液压支架介绍

液压支架介绍技术中心支护研究所郭宝玉目录一、液压支架概述二、液压支架型式、型号、参数、组成部分三、我公司主要支架产品四、液压支架工作原理五、综采工作面六、结构件七、液压支架市场概况一、液压支架概述1947年英国首先制造出自移式液压支架，并在1953年装备了世界上第一个自移式液压支架工作面进行试验。中国煤矿从20世纪70年代初，开始研制和使用自移式液压支架,到1981年，全国已有近200个工作面装备了这种支架。综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，维护安全作业空间，防止矸石进入回采工作面和推进采运设备。它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。

近年来，我国液压支架的研制工作发展很快，从基本上依靠进口，发展到自行设计、自行制造，而且品种繁多、功能齐全、质量可靠。液压支架重量和初期投资费用占整套综采设备的60%—70%。ZF8600/18/35D电液控制液压支架二、液压支架型式、型号、参数、组成部分1、液压支架型式1）液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系一般分为三大类，即支撑式、掩护式、支撑掩护式。

支撑式：

掩护式：支撑掩护式：2）按其适用煤层倾角分为两类，即一般工作面支架、大倾角支架。大倾角液压支架：支架最大高度小于等于3.2m，使用倾角为35°-55°；或最大高度3.2m以上4.5m以下，使用倾角20°-40°的液压支架。

大倾角液压支架相比一般工作面液压支架，增加防倒装置、防滑装置、底调装置，防支架倾倒、防支架下滑、防输送机下滑。3）按适用采高分为三类，即薄煤层支架、中厚煤层支架、大采高支架。

薄煤层支架：工作高度小于1.3m的支架。

大采高支架：最大高度大于或等于3.8m，用于一次采全高的液压支架。4）按适用采煤方法分为四类，即一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架、充填支架。5）按在工作面中的位置分为三类，即工作面支架、过渡支架（排头支架）、端头支架。

工作面支架就是通常所说的中间架、中部支架。

过渡支架位于中部支架与端头支架之间，为输送机机头、机尾提供较大作业空间。

端头支架是综采工作面端头部位特殊设计的一种支架，安装在工作面上下拐头处的巷道内，为上下拐头提供顶板维护，推移装载机。6）按支架稳定机构分为五类，即正四连杆机构支架、单铰点机构支架、反四连杆机构支架、单摆杆式支架、机械限位支架。7）按支架控制方式分为三类，即本架控制、邻架控制、成组控制。8）按控制原理分为三类，即液压直接控制支架、液压先导控制支架、电液控制支架。2、液压支架型号支架型号的组成和排列方式：设计修改序号补充特征代号主参数第二特征代号第一特征代号产品类型代号产品类型代号：表明产品类别，用汉语拼音字母Z表示；第一特征代号：表明支架的架型结构或特殊用途；

常见的有以下几个：Y表示掩护式支架；Z表示支撑掩护式支架；F表示放顶煤支架；G表示过渡支架；第二特征代号：跟第一特征代号配合使用，用汉语拼音字母表示；主参数：依次用支架工作阻力、最小高度和最大高度3个参数，用阿拉伯数字表示；参数之间用“/”分开；参数量纲分别为kN和dm；补充特征代号：进一步描述支架的结构特点或控制方式；例如：D表示电液支架，H表示反四连杆结构；设计修改序号：用字母A、B、C、······，依次表示；支架型号示例：ZFG9600/25/35DZ：表示支架；F：表示放顶煤；G：表示过渡支架；9600/25/35：表示支架工作阻力为9600kN，最低高度2.5m，最大高度3.5m；D：表示电液控制；3、液压支架参数1）工作阻力：支架立柱安全阀调定的开启压力，单位kN。2）高度：支架最低、最高高度、工作高度，单位m。3）宽度：最小宽度、最大宽度，单位mm。4）中心距：相邻两台支架中心线之间的距离。5）初撑力：支架立柱通过泵压而给予顶板的主动支撑力,较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力,减小顶板下沉量,防止顶板早期离层破碎。6）底板比压：支架底座对单位面积底板上所造成的压力，单位MPa。7）支护强度：支架对单位面积顶板提供的工作阻力，单位MPa。8）泵站压力：工作面乳化液泵所提供的额定工作压力，一般用31.5MPa。9）操纵方式：本架、邻架、成组。10）重量：支架总重。11）立柱缸径：立柱缸筒内径，单位mm。例：ZF8600/18/35D电液控制液压支架主要参数

