采掘机械第三篇4章

1、 第四章第四章 液压支架的选型液压支架的选型 第一节 支架类型选择 选择架型一般要根据给定的顶板条件，结合各类支架对顶板的适应性来确定。在具体选用时，可按表3-4-1进行。 选择架型主要是根据顶板条件，但同时应考虑下列因素：1、煤层厚度 在2.52.8m以上时，应选用带护帮装 置的掩护式或支掩式支架。当煤层厚度变 化较大时，应选用调高范围大的支架。2、煤层倾角 在1015以上时，支架应该有防滑 和调架装置， 超过18时应同时具有防 滑和防倒装置。3、底板强度 支架底座比压（对底版的接触比 压）应小 于底板允许比压。一般底板允许比压值为 1.962.16MPa，软底板为0.98MPa左右4、瓦斯

2、涌出量 涌出量大时应选择通风断面大的支架。5、地质构造 断层十分发育，煤层厚度变化大、顶板 允许暴露面积和时间分别在58 和 20min以下时暂不宜采用综采设备。6、设备成本 优先选用价格便宜的支架。一般情况下， 支撑式支架最轻，造价也最便宜，而支撑 掩护式支架最重、最贵 。n此外，对于特定的开采要求，应选用特种支架。如厚煤层分层开采时选用铺网支架，冒落法开采时选用放顶煤支架，工作面端头支护选用端头支架等等。2m 第二节 支架参数确定一、支护强度和工作阻力 顶板所需的支护强度取决于顶板的等级和煤层厚度。 支护强度的确定，可按下面经验公式确定： 式中 K1作用于支架上的顶板岩石厚度系数一般 取5

3、8。 H采高，m。 p岩石密度，一般取 q重力加速度，取 。)(1051MPaHpgKq33/105 . 2mkg2/10smmH261k33/105 . 2mkgp2/10smg )( 31010105 . 22653MPaq 支架支撑顶板的有效工作阻力Q（与顶板作用于支架顶梁上的载荷等值）为 式中： F为一架支架的支护面积，按下式计算： 式中 L支架顶梁厚度，m。 c梁端距，m。 B支架顶梁宽度，m。 k架间距，m。 支架支撑效率：有效工作阻力与支架工作 阻力之比初选支架时可取80%左右，故工作阻力P为：)(103kNFqQ)()(kBcLF)(2m)(kNQPCLBKA二、初撑力 一般初

4、撑力为（0.60.8）倍的工作阻力。三、移架力和推溜力n 移架力：100150kN（薄煤层）；150300kN（中 厚）；300400kN（厚煤层）；n 推溜力：100150kN 四、支架调高范围 支架最大结构高度 支架最小结构高度 式中： 分别为煤层最大、最小采 高，m。 S1伪顶冒落的最大厚度，一般取0.20.3m。)(1maxmaxmSMHzminmaxMM、)(2minminmSMHz S2顶板周期来压时的最大下沉量、移架时 支架的下降量和顶梁上、底座下的浮矸 厚度等之和，一般取0.250.35m。 支架伸缩比 k2反映了支架对煤层厚度变化的适应能力。其值越大，适应能力越大。单伸缩立柱

5、支架k21.6 。若k21.6 则采用双伸缩立柱或加机械加长段。薄煤层支架K2值为2.53.0；中厚煤层支架k2值为1.41.6。minmax2zzHHk五、覆盖率 支架覆盖率是顶梁接触顶板的面积与支架支护面积之 比值，即： 对不稳定顶板 8595% 中等稳定顶板 7585% 稳定顶板 6070% ，否则会引起冒顶。%100)(KBCLBL 第三节第三节 支架承载能力计算支架承载能力计算n一、支撑式支架（受力如图3-4-2）n前梁为分离体，由 得 取主梁和前梁为分离体， 由Fy=0得 取整个顶梁为分离体， 则x2为:qpxdQ1111212QnpQppQLqLqLqpxdnpdpabnpxdp

6、bapbpxQ122122)2()(一架支架所承受的载荷Q为LpnQ00M二、掩护式支架 1、间接支撑的掩护式支架，受力如图3-4-3顶板对支架的载荷，取顶梁和掩护梁为分离体，由得： 支撑效率为 将Q代入上式即得 间接支撑的掩护式 支架支撑效率。lCWtgppllftgQsincos)1 (111pQ00M2、直接支撑的掩护式支架，受力如图3-4-4 载荷作用位置x： 支撑效率：把Q代入上式可得效率)sincos(11WlcTlhtgPPftgQ)cos(11ThPlQxpQ三、支撑掩护式支架 1、直接支撑的支撑掩护式支架，受力如图3-4-5时当PPPlPlPQxWlctgPPPPftgQ21

