支撑式支架的结构特点是：顶梁较长，其长度多支撑式支架的结构特点是：顶梁较长，其长度多在在4m4m左右；立柱多，一般左右；立柱多，一般4 46 6

17、根，且垂直支撑；根，且垂直支撑；支架后部设复位装置和挡矸装置，以平衡水平推支架后部设复位装置和挡矸装置，以平衡水平推力和防止矸石窜入支架的工作空间内。力和防止矸石窜入支架的工作空间内。 支撑式支架的支护性能是：支撑力大，且作用点支撑式支架的支护性能是：支撑力大，且作用点在支架中后部，故切顶性能好；对顶板重复支撑在支架中后部，故切顶性能好；对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；抗水平的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；抗水平载荷的能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易载荷的能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架的工作空间和通风断面大。窜入工作空间；支架的工作空间和通风断

18、面大。适应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。适应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院2 2掩护式支架掩护式支架 掩护式支架是以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护式支架是以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。一般用于直接顶中等稳定以掩护梁的液压支架。一般用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。 根据立柱布置和支架结构特点，掩护式支架分为根据立柱布置和支架结构特点，掩护式支架分为支掩掩护式支架支掩掩护式支架和和支顶掩护式支架支顶掩护式支架两种。两种。 第一节第一

19、节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类图图4-4 4-4 掩护式支架结构型式掩护式支架结构型式中国矿业大学机电学院 掩护式支架的结构特点是：有一个较宽的掩护梁掩护式支架的结构特点是：有一个较宽的掩护梁以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以保底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撑力持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支间接作用

20、于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架的立柱较少，且为倾斜布置，以增加支架的调架的立柱较少，且为倾斜布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。通常顶梁较短，一般为密封。通常顶梁较短，一般为3.0m3.0m左右。左右。 掩护式支架的支护性能是：支撑力较小，切顶性掩护式支架的支护性能是：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，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能承受较大的水平推

21、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，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。故作业空间和通风断面小。 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院3 3支撑掩护式支架支撑掩护式支架 支撑掩护式液压支架是在支撑式和掩护式两种架支撑掩护式液压支架是在支撑式和掩护式两种架型的基础上发展起来的，兼有这两种架型的主要型的基础上发展起来的，兼有这两种架型的主要技术特征。适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，技术特征。适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，周期压力强烈，底板软硬均可，煤层倾角一般不周期压力强烈，底板软硬均可

22、，煤层倾角一般不大于大于2525，煤层厚度，煤层厚度1 14.5m4.5m，瓦斯涌出量适中的，瓦斯涌出量适中的采煤工作面。采煤工作面。 支撑掩护式液压支架的主要技术性能是：顶梁长，支撑掩护式液压支架的主要技术性能是：顶梁长，有整体刚性和分体铰接两种；有些顶梁带外伸或有整体刚性和分体铰接两种；有些顶梁带外伸或内伸的伸缩梁。内伸的伸缩梁。 根据支架的结构特点支撑掩护式液压支架可分为根据支架的结构特点支撑掩护式液压支架可分为支顶支撑掩护式支顶支撑掩护式和和支顶支掩支撑掩护式支顶支掩支撑掩护式两种。两种。第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院图图4-5 ZZ40

23、00/17/354-5 ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架型支撑掩护式支架1-1-护帮机构；护帮机构；2-2-护帮千斤顶；护帮千斤顶；3-3-前梁；前梁；4-4-顶梁；顶梁；5 5，6-6-立柱；立柱；7-7-掩护梁；掩护梁；8-8-后连杆；后连杆；9-9-前连杆；前连杆；10-10-底座；底座；11-11-推移液压缸推移液压缸 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院 支顶支撑掩护式支架按其立柱布置及架体结构型支顶支撑掩护式支架按其立柱布置及架体结构型式的不同分为一般型、式的不同分为一般型、V V型、型、X X型、单摆杆型和短型、单摆杆型和短尾型等