高

度：

1800~3500mm

中心距：

1500mm

宽

度：

1430～1600mm

初撑力：

6964kN（P=31.5MPa）

工作阻力：

8600kN（P=38.9Pa）

支护强度：

1.14~1.16MPa

底板前端比压：

0.83~1.90MPa

适应煤层倾角：

≤15°

泵站压力：

31.5MPa

操作方式：

电液控制

截

深：

600mm

前后部输送机中心距：

5750mm支架重量：

26550Kg4、液压支架组成部分根据支架各部件的功能和作用，其组成可分为5个部分，即承载结构件、液压油缸、液压系统、销轴、辅助装置。1）承载结构件：主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷，如顶梁、掩护梁、连杆、尾梁、底座等。结构件是由钢板、钢管、铸件等焊接而成的框架结构，钢板材料主要有16Mn、Q460、Q550、Q690等。钢管材料为27SiMn，铸件材质一般为ZG27SiMn。2)液压油缸：包括立柱和各类千斤顶，主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。目前国内油缸应用范围：Φ63-Φ500mm3）液压系统：包括操纵阀、单向阀、安全阀、截止阀、喷水阀等各种液压控制元件，以及管路、电控等辅助元件，主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的各种特性。高压胶管主要有三层钢丝编织软管、四层钢丝缠绕软管。4）销轴：用于连接各承载结构件或液压件。销轴材料主要有：40Cr、30CrMnTi等。5）辅助装置：如推移装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置等，是为实现支架的某些动作或功能所必须的装置。下面针对支架结构件、油缸、液压系统具体介绍。（1）顶梁顶梁直接与顶板接触，支撑顶板，是支架的主要承载部件之一，其主要作用包括：⑴承接顶板岩石及煤的载荷；⑵反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作用；⑶为回采工作面提供足够的安全空间。顶梁的结构一般分为整体式和分体式（即顶梁加前梁及伸缩梁）。如耿村矿ZF8600/18/35D放顶煤支架顶梁为分体式结构，带有前梁及伸缩梁，并带有可挑平的护帮板，可以有效地支护机道上方的顶板，防止工作面片帮、冒顶。液压支架顶梁采用钢板拼焊箱形变断面结构，四条主筋形成了整个顶梁的主体。顶梁一侧上平面低一个板厚，用于安装活动侧护板。控制顶梁活动侧护板的千斤顶和弹簧套筒，均设在顶梁体内。（2）掩护梁掩护梁上部与顶梁铰接，下部与前后连杆相连，经前后连杆与底座连为一个整体，后部与尾梁铰接，是支架的主要连接和掩护部件，其主要作用包括：(1)承受顶板给予的水平分力和侧向力，增加支架的抗扭性能。(2)掩护梁与前后连杆、底座形成四连杆机构，保证梁端距变化不大。(3)阻挡后部顶煤及矸石前窜，维护工作空间。另外，由于掩护梁承受的弯矩和扭矩较大，工作状况恶劣，所以掩护梁必须具有足够的强度和刚度。支架的掩护梁为整体箱形变断面结构，用钢板拼焊而成，为保证掩护梁有足够的强度，在它与顶梁、前后连杆连接部位都焊有加强板，在相应的危险断面和危险焊缝处也都有加强板。