液压支架基础知识培训1

液压支架

液压支架

基础知识培训第一节液压支架的作用第二节液压支架的工作原理第三节液压支架的组成及功能第四节

液压支架相关力及参数计算

第一节液压支架的作用液压支架是一种采煤工作面支护设备，在煤矿开采过程中，回采工作过面应防止顶板冒落并维持一定的工作空间，以保证作业工人的安全和各项工作的顺利进行，液压支架的发明和应用就满足了这一特殊要求。液压支架是以高压液体为动力，由液压元件（液压缸和液压阀）与金属结构件组成的一种用来支撑和管理顶板的设备。它不仅能实现支撑、切顶，而且还能使支架本身前移和推动输送机。液压支架配合可弯曲刮板输送机和采煤机共同组成综合机械化采煤工作面。综采工作面布置简图综合机械化采煤：简称“综采”。在长壁工作面用机械方式破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。工作面布置简图如下：第二节液压支架工作原理

液压支架工作原理：

利用乳化液泵站提供的高压乳化液，通过液压控制系统不同功能的液压缸来实现动作。每架支架的进、回液管路都与连接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并联，全工作面的支架共用泵站作为液压动力源。每架支架形成各自独立的液压系统。

(一)支架升降1.初撑

操纵阀8处于升柱位置，高压液体经液控单向阀6进入立柱下腔，立柱上腔排液，活柱和顶梁升起支撑顶板。顶梁接触顶板，立柱下腔压力达到泵站工作压力，操纵阀置于中位，液控单向阀关闭，立柱下腔液体被封闭——支架的初撑阶段→支架对顶板产生的支撑力称为初撑力。2.承载

支架初撑后，进入承载阶段。顶板缓慢下沉，顶板对支架的压力增加，立柱下腔压力升高——支架增阻过程。下腔压力超过安全阀5开启压力→高压液体经安全阀泄出，立柱下缩立柱下腔液体压力小于安全阀动作压力→安全阀关闭，立柱工作阻力保持恒定——恒阻过程。支架对顶板的支撑力称为工作阻力，由支架安全阀的调定压力决定。3.卸载操纵阀8处于降架位置，高压液体进入立柱上腔，打开液控单向阀6，立柱下腔排液→立柱(支架)卸载下降。

(二)支架移动和推移输送机

支架和输送机的前移由底座上的推移千斤顶4完成。移架：降柱卸载→操纵阀使高压液体进入推移千斤顶活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把支架拉向煤壁。推移输送机：支架支撑顶板，高压液体进入推移千斤顶活塞腔，活塞杆腔回液，以支架为支点，活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。第三节掩护式液压支架的组成及结构形式一、二级护帮板伸缩梁顶梁立柱底座前连杆后连杆掩护梁平衡千斤顶1、护帮装置：通常情况下，当采高大于2.5米时，支架都应配护帮装置。护帮装置设在顶梁前端或伸缩梁前部，使用时将护帮板推出，支托在煤壁上，起到护帮作用，防止片帮现象发生。各主要部件作用：2、顶梁：顶梁是支架的主要承载部件之一，支架通过顶梁实现支撑和管理顶板。为了适应顶板要求，支架顶梁通常有以下几种（1）、整体刚性顶梁。这种顶梁结构简单，对顶板不平行的适应能力较差，接顶不够理想。多用于顶板比较平整、稳定，很少实现片帮的采煤工作面。（2）、铰接分体顶梁。这种顶梁分为前梁和后梁两部分，前梁在前梁千斤顶作用下可绕铰接轴上下摆动20°左右，这种顶梁接顶性好，也加大了靠近煤壁顶板的支撑能力。3、底座：底座是支架的又一主要承载部件，支架通过底座将顶板压力传至地板。底座是组成四连杆机构的结构件之一。支架还通过底座与推移机构相连，以实现自身的前移和推动输送机。按其结构形式可分为：整体式、分体式、左右分体式、前后分体式。神东公司用支架底座结构形式主要为整体刚性底座，这种底座用钢板焊接成箱型结构，具有强度、稳定性好、对地板比压小的特点。4、掩护梁：掩护梁主要功能是隔离采空区、防止采空区冒落矸石涌入工作面，并承受开孔去冒落矸石的载荷和基本顶来压时的冲击载荷。掩护梁与前后连杆、底座共同组成四连杆机构，承受支架的水平分力。5、连杆：连杆与掩护梁、底座组成四连杆机构，既可以承受支架的水平力，又可以使顶梁和掩护梁的铰接点在支架调高范围内做近似直线运动，使支架的梁端距基本保持不变，从而提高支架控制顶板的可靠性。第四节

液压支架相关力及参数计算1、液压支架高度的确定：2、工作阻力计算（1）、岩重法是以支架承受的顶板载荷与开采厚度近似成直线关系增长的观点来确定支架的载荷，单位面积上支架承受载荷相当于6～8倍采高岩石重量。P—支护强度，KN/m2N—支架载荷相当采高岩重的倍数，取N＝6～8h—煤层的采高，m取4.2mγ—顶板岩石的密度，2.6×103kg/m3考虑支护效率K=0.9（一般K处于0.85~0.95之间）工作阻力

式中

PH－支架工作阻力（kN）；Lk－梁端距

；LD－顶梁长度；B－支架宽度（中心距）。(2)、岩石容重法确定支护强度支护强度的确定是以支撑支架上方冒落带重量并考虑顶板来压时的动载系数计算所得；q=式中：q—支架支护强度kＮ/ｍ２；Kd—动载系数1.1～1.5，取1.4；hm—采高，取2.6m；—顶板岩石容重，27kN/m３；Ｋｐ—岩体碎胀系数，1.25～1.5，取1.25；3、通过工作阻力及配套图计算支护强度与地板比压：q—支护强度，kN/m2;PH—支架工作阻力，KN;SK—支架的控顶面积，m2；其中：SK=B*（Lk+LD

）B－支架宽度（中心距）;Lk－梁端距

；LD－顶梁长度；Q—地板比压，kN/m2;SD—支架底座与地面的接触面积，m2；4、立柱及千斤顶力的计算：PN=P*S液1）、公式中计算立柱升（或千斤顶伸）力PN：P—系统中供液压力，MPa，通常为泵站压力31.5MPa；S液—缸径面积（S=1/4πD２）2）、公式中计算立柱（或千斤顶）工作阻力PN：P—安全阀开启压力，MPa；S液—