24、尾型等( (图图4-6)4-6)。 图图4-6 4-6 支顶支撑掩护式支架外型结构示意图支顶支撑掩护式支架外型结构示意图(a)(a)一般型；一般型；(b)V(b)V型；型；(c)X(c)X型；型；(d)(d)单摆杆型；单摆杆型；(e)(e)短尾型短尾型 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院图图4-7 ZZ4400/13/324-7 ZZ4400/13/32型支撑掩护式支架型支撑掩护式支架1-1-护前梁；护前梁；2-2-护帮千斤顶；护帮千斤顶；3-3-护帮板；护帮板；4-4-顶梁；顶梁；5-5-前梁千斤顶；前梁千斤顶；6 6，9-9-立柱；立柱；7-7-

25、顶梁侧护板；顶梁侧护板；8-8-掩护梁；掩护梁；10-10-掩护梁侧护板；掩护梁侧护板；11-11-前连杆；前连杆；12-12-后连杆；后连杆；13-13-推移装置；推移装置；14-14-底座；底座；15-15-推移液压缸；推移液压缸；16-16-脚踏板；脚踏板；17-17-顶梁侧推千斤顶；顶梁侧推千斤顶；18-18-掩护梁侧推千斤顶掩护梁侧推千斤顶 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院根据液压支架各部件的功能和作用，其组成可分根据液压支架各部件的功能和作用，其组成可分为四部分：为四部分：(1)(1)承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾承载结构件

26、，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。的载荷。(2)(2)液压缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是液压缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。实现支架的各种动作，产生液压动力。(3)(3)控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其主要功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所主要功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工作特性。需的工作特性。(4)(4)

27、辅助装置，如推移装置、护帮辅助装置，如推移装置、护帮( (或挑梁或挑梁) )装置、装置、伸缩梁伸缩梁( (或插板或插板) )装置、活动侧护板、防倒防滑装装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件、喷雾装置等。这些装置是为实现支置、连接件、喷雾装置等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。架的某些动作或功能所必需的装置。 第一节第一节 液压支架工作原理和分类液压支架工作原理和分类中国矿业大学机电学院第二节第二节 液压支架安装液压支架安装 一、液压支架安装方法一、液压支架安装方法 主要取决于工作面顶底板岩石性质、矿压显现情主要取决于工作面顶底板岩石性质、矿压显现情况及其倾斜角度，综采设备类

28、型及运输环节的适况及其倾斜角度，综采设备类型及运输环节的适用条件；采掘衔接关系及生产系统布置以及施工用条件；采掘衔接关系及生产系统布置以及施工队伍素质、传统经验和管理水平。队伍素质、传统经验和管理水平。 1.1.按支架的运输和组装方式分为四种：按支架的运输和组装方式分为四种： 整体运输整体安装、半解体运输整体安装、解体整体运输整体安装、半解体运输整体安装、解体运输整体安装和解体运输解体安装。运输整体安装和解体运输解体安装。第四章第四章 液压支架液压支架中国矿业大学机电学院（1 1）整体运输整体安装）整体运输整体安装 特征：特征： 适用范围：适用于平硐、斜井开拓矿井及有大型适用范围：适用于平硐、

29、斜井开拓矿井及有大型副井提升容器的立井中，搬运中、轻型液压支架。副井提升容器的立井中，搬运中、轻型液压支架。尤其适宜辅助运输系统设备先进且机械化程度较尤其适宜辅助运输系统设备先进且机械化程度较高的矿井。高的矿井。（2 2）半解体运输整体安装）半解体运输整体安装 特征：特征： 适用范围：适用于井巷条件不能满足重型液压支适用范围：适用于井巷条件不能满足重型液压支架运输时，可采用半解体运输，也适应节式支架、架运输时，可采用半解体运输，也适应节式支架、垛式支架等因其顶梁较长的不稳定支架运输与安垛式支架等因其顶梁较长的不稳定支架运输与安装。装。 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院