（3）连杆一般分为前连杆、后连杆，每台支架通常有两个前连杆，一个后连杆。前、后连杆上下分别与掩护梁与底座铰接，共同形成四连杆机构，其主要作用包括：⑴使支架在调高范围内，顶梁前端与煤壁的距离（梁端距）变化尽可能小，更好地支护顶板；⑵承受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。前、后连杆的结构形式可以是整体式，也可以是分体式。耿村ZF8600/18/35D电液支架前连杆为分体式双连杆，后连杆为整体单连杆，均为钢板焊结的箱形结构，这种结构不但有很强的抗拉抗压性能，而且有一定的抗扭能力。（4）尾梁尾梁上部与掩护梁铰接，由两个尾梁千斤顶支撑，支架前移以后，垮落的顶煤及顶板直接作用在尾梁上，尾梁是支架掩护后部和实现放顶煤的关键部件，其主要作用包括：⑴支撑松动的顶煤及顶板岩石，维护良好的工作空间；⑵为插板提供支点，为实现放顶煤创造条件；⑶尾梁的上下摆动可以控制后部放煤。由于尾梁要承受顶煤及顶板岩石的冲击，所以要有足够的刚度和强度。尾梁采用整体箱形变断面结构，用钢板拼焊而成，两侧留有尾梁千斤顶耳座，中前部留有插板千斤顶耳座，尾梁中部留有装插板的空间。（5）底座底座是将顶板压力传递到底板和稳定支架的部件，除了满足一定的刚度和强度外，还要求对底板起伏不平的适应能力要强，对底板接触比压要小，其主要作用包括：⑴为立柱、液压控制装置、推移装置及其他辅助装置形成安装空间；⑵为工作人员创造良好的工作环境；⑶具有一定的排矸挡矸作用；⑷保证了支架的稳定性。底座的结构形式可分为整体式和分体式，分体式底座由于左右两部分组成，排矸性能好，对底板起伏不平的适应性强，但与底板接触面积小，对底版比压较大；整体底座是用钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性好，强度高，不易变形，与底板接触面积大，比压小，但底座中部排矸性能较差。支架底座由四条主筋形成左右两个立柱安装空间，中间通过底板、前端通过过桥、后部通过箱形结构把左右两部分连为一体，具有很高的强度和刚度。（6）立柱立柱把顶梁和底座连接起来，承受顶板载荷，是支架的主要承载部件，因此要求立柱要有足够的强度，工作可靠，使用寿命长。立柱有两种结构形式，即双伸缩和单伸缩两种形式，双伸缩立柱调高范围大，使用方便，但其结构复杂，加工精度高，成本高，可靠性较差；单伸缩立柱成本低，可靠性高，但调高范围小。带机械加长段的单伸缩立柱能起到双伸缩立柱的作用，不仅具有较大的调高范围，而且具有成本低，可靠性高等优点，使用时不如双伸缩立柱方便。支架立柱由缸体、活柱、导向套及各种密封件组成。立柱初撑力通常是指立柱大腔在泵站压力下的支撑能力。初撑力的大小，直接影响支架的支护性能，合理地选择支架的初撑力，可以减缓顶板的下沉，对顶板的管理有利。立柱的工作阻力，是指在外载荷作用下，立柱大缸下腔压力增压，当压力超过控制立柱的安全阀调定压力时，安全阀泄液，立柱开始卸载，此时立柱所承受的能力即为工作阻力。立柱主要参数：1、缸径/柱径2、液压行程3、中心距4、工作阻力（7）各种用途千斤顶液压支架千斤顶基本上都是单伸缩双作用千斤顶。千斤顶主要参数：1、缸径/杆径2、液压行程3、中心距4、工作阻力a、