7、),coscos(1)sinsin(coscos112122211122112211pQ 2、混合支撑的支撑掩护式支架，受力如图3-4-6时当PPPlPQxWlctgPPPllPftgQ21cos1)sinsin(cos)1 (cos1121111221122211 混合支撑的支撑掩护式 支架比直接支撑的掩护式支架承载能力高约20%2)sin(sincos)1 (cos)1 ( 2121221WlPctgllftg 第四节第四节 支护强度和接触比压验算（自学）支护强度和接触比压验算（自学） 第五节第五节 支架的结构选择支架的结构选择一、顶梁结构类型和侧护板n类型：刚性顶梁、铰接式顶梁、伸缩铰接

8、顶梁n刚性顶梁（图3-4-9a）这种顶梁结构简单，重量较轻，造价低，但对顶板不平性的适应能力差，接顶不够理想。刚性顶梁多用于顶板比较平整，或轻型支架和薄煤层支架上。n铰接顶梁（图3-4-9b）前梁在前梁千斤顶作用下可绕销轴向上和向下个摆动大约20左右。这种顶梁的接顶性能好，也加大了靠近煤壁顶板的支撑能力。n伸缩铰接顶梁（图3-4-9c）它是在铰接顶梁的前梁上又套上（或插入）一个可伸缩的梁，其行程为采煤机的截深d。这种顶梁除具有铰接顶梁的优点外，还可超前支护。n侧护板：使支架互相靠紧，防止矸石漏入工作空间，同时还为被移支架导向和调架，并可防止支架倾倒。n常用侧护板结构形式如图3-4-10所示。二

9、、底座结构类型 有整体底座和分离底座1、整体底座 支承立柱的两半个底座在底面、后面等处被焊接在一起，形成一个整体的刚性结构（如图3-2-3QY250-13/32型支架的底座）。其优点是刚性大，与底板的接触面积大，对底板的比压小，增强了支架的整体性。其缺点是掉入推移机构槽子里的浮煤碎石矸不易清理，影响推移机构的伸缩，另外，当底座陷入底板时不能自拔。2、分离底座 底座的两半个座箱仅在前部的上面通过一根横梁铰接在一起（如BY200-06/15型支架的底座）。其优点是对底板起伏的适应性强，改善了底座、连杆的受力状况，便于排矸，当底座陷入底板后，可一柱支撑，另一立柱提起而将一半底座从底板中拉出。其缺点是

10、支架的整体性差。三、立柱结构类型 单伸缩立柱、单伸缩机械加长段立柱和双伸缩立柱。1、单伸缩立柱（图3-4-11a）只有一级行程，伸缩比一般在1.6左右。2、单伸缩加机械加长段立柱（图3-4-11b）总行程为液压行程 与机械行程 之和。3、双伸缩立柱（图3-4-11c）两级行程都由液压力操纵，总行程为 ，可在较大范围内适应煤层厚度的变化，而且在井下随时调节，其伸缩比可达3。1l2l21ll 四、护帮装置 根据煤层软硬程度，采高超过2.52.8m时，应选用带护帮装置的支架，以免煤壁垮落伤人和损坏设备。护帮装置如图3-4-12所示。其工作过程是，采煤机割过后护帮板伸出贴住煤壁；采煤机割到时，收回护帮

11、板，采煤机在护帮装置下面通过。图3-4-12a、b只能护帮，而图c的挑梁在千斤顶作用下，不但可以护帮，而且还可以超前支护因片帮而暴露出的顶板，作为伸缩梁使用，但同时只能起一种作用。五、液压支架的控制系统 1、手动控制 有本架控制、单向邻架控制和双向邻架控制三种。本架控制，操作者在本架上操作本架，这种系统管路少，应用较多。单向邻架控制，操作者在上一架上操作相邻的下一架支架的各个动作，其优点是安全，操作速度快，缺点是管路较多。双向邻架控制是操作者站在某架上可以操纵相邻的上架和下架的各个动作，双向邻架控制虽然管路多、复杂，但采用多芯软管后，管路显得并不杂乱，但采用这种系统的支架成本高。 2、自动控制 自动控制是给出信号后，使每台支架或每一组支架（一般为15架）或全工作面支架自动依次动作。支架采用自动控制系统后能更好地与采煤机配合，减少支架滞后问题；以压力为信号的控制系统可保证额定的出撑力，改善顶板管理。这种系统复杂，制造和维护费用高。 第六节 机架工作面设备配套 一、生产能力配套 原则：工作面输送机的生产