30、（3 3）解体运输整体安装）解体运输整体安装 特征：特征： 适用范围：适用于在井巷运输空间狭小的条件下适用范围：适用于在井巷运输空间狭小的条件下运送重型液压支架，同时适用于无大型副井提升运送重型液压支架，同时适用于无大型副井提升容器的立井开拓矿井。容器的立井开拓矿井。（4 4）解体运输解体安装）解体运输解体安装 特征：特征： 适用范围：适用于辅助运输环节不适应运输的重适用范围：适用于辅助运输环节不适应运输的重型支架，以及不利于整体运输且组装方便的支架。型支架，以及不利于整体运输且组装方便的支架。要求工作面作业空间较大，顶板坚硬易维护。要求工作面作业空间较大，顶板坚硬易维护。第二节第二节 液压支

31、架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院 2.2.按液压支架的按装方向与顺序分为：按液压支架的按装方向与顺序分为： 前进式安装和后退式安装两种。前进式安装和后退式安装两种。（1 1）前进式安装的液压支架在工作面的安装顺序）前进式安装的液压支架在工作面的安装顺序与运输方向一致，如图与运输方向一致，如图4-84-8所示。所示。图图4-8 4-8 前进式安装方式示意图前进式安装方式示意图1-1-扩面用输送机；扩面用输送机；2-2-安装用矿用绞车安装用矿用绞车 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院（2 2）后退式安装的液压支架在工作面的安装顺序）后退式安装的液压支架在工作面的安装顺

32、序与运输方向相反。后退式安装又分为：与运输方向相反。后退式安装又分为： 一次扩面后退安装。如图一次扩面后退安装。如图4-94-9所示。所示。 适用范围：适用于顶板较完整且压力小的工作面，适用范围：适用于顶板较完整且压力小的工作面，以及从上顺槽运进支架的较大倾角工作面，或者以及从上顺槽运进支架的较大倾角工作面，或者顶板极度破碎但应保持有运煤设备的工作面。顶板极度破碎但应保持有运煤设备的工作面。图图4-9 4-9 后退式安装方式示意图后退式安装方式示意图1-1-安装用矿用绞车；安装用矿用绞车；2-2-轨道轨道第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院 分段扩面后退边扩边安装。如图分

33、段扩面后退边扩边安装。如图4-104-10所示。所示。 适用范围：适用于顶板破碎或极度破碎，顶板压适用范围：适用于顶板破碎或极度破碎，顶板压力较大且下沉量较大的工作面。力较大且下沉量较大的工作面。图图4-10 4-10 分段后退式安装方式示意图分段后退式安装方式示意图1-1-安装用绞车；安装用绞车；2-2-运送支架轨道；运送支架轨道；3-3-扩面用输送机；扩面用输送机；4-4-支架组装硐室支架组装硐室 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院二、液压支架安装工艺二、液压支架安装工艺 1 1液压支架安装定位液压支架安装定位 液压支架合理定位是确保综采工作面设备安装质液压支架合理

34、定位是确保综采工作面设备安装质量的关键。量的关键。 图图4-11 4-11 液压支架安装定位示意图液压支架安装定位示意图第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院 2 2液压支架安装工艺液压支架安装工艺主要包括部件组装、调整空间、调向摆正、定位主要包括部件组装、调整空间、调向摆正、定位支撑等工序。支撑等工序。下面以解体运输整体安装方式为例，介绍其工艺下面以解体运输整体安装方式为例，介绍其工艺过程。过程。(1)(1)按组装工艺顺序，将液压支架部件编号，依次运按组装工艺顺序，将液压支架部件编号，依次运至组装硐室，进行液压支架组装。至组装硐室，进行液压支架组装。(2)(2)将组装好的