推移千斤顶推移千斤顶位于底座中间，其作用是推移输送机和拉移支架，根据所需要的拉架力大于推溜力的特点，支架推移千斤顶一般采用倒装，也有正装差动连接形式。目前集团公司选用支架推移千斤顶行程为700mm。推移千斤顶由缸体、活塞、活塞杆、导向套、密封件等组成。b、尾梁千斤顶尾梁千斤顶位于掩护梁的后部，前端与尾梁相接，后端与掩护梁相连，是支撑尾梁及其外载的关键部件，也是实现放顶煤及维护放煤空间的关键。尾梁千斤顶通常有两个。尾梁千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套、密封件等组成。c、

侧推千斤顶侧推千斤顶位于顶梁及掩护梁的内部，前端通过导向杆与侧护板相连，后端通过销轴梁体耳座相连。其主要作用是控制侧护板的伸出与收回。侧推千斤顶结构有内进液、普通双作用两种形式。d、拉后溜千斤顶拉后溜千斤顶位于底座的一侧，后端通过销轴与底座相连，前端通过圆环链与后部输送机相接。其主要作用是拉动后部输送机前移。

e、

插板千斤顶插板千斤顶位于尾梁的内部，一端与尾梁相接，另一端与插板相连，是插板伸缩的关键部件，也是实现放顶煤及维护放煤空间的关键。一般有两个。f、护帮千斤顶护帮千斤顶位于顶梁的前端，一端与顶梁相接，另一端与护帮板相连，是护帮板翻转的关键部件。结构为双作用结构。g、

前梁千斤顶前梁千斤顶一端同顶梁相接，另一端同前梁相接，其结构为双作用结构。对前部顶板起支撑作用，能很好的适应顶板的变化。通常每台支架有两个前梁千斤顶。h、伸缩梁千斤顶伸缩梁千斤顶一端同前梁相接，另一端同伸缩梁相接，是实现伸缩梁伸缩的关键部件。其结构为双作用结构。（8）液压系统液压动力是设在顺槽的乳化液泵产生的高压液体，通过支架主进液管路输送到工作面各支架的操纵阀，操纵阀有多片换向阀组合而成，每片控制一种立柱、千斤顶，经操纵阀分配至各立柱和千斤顶而动作，需要闭锁的加控制阀组（单向阀、双向锁和安全阀）；回液也经过操纵阀回液口，由主回液管路返回乳化液泵站的乳化液箱。液压支架的工作特点：通过立柱产生的初撑力，给顶板以足够的支撑力，支撑住顶板，防止顶板过早离层和下沉；随着顶板压力的增大，当达到安全阀调定值时，即为额定工作阻力，安全阀开启泄液，当液压小于安全阀调定值时，安全阀关闭，立柱继续承受额定工作阻力。液压支架用的传动介质，绝大多数采用水包油型乳化液。液压系统常用阀：换向阀、液控单向阀、安全阀、平面截止阀、单向锁、双向锁、球形截止阀、交替单向阀、回液断路阀、喷水阀等。液压元件有高压胶管、三通、弯头、长接头、堵、O型密封圈、挡圈、U型卡等。ZF8600/18/35D电液支架液压原理图FHS125/31.5Z操纵阀FHS200/31.5Z操纵阀球形截止阀单向锁安全阀双向锁液控单向阀回液断路阀四通球形截止阀底阀特别警告:1)拆卸液压元件、胶管前，应将泵站及截止阀关闭，并确保液压元件内部无压力，以免高压液体喷出伤人。2)支架用的各种阀类，以及各种液压缸，均不允许在井下进行拆检和调整，若有故障时，需有专人负责用质量合格、相同型号、规格的阀件或液压缸进行整体更换，而且应确保所更换的液压元件具有有效期内的安全标志证书。3）操作液压支架须有专人指挥，严禁私自随意操作；护帮板、插板、侧护板旁严禁站人。三、我公司主要支架产品一、主要产品型号1、ZF2800/16/24放顶煤液压支架2、ZF2800/14.5/23轻型放顶煤液压支架3、ZFG3600/17/27过渡支架4、ZZ4000/16/37掩护式液压支架5、ZZG4200/16/37过渡支架6、ZY2800/07/16掩护式支架7、ZY3400/15/32掩护式支架8、ZF5500/18/28放顶煤液压支架9、ZFG5600/21/30过渡支架10、ZZ5500/18/38掩护式支架11、ZF6400/17.5/28放顶煤液压支架12、ZF7000/18/28放顶煤液压支架13、ZFG7200/21/30过渡支架14、ZF4400/16/25放顶煤液压支架15、ZFG5000/18/28过渡支架16、ZF5200/17/32放顶煤液压支架17、ZY3200/14/28掩护式支架18、ZYG3200/14/28过渡支架19、ZF4800/17.5/28放顶煤液压支架20、ZFT14400/19/30前后置式端头支架21、ZF8600/18/35D电液支架22、ZFG9600/25/35D电液过渡支架23、ZFG8000/23/35过渡支架新疆屯南煤业ZY3200/14/28掩护式液压支架山西李子坪矿ZY3400/15/32掩护式液压支架ZF5500/18/28放顶煤液压支架跃进矿ZZ5500/18/38掩护式液压支架ZF6400/17.5/28放顶煤液压支架义海ZF4800/17.5/28放顶煤液压支架新疆ZF5200/17/32放顶煤液压支架ZF4400/16/25放顶煤液压支架二、主要业绩1、集团公司方面1）

ZF4400/16/25放顶煤液压支架、ZFG5000/18/28过渡支架：主要应用在东部矿井，新安矿3套，义安矿3套，新义矿2套。2）ZF6400/17.5/28放顶煤液压支架、ZF7000/18/28放顶煤液压支架、ZFG7200/21/30过渡支架：主要应用在中部矿井，千秋矿、耿村矿、常村矿、跃进矿。2、外销方面1）山西乌泥沟煤矿：ZZ4000/16/37掩护式液压支架、ZZG4200/16/37过渡支架；2）山西李子坪煤矿：ZY3400/15/32掩护式支架3）山西灵石金庄煤矿：ZY2800/07/16掩护式支架四、液压支架工作原理两个基本动作：升降、推移。利用乳化液泵站提供的高压乳化液体，通过立柱、推移千斤顶来完成各种动作。一、升降：指液压支架升起支撑顶板到下降脱离顶板整个工作过程。分为四个工作阶段,分别是：初撑阶段、增阻阶段、恒阻阶段、降架阶段。1、初撑阶段：立柱下腔供液，活柱上升，支架达到初撑力。立柱初撑力：Pzc=πD2/4*Pb*10-3支架初撑力：Pjc=Pzc*n*η支护效率主要取决于立柱的倾斜程度，当立柱直立时，支护效率为1。支架的初撑力取决于泵站工作压力、立柱数目、立柱缸径以及立柱的倾斜程度。2、增阻阶段支架达到初撑力以后，随着顶板的缓慢下沉，封闭在立柱下腔的工作液体压力缓慢升高，立柱的推力即支架对顶板的支撑力也随之增大，直到立柱下腔压力达到立柱安全阀调定的压力为止，这一过程称为支架的增阻阶段。立柱下腔的液体受压而使其体积减小，以及立柱缸体的弹性膨胀，支架要下降一段距离，下降的距离称为支架的弹性可缩值，下降的性质称为支架的弹性可缩性。3、恒阻阶段立柱下腔压力超过安全阀调定压力后，安全阀动作，立柱下腔少量液体经安全阀溢出，压力随之减小，当低于安全阀的调定压力时，安全阀关闭，停止溢流，支架恢复到正常工作状态。恒阻阶段支架对顶板产生的最大支撑力称为支架的工作阻力。支架的工作阻力取决于安全阀的调定压力、立柱数目、立柱缸径以及立柱的倾斜程度。所以，安全阀调定压力的准确性、动作可靠性，对支架的性能有着重大影响。当工作面某些支架达到工作阻力而下降时，相邻的未达到工作阻力的支架便成为顶板压力作用的突出对象，将压力分担到相邻的支架上，使工作面各台支架受力均匀。4、降架阶段降架是指支架顶梁脱离顶板而不再承受顶板压力。需移架时应先降架100-200mm左右。破碎顶板应该擦顶移架（带压移架），支架只略微下降。二、推移：推移千斤顶两端分别同支架底座和前部刮板输送机相连接。动作顺序：降架—移架—升架—推溜。为了操作方便和便于记忆，操纵阀组中每片阀应带有动作标记，要严格按标记操作，不得误操作。操作工必须了解支架各元件的性能和作用、熟练准确地按操作规程进行各种操作。归纳起来，支架操作要作到：快、够、正、匀、平、紧、严、净。“快”——移架速度快；“够”——推移步距够；“正”——操作正确无误；“匀”——平稳操作；“平”——推溜移架要确保三直两平；“紧”——及时支护紧跟采煤机；“严”——接顶挡矸严实；“净”——架前架间浮煤碎矸，及时清除。三直：煤壁、运输机、支架直；二平：顶平、底平；基本操作程序一般为割煤——拉架——移前输送机——放顶煤——移后部输送机，要求跟机及时支护顶板，移架距离滞后采煤机滚筒3~5m，推溜要滞后10~15m。放顶煤时，放煤工要多次反复操作，只要放煤口见矸后，应及时伸出插板，关闭放煤口。三、支护方式综采工作面的主要生产工序有采煤、移架和推溜。3个工序的不同组合顺序，可形成液压支架的3种支护方式，从而决定工作面“三机”的不同配套关系。1、即时支护一般循环方式为：割煤——移架——推溜。特点是：顶板暴露时间短，梁端距较小，适用于各种顶板条件，是目前应用最广泛的支护方式。2、滞后支护一般循环方式为：割煤——推溜——移架。特点是：支护滞后时间较长，梁端距大，支架顶梁较短，可用于稳定、完整的顶板。3、复合支护一般循环方式为：割煤——伸伸缩梁——推溜——收伸缩梁——移架。特点是：支护滞后时间短，但增加了反复支撑次数。可适用于各种顶板条件，但支架操作次数增加。五、综采工作面一、六个概念1、煤层倾角煤层倾角是指煤层与水平面之间所夹的最大锐角。煤层倾角大时，工作面采煤机、输送机和支架都必须采取防滑、放倒措施。目前，高产、高效工作面倾角大都在10°以下，这是综采最能发挥效益的角度，只有倾角大于12°时，采煤机才要安装防滑装置；当倾角大于16°时，支架和输送机需设置防滑、放倒和调架装置；当工作面潮湿时，由于金属、金属与底板的摩擦系数降低，以上需设置防滑、放倒装置的倾角要小一些。进水平煤层：5°—8°；缓倾斜煤层：8°—25°；倾斜煤层：25°—45°；急倾斜煤层：＞45°；2、煤层厚度煤层厚度直接影响到采煤机械工作机构的最小高度、调高范围及装机功率；对支架来说，不仅影响其结构高度和伸缩比，还影响其支护高度。一般来说，煤层厚度越大，支护强度就要求越高。