35、液压支架用绞车牵引至工作面安装地将组装好的液压支架用绞车牵引至工作面安装地点。点。(3)(3)在安装地点进行支护调整，准备出液压支架调整在安装地点进行支护调整，准备出液压支架调整所需空间。所需空间。(4)(4)液压支架在安装地点旋转调向、卸车入位，均使液压支架在安装地点旋转调向、卸车入位，均使用绞车。用绞车。 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院(5)(5)按安装定位线和基准线将液压支架位置摆正。按安装定位线和基准线将液压支架位置摆正。(6)(6)液压支架定位后，接通连接泵站的液压管路，并液压支架定位后，接通连接泵站的液压管路，并将支架升起直至支撑住顶板，使其达到初撑力。

36、将支架升起直至支撑住顶板，使其达到初撑力。(7)(7)及时对已安装完毕的液压支架进行认真检修，使及时对已安装完毕的液压支架进行认真检修，使其各部件达到安装质量标准和设备完好标准，并将其各部件达到安装质量标准和设备完好标准，并将操作阀移位为邻架操作。操作阀移位为邻架操作。(8)(8)在采用掩护后退式安装中，当工作面安装最后几在采用掩护后退式安装中，当工作面安装最后几架时，如工作面顶板较好，可把掩护架的伸缩梁拆架时，如工作面顶板较好，可把掩护架的伸缩梁拆除，并换上原有支架前梁，就地掉头安在工作面上，除，并换上原有支架前梁，就地掉头安在工作面上，最后三、四组支架则在双抬板的掩护下进行安装；最后三、四

37、组支架则在双抬板的掩护下进行安装；如果顶板条件不好，可在掩护架后移方向的煤壁上如果顶板条件不好，可在掩护架后移方向的煤壁上开一盲硐，将掩护架退人盲硐内，直至工作面液压开一盲硐，将掩护架退人盲硐内，直至工作面液压支架全部安装完，然后将其拆除运走。支架全部安装完，然后将其拆除运走。 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院三、液压支架安装中的重点工序三、液压支架安装中的重点工序( (一一) )液压支架装车方法液压支架装车方法1 1起吊装车起吊装车2 2自吊装车自吊装车3 3地槽装车地槽装车（1 1）支架与地槽方向垂直。如图）支架与地槽方向垂直。如图4-12a4-12a所示，所示，

38、（2 2）支架与地槽同向。如图）支架与地槽同向。如图4-12b4-12b所示，所示，4 4平台和斜台装车平台和斜台装车5 5解体装车解体装车第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院图图4-12 4-12 地槽装车地槽装车第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院( (二二) )液压支架下车方法液压支架下车方法 1 1采用下车平台下车采用下车平台下车图图4-13 4-13 利用下车平台下车利用下车平台下车1-1-下车平台；下车平台；2-2-轨道；轨道；3-3-调架绞车；调架绞车；4-4-拉架绞车；拉架绞车；5-5-泵房；泵房；6-6-下放绞车；下放绞车；7-7-

39、起吊绞车及起吊架起吊绞车及起吊架第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院 2 2利用绞车牵引平板车下车利用绞车牵引平板车下车图图4-14 4-14 利用上、下端绞车牵引下车利用上、下端绞车牵引下车1-11-1号绞车；号绞车；2-22-2号绞车；号绞车；3-33-3号绞车号绞车 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院图图4-15 4-15 利用上端绞车牵引平板车利用上端绞车牵引平板车1-1-已就位支架；已就位支架；2-2-待安支架；待安支架；3-3-戗棚；戗棚；4-4-平板车；平板车；5-5-轨道轨道 第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学

40、院 3 3利用卸车硐室的方法卸车利用卸车硐室的方法卸车这种方法与绞车牵引下车方法相比，多一道工序，这种方法与绞车牵引下车方法相比，多一道工序，速度较慢，需多开一个卸车硐室，而且硐室比巷速度较慢，需多开一个卸车硐室，而且硐室比巷道高，瓦斯等有害气体易于聚积，特别是高瓦斯道高，瓦斯等有害气体易于聚积，特别是高瓦斯矿井更增加了不安全因素，这种方法多用在切眼矿井更增加了不安全因素，这种方法多用在切眼巷道较低的情况。巷道较低的情况。( (三三) )开切眼内液压支架的运送方法开切眼内液压支架的运送方法1 1利用工作面刮板输送机送入利用工作面刮板输送机送入适用于缓倾斜和倾斜煤层。适用于缓倾斜和倾斜煤层。这种

41、方式导向可靠，但因近水平煤层摩擦阻力较这种方式导向可靠，但因近水平煤层摩擦阻力较大很少采用。大很少采用。第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院2 2利用绞车送入利用绞车送入 又分为沿轨道运送和沿煤层底板拖运两种。图又分为沿轨道运送和沿煤层底板拖运两种。图4-4-16 16 这种方法简单易行，但导向性差，支架调向也比这种方法简单易行，但导向性差，支架调向也比较困难。较困难。3 3用胶轮车送入用胶轮车送入 将液压支架吊装在胶轮车上，直接运送到安装地将液压支架吊装在胶轮车上，直接运送到安装地点，卸车后用绞车进行调向，对位调整。点，卸车后用绞车进行调向，对位调整。 适用适用于煤层底

42、板坚硬条件。于煤层底板坚硬条件。第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院图图4-16 4-16 支架调向支架调向(a)(a)绞车调向；绞车调向；(b)(b)单体液压支柱调向单体液压支柱调向第二节第二节 液压支架安装液压支架安装中国矿业大学机电学院第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作一、液压支架支护方式一、液压支架支护方式 综采工作面的主要生产工序有采煤、移架和推移综采工作面的主要生产工序有采煤、移架和推移输送机。输送机。1 1即时支护即时支护 一般循环方式为：割煤一般循环方式为：割煤移架移架推溜。推溜。 特点：顶板暴露时间短，梁端距较小。适用于各特点：顶板暴露时间短

43、，梁端距较小。适用于各种顶板条件，是目前应用广泛的支护方式。种顶板条件，是目前应用广泛的支护方式。2 2滞后支护滞后支护 一般循环方式为：割煤一般循环方式为：割煤推溜推溜移架。移架。 特点：支护滞后时间较长，梁端距大，支架顶梁特点：支护滞后时间较长，梁端距大，支架顶梁较短。适用于稳定、完整的顶板条件。较短。适用于稳定、完整的顶板条件。第四章第四章 液压支架液压支架中国矿业大学机电学院3 3复合支护复合支护 一般循环方式为：割煤一般循环方式为：割煤支架伸出伸缩梁支架伸出伸缩梁推推溜溜收伸缩梁收伸缩梁移架。移架。 特点：适用于各种顶板条件，但支架操作次数增特点：适用于各种顶板条件，但支架操作次数增

44、加，不能适应高产高效要求。加，不能适应高产高效要求。 二、二、煤矿安全规程煤矿安全规程对综采工作面回采和对综采工作面回采和顶板控制的规定顶板控制的规定 采用综合机械化采煤时，必须遵守下列规定：采用综合机械化采煤时，必须遵守下列规定：(1)(1)综合机械化采煤工作面，必须根据矿井各个生产综合机械化采煤工作面，必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦斯涌出量、自然发火倾向和矿山压力等因素，编斯涌出量、自然发火倾向和矿山压力等因素，编制设计制设计( (包括设备选型、选点包括设备选型、选点) )。第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全

45、操作中国矿业大学机电学院(2)(2)运送、安装和拆除液压支架时，必须有安全措施，运送、安装和拆除液压支架时，必须有安全措施，明确规定运送方式、安装质量、拆装工艺和控制明确规定运送方式、安装质量、拆装工艺和控制顶板的措施。顶板的措施。(3)(3)工作面煤壁、刮板输送机和支架都必须保持直线。工作面煤壁、刮板输送机和支架都必须保持直线。支架间的煤、矸必须清理干净。倾角大于支架间的煤、矸必须清理干净。倾角大于1515时，时，液压支架必须采取防倒、防滑措施。倾角大于液压支架必须采取防倒、防滑措施。倾角大于2525时，必须有防止煤时，必须有防止煤( (矸矸) )窜出刮板输送机伤人窜出刮板输送机伤人的措施。