薄煤层：厚度小于1.3米；

中厚煤层：厚度在1.3—3.5米；

厚煤层：厚度大于3.5米；3、煤质硬度我国目前以普氏系数f作为反映煤体坚固程度的指标，普氏系数是指煤抵抗外来机械作用的能力。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。软煤普氏系数＜1.5，中硬煤普氏系数在1.5—3.0之间，硬煤普氏系数＞3.0。4、顶板稳定性顶板的稳定性程度直接决定支架的架型及其支护强度，我国将缓倾斜煤层老顶分为4级，直接顶分为4类。老顶分级：Ⅰ级：缓和。具体来说就是，初次来压步距＜25m，周期来压步距＜7m。Ⅱ级：明显。具体来说就是，初次来压步距25—50m，周期来压步距7—15m。Ⅲ级：强烈。具体来说就是，初次来压步距＞50m，周期来压步距16—25m。Ⅳ级：剧烈。具体来说就是，初次来压步距＞50m，周期来压步距＞25m。直接顶分类：1）不稳定：岩层主要由页岩、砂页岩组成。2）中等稳定：岩层主要由泥页岩、砂页岩组成。3）稳定：岩层主要由砂页岩、砂岩组成。4）坚硬：岩层主要由砂岩、砾岩组成。顶板的稳定性也对采煤机械的选择有很大的影响，若顶板不稳定时，应选用机身长度较小、输送机宽度较窄的浅截深机组，或选用机身较大的机组，但应采用每刀约进半个截深的回采工艺。5、底板稳定性煤层底板岩石的性质对回采工作面支架选型有很大影响，如顶板一样，已为许多生产实践所证实。如果煤层底板为松软炭质页岩，支架就易出现底座一端偏斜压入底板，使支架难以移动，即使架型相同，支架结构与参数不同，对软岩底板的适应性也不同。支架选型应依据支架底座的结构型式、合力作用点在底座上的位置以及支架对底板的比压分布而定。我国缓倾斜煤层底板分5类。底板分类：Ⅰ类：极软。容许比压＜3MPa，岩性主要为充填砂、泥岩、软岩，适应支撑掩护式支架。Ⅱ类：松软。容许比压3.1—6.6MPa，岩性主要为泥页岩、煤，适应掩护式支架、支撑掩护式支架。Ⅲ类：又分为Ⅲa和Ⅲb两种。Ⅲa：容许比压6.6—9.6MPa，岩性主要为中硬煤、薄层状页岩，适应掩护式支架。Ⅲb：容许比压9.6—16.1MPa，岩性主要为硬煤、致密页岩，架型不限。Ⅳ类：中硬。容许比压16.1—32MPa，岩性主要为致密页岩、砂质页岩，架型不限。Ⅴ类：坚硬。容许比压＞32MPa，岩性主要为后层砂质页岩、粉砂岩、砂岩，架型不限。6、煤层瓦斯含量机械化开采工作面产量大，特别是高产高效工作面由于推进速度快，产量高，所以瓦斯涌出量增大，如果选用的液压支架通风断面较小，不能保证通过足够的风量，就必然影响综采的生产能力。特别是对于高瓦斯矿井问题更为突出。因此，如果围岩条件允许，就应该选择通风断面大的支架。瓦斯：煤矿井下的瓦斯主要来自于煤层和煤系地层，它是由腐植型有机物在成煤过程中形成的全部气体的统称。其主要成分是甲烷，也称沼气，还有二氧化碳、氮气，此外还有少量的硫化氢、氢气和一些重烃和稀有气体等。沼气是无色、无味、无臭的气体。比空气轻，对空气的比重为0.544，故在井下巷道的上部、顶板冒落地点的顶部和独头上山的掘进工作面易于积聚沼气。