46、的措施。(4)(4)液压支架必须接顶。顶板破碎时必须超前支护。液压支架必须接顶。顶板破碎时必须超前支护。在处理液压支架上方冒顶时，必须制定安全措施。在处理液压支架上方冒顶时，必须制定安全措施。(5)(5)采煤机采煤时必须及时移架。采煤和移架之间的采煤机采煤时必须及时移架。采煤和移架之间的悬顶距离，应根据顶板的具体情况在作业规程中悬顶距离，应根据顶板的具体情况在作业规程中明确规定；超过规定距离或发生冒顶、片帮时，明确规定；超过规定距离或发生冒顶、片帮时，必须停止采煤。必须停止采煤。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院(6)(6)严格控制采高，严禁采高大于支架的最大

47、支护高严格控制采高，严禁采高大于支架的最大支护高度。当煤层变薄时，采高不得小于支架允许的最度。当煤层变薄时，采高不得小于支架允许的最小高度。小高度。(7)(7)当采高超过当采高超过3 m3 m或片帮严重时，液压支架必须有或片帮严重时，液压支架必须有护帮板，防止片帮伤人。护帮板，防止片帮伤人。(8)(8)工作面两端必须使用端头支架或增设其他形式的工作面两端必须使用端头支架或增设其他形式的支护。支护。(9)(9)工作面转载机安有破碎机时，必须有安全防护装工作面转载机安有破碎机时，必须有安全防护装置。置。(10)(10)处理倒架、歪架、压架以及更换支架或拆修顶处理倒架、歪架、压架以及更换支架或拆修顶

48、梁、支柱、座箱等大型部件时，必须有安全措施。梁、支柱、座箱等大型部件时，必须有安全措施。第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院(11)(11)工作面爆破时，必须有保护液压支架和其设备工作面爆破时，必须有保护液压支架和其设备的安全措施。的安全措施。(12)(12)乳化液的配制、水质、配比等，必须符合有关乳化液的配制、水质、配比等，必须符合有关要求。泵箱应设自动给液装置，防止吸空。要求。泵箱应设自动给液装置，防止吸空。 三、液压支架过破碎顶板时的措施三、液压支架过破碎顶板时的措施 破碎顶板下如采用综采，应选用掩护式液压支架，破碎顶板下如采用综采，应选用掩护式液压支架，其

49、特点是控顶距小，支架的支撑力主要在顶梁端其特点是控顶距小，支架的支撑力主要在顶梁端部，能防止顶板从煤壁切开漏顶。综采工作面可部，能防止顶板从煤壁切开漏顶。综采工作面可采用如下方法处理破碎顶板。采用如下方法处理破碎顶板。(1)(1)采用带压移架法采用带压移架法(2)(2)挑顺山梁挑顺山梁 如图如图4-174-17所示所示第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院图图4-17 4-17 挑顺山梁护顶挑顺山梁护顶(a)(a)先移一架顺山梁；先移一架顺山梁；(b)(b)移相邻支架移相邻支架 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院(3)(3)铺金属网。

50、铺金属网。为保证其拉力，扭结时至少扭两扣，新网片要放为保证其拉力，扭结时至少扭两扣，新网片要放在旧网片之下。移架时，网片翻到顶梁上面。在旧网片之下。移架时，网片翻到顶梁上面。局部顶板压力大，顶板破碎严重或因网片质量不局部顶板压力大，顶板破碎严重或因网片质量不好时，可在网下穿顺山大板，或临时改双层网。好时，可在网下穿顺山大板，或临时改双层网。(4)(4)架走向棚。架走向棚。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院图图4-18 4-18 超前架设走向棚超前架设走向棚( (垛式支架垛式支架) )(a)(a)移架前架走向棚及临时顺山抬棚；移架前架走向棚及临时顺山抬棚；(b)

51、(b)先移一架，前梁挑住顺山棚梁，撒去棚腿；先移一架，前梁挑住顺山棚梁，撒去棚腿；(c)(c)移相邻支架移相邻支架 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院图图4-19 4-19 煤层片帮架走向梁煤层片帮架走向梁(a)(a)木柱与前梁支撑走向梁；木柱与前梁支撑走向梁；(b)(b)木柱、单体支柱与前梁支撑走向梁木柱、单体支柱与前梁支撑走向梁 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院四、坚硬顶板条件下综采工作面顶板管理四、坚硬顶板条件下综采工作面顶板管理 坚硬顶板的岩层厚、强度大、完整，能在采空区坚硬顶板的岩层厚、强度大、完整，能在采空区悬露较大

52、面积而不垮落，工作面初次来压及周期悬露较大面积而不垮落，工作面初次来压及周期来压步距大，来压时产生动压冲击，容易损坏支来压步距大，来压时产生动压冲击，容易损坏支架。架。 控制坚硬顶板的基本手段是采用强力支架，不仅控制坚硬顶板的基本手段是采用强力支架，不仅要有高工作阻力和高初撑力，而且具有足够抗冲要有高工作阻力和高初撑力，而且具有足够抗冲击能力和抗水平推力的稳定性。为促使坚硬顶板击能力和抗水平推力的稳定性。为促使坚硬顶板及时垮落，还应配合采取高压注水软化顶板、超及时垮落，还应配合采取高压注水软化顶板、超前或在采空区爆破顶板、松动煤体等措施，人为前或在采空区爆破顶板、松动煤体等措施，人为地造成局部

53、破断，改变其结构支撑条件，改变坚地造成局部破断，改变其结构支撑条件，改变坚硬顶板的冒落性能。硬顶板的冒落性能。 此外，还应开展支护质量和顶板动态监测及预测此外，还应开展支护质量和顶板动态监测及预测预报等，以保证安全生产。预报等，以保证安全生产。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院五、急斜煤层掩护式支架开采时支护操作五、急斜煤层掩护式支架开采时支护操作(1)(1)采用掩护式支架开采急斜煤层时，支架的角度、采用掩护式支架开采急斜煤层时，支架的角度、结构、支架垫层的层数和厚度，必须在作业规程结构、支架垫层的层数和厚度，必须在作业规程中规定。中规定。(2)(2)在生产中

54、，遇有断梁、支架悬空、窜矸等情况，在生产中，遇有断梁、支架悬空、窜矸等情况，必须及时处理。必须及时处理。(3)(3)急斜掩护式支架工作面的每个回采带两端，都必急斜掩护式支架工作面的每个回采带两端，都必须设置人行眼，并用木板隔出溜煤眼。伪斜掩护须设置人行眼，并用木板隔出溜煤眼。伪斜掩护式支架工作面上下两个出口的要求和工作面的伪式支架工作面上下两个出口的要求和工作面的伪倾角，都必须在作业规程中规定。倾角，都必须在作业规程中规定。(4)(4)掩护式支架接近平巷时，应缩短每次下放支架的掩护式支架接近平巷时，应缩短每次下放支架的距离，并减少同时放炮的炮眼数目和装药量。掩距离，并减少同时放炮的炮眼数目和装

55、药量。掩护式支架过平巷时，溜煤眼和平巷的连接处应加护式支架过平巷时，溜煤眼和平巷的连接处应加强支护或架设木垛。强支护或架设木垛。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院六、液压支架发生倒架的原因及处理六、液压支架发生倒架的原因及处理1 1倒架的原因倒架的原因 超高回采、过断层和老硐、顶板破碎而端面冒顶；超高回采、过断层和老硐、顶板破碎而端面冒顶；底板软使底座下陷；移架时降柱过多；立柱自动底板软使底座下陷；移架时降柱过多；立柱自动卸载或误操作；支架歪斜后未及时调整等。卸载或误操作；支架歪斜后未及时调整等。2 2预防倒架的措施预防倒架的措施 (1)(1)控制好下出口几组