沼气本身无毒性，但不能供呼吸。当空气中沼气的浓度较高时，就会相对降低氧的含量，使人窒息。当它在空气中达到一定浓度时，遇火能燃烧或爆炸。安装《安全规程》的规定，平均日产一吨煤涌出的瓦斯量≤10m3划为低瓦斯矿井，平均日产一吨煤涌出的瓦斯量＞10m3划为高瓦斯矿井。瓦斯爆炸界限为5—16%，浓度为9.5%时，爆炸威力最大。二、工作面基本数据1、煤层厚度2、工作面倾角3、工作面长度4、采区走向长度5、顶板条件6、底板条件美国和澳大利亚已经规划出储量为1000万t的采区,这意味着采区走向长度可达6000—8000m。

三、三机配套综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。

1、液压支架的选型原则

(1)液压支架的选型，其根本目的是使综采设备适应矿井和综采工作面的条件，投产后能做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和最佳经济效益提供条件，因此，支架的选型应使支护强度与工作面矿压相适应，支架结构型式与煤层赋存条件相适应，支护断面与通风要求相适应，液压支架与采煤机、输送机等设备相匹配。就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。

(2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前,必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清、探明，编出综采采区、综采工作面地质说明书。然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。2、综采工作面设备配套原则（1）“三机”生产能力配套综采工作面“三机”生产能力必须合理配套，才能充分发挥各自的潜力，并满足工作面生产能力的要求。工作面生产能力取决于采煤机落煤能力，而工作面输送机、液压支架级平巷转载机、科伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的生产能力，通常按富裕20%考虑。要保证工作面高产，工作面输送机伸缩能力要大于采煤机的落煤能力，液压支架的移架速度就得大于采煤机的运行速度。（2）“三机”性能配套性能配套主要解决各设备性能间互相协调与制约的问题，从而充分发挥设备性能，以满足生产的需要，其主要涉及的内容有：采煤机底托架与输送机槽的匹配；采煤机摇臂与输送机头尾的匹配和自开切口的匹配；支架性能与采煤机牵引速度的匹配等。（3）“三机”横断面配套尺寸关系采煤机、刮板输送机和液压支架之间的横断面配套尺寸如下图所示。（4）“三机”寿命配套“三机”寿命配套是指综采工作面各单机设备的大修周期从理论上讲应该接近。高产、高效要求工作面各种设备，特别是主要设备必须处于良好的运转状态。如果在工作面生产过程中，设备交替更换进行大修或“带病”运转，则必然影响到工作面的正常生产和对设备造成较多的影响或损坏。神东上湾煤矿12206工作面耿村电液支架工作面