56、支架是整个工作面防倒的关控制好下出口几组支架是整个工作面防倒的关键。要保证工作面最下端处于巷内呈水平状的第键。要保证工作面最下端处于巷内呈水平状的第一架支架的架设质量。一架支架的架设质量。 (2)(2)严格控制截高，使有效截高低于支架最大工作严格控制截高，使有效截高低于支架最大工作高度高度200200300mm300mm。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院 (3)(3)坚持顺序上行移架、带压移架、移后调架的原坚持顺序上行移架、带压移架、移后调架的原则，要一次移够，不要反复升架，频繁调架，必则，要一次移够，不要反复升架，频繁调架，必要时可用邻架推移液压缸支紧输送

57、机溜槽后再移要时可用邻架推移液压缸支紧输送机溜槽后再移架，以保证移架行程。架，以保证移架行程。 (4)(4)升架前一般将下侧护板伸出，使支架垂直顶板升架前一般将下侧护板伸出，使支架垂直顶板或有一定迎山角，然后按顺序升柱，升架后要检或有一定迎山角，然后按顺序升柱，升架后要检查相邻支架侧护板是否对齐。查相邻支架侧护板是否对齐。 (5)(5)发现支架有倒、咬、歪现象时，要立即处理。发现支架有倒、咬、歪现象时，要立即处理。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院3 3处理倒架的措施处理倒架的措施 轻微的倒架一般无需采取特殊措施，移架时进行轻微的倒架一般无需采取特殊措施，移架

58、时进行几次自调即可将支架校正，严重倾倒时，可采用几次自调即可将支架校正，严重倾倒时，可采用有效方法进行处理。有效方法进行处理。(1)(1)用单体支柱扶正用单体支柱扶正 使用这种方法时，必须将支柱支撑牢固，以免滑使用这种方法时，必须将支柱支撑牢固，以免滑倒伤人，操作时人员必须撤到安全地点。倒伤人，操作时人员必须撤到安全地点。(2)(2)用千斤顶拉用千斤顶拉 当支架倾倒比较严重时，可在倾倒支架上方用当支架倾倒比较严重时，可在倾倒支架上方用1 1或或2 2个千斤顶，将倾倒的顶梁扶正，也可以同时在倾个千斤顶，将倾倒的顶梁扶正，也可以同时在倾倒支架下方用千斤顶向反方向拉底座。倒支架下方用千斤顶向反方向拉

59、底座。(3)(3)用绞车拉正支架。当支架严重倾倒，而且是多架用绞车拉正支架。当支架严重倾倒，而且是多架倾倒时，可用绞车逐架拉正。倾倒时，可用绞车逐架拉正。 第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院七、液压支架压死的原因及处理七、液压支架压死的原因及处理1 1支架压死的原因支架压死的原因(1)(1)综采工作面采煤高度小于支架最小工作高度。综采工作面采煤高度小于支架最小工作高度。(2)(2)安全阀调定值低、漏油，支柱下降，顶板下沉压安全阀调定值低、漏油，支柱下降，顶板下沉压死。死。2 2支架压死的处理措施支架压死的处理措施(1)(1)加设移架千斤顶加设移架千斤顶(2)(2

60、)增大支撑力法增大支撑力法 在顶板破碎和使用金属网假顶的条件下，这种方在顶板破碎和使用金属网假顶的条件下，这种方法效果比较明显。用备用支柱时，要在柱头和顶法效果比较明显。用备用支柱时，要在柱头和顶梁、缸底与底座之间加垫木板，以保证安全。梁、缸底与底座之间加垫木板，以保证安全。第三节第三节 液压支架安全操作液压支架安全操作中国矿业大学机电学院(3)(3)挑顶法挑顶法 在顶板条件许可时，可采用放小炮挑顶的办法来在顶板条件许可时，可采用放小炮挑顶的办法来处理处理“死架死架”。(4)(4)卧底法卧底法 在顶板条件不好而不适于挑顶时，可采用卧底的在顶板条件不好而不适于挑顶时，可采用卧底的方法。方法。(5