液压支架分析报告PPT资料.ppt

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液压支架只有与采煤机、输送机等共同配套，才能最大限度发挥作用；

此外还要与特殊采煤工艺（急倾斜、放顶煤、充填、分层开采等）加以成套考虑6.自动化：

电液控系统可使液压支架实现程序、成组或自动化集中控制，还可与采煤机、输送机等一起实现自动控制，适应工作面高产、高效和安全的要求7.系列化标准化：

支架的液压元部件逐渐系列化、标准化。

1.3液压支架的组成,1.液压支架：

以压力液体为介质，由动力油缸、顶梁、底座、各种控制阀及管路等主要部件组成，实现机械化支护与移动的工作面支护设备。

2.液压泵站为“心脏”，液压管路为“脉络”，各结构件为“躯干”3.根据各部件功能：

承载结构件、动力油缸、控制元部件、辅助装置、工作液体：

承载结构件：

承受并传递顶板载荷作用的结构件，例如：

顶梁，掩护梁，底座，连杆动力油缸：

用液体做介质可以主动产生作用力，实现各种动作的油缸，例如：

立柱、各类千斤顶,1.3液压支架的组成,控制元部件：

操纵、控制支架各个动力油缸动作及保证所需工作特性的液压（电气）元部件，例如：

操作阀、单向阀、安全阀、管路等辅助装置：

不直接承受顶板载荷，而为实现支架某些动作或功能必须的装置，例如：

推移装置、防倒防滑等工作液体：

传递能量的工作液压介质例如：

乳化液,1.3液压支架的组成,4.液压支架主要结构件与作用顶梁：

直接与顶板接触，传递支撑力，并起护顶作用。

常用的形式有：

整体顶梁、铰接顶梁。

整体顶梁,1.3液压支架的组成,整体顶梁结构简单，性能可靠，顶梁对顶板载荷的平衡能力较强，前端支持力较大，可设置全长侧护板，有利于提高顶板覆盖率，改善支护效果，减少架间漏矸。

为改善接顶效果和补偿焊接变形，整体顶梁前（800-1000mm）一般上翘1-3。

1.3液压支架的组成,铰接顶梁在前梁千斤顶2的推力下，前梁1上下摆动，对不平顶板的适应性强。

运输时可将前梁放下与顶梁垂直，以减小运输尺寸。

前梁千斤顶必须有足够的支撑力和连接强度，为顺利移架，前梁间一般留有100-500mm间隙，增加了破碎顶板漏矸的可能性。

1.3液压支架的组成,侧护板侧护板装置组成：

侧护板、弹簧筒、侧推千斤顶、导向杆和连接销轴等。

支架活动侧护板形式：

直角式单侧活动侧护板、直角式双侧可调活动侧护板和折页式单侧活动侧护板。

1.3液压支架的组成,直角式单侧活动侧护板：

一侧固定，一侧活动。

固定侧护板是梁的边筋板，可增加梁体强度，减轻支架重量，适用于倾角较小（15）的缓倾斜煤层或水平煤层，挡矸密封性和导向性好。

1.3液压支架的组成,直角双侧活动侧护板根据工作面倾角方向，调整一侧固定，另一侧活动，适应性强，用于各种支架。

1.3液压支架的组成,折页式活动侧护板结构简单，千斤顶可以布置在梁体的外侧，便于拆装和维修。

挡矸密封性能差。

用于顶板比较稳定或坚硬条件的支撑掩护式支架。

1.3液压支架的组成,底座：

分为整体刚性底座，底分式刚性底座和铰接分体底座，其中铰接分体底座已较少采用。

整体刚性底座中档前部有高度50-100mm小箱形结构，中档后部上方为箱型结构，推移千斤顶安装在箱型体下。

立柱柱窝前设计过桥，提高底座整体刚性和抗扭能力，但其排矸性能差，容易堵卡，损坏推移机构。

1.3液压支架的组成,1.3液压支架的组成,底分式刚性底座底座底板为中分式，中档推移机构直接落在煤层底板上，前立柱柱窝前有过桥，中档后部上方为箱型结构，底板不封闭，排矸性能好。

1.3液压支架的组成,铰接分体式底座底座分为左右相对独立的两部分，从中档处铰接，左右底座在垂直方向可相对错动，无刚性约束。

这种底座对底板不平的适应性好，减少了底座的扭转和偏载，支架的整体刚性有所降低。

1.3液压支架的组成,掩护梁：

连接顶梁与底座（或连杆），承受支架水平力和跨落顶板岩石压力，并将压力传递至顶梁、连杆、底座，同时防止采空区冒落矸石进入支架的构件，而掩护梁侧护板进一步完善了这一功能，它是掩护式和支撑掩护式的特征结构件。

前、后连杆：

掩护式和支撑掩护式的特征构件，与掩护梁、底座铰接形成四连杆机构，即可承受顶板水平力,1.3液压支架的组成,使立柱无需复位，又可在支架升降时顶板前沿双纽线移动，使梁端距变化较小，提高支架控制顶板的可靠性。

推移结构：

由推移杆、推移千斤顶和连接头等组成，推移杆是决定推移装置形式和性能的关键部件。

推移杆形式：

整拉式短推杆和倒拉式长推杆。

短推移杆：

钢板而成的箱型结构件，结构简单可靠，重量轻，应用广泛。

1.3液压支架的组成,1.3液压支架的组成,整体箱式长推杆一般由钢板焊接而成的整体箱式结构件，结构简单，可靠性好，防止支架和输送机下滑的性能好，但在工作面难以更换。

1.3液压支架的组成,铰接式长推一般由前后两段箱式结构件组成，中间通过十字连接头铰接，可以上、下、左、右摆动。

解决了整体箱式长推杆不便更换的缺点，兼有短推杆和长推杆的双重特点。

1.3液压支架的组成,执行元件：

有立柱和各种千斤顶。

立柱是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸，立柱是支架的主要动力执行元件，它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围；

千斤顶是除立柱以外的各种油缸，它完成推移刮板输送机、移设支架和调整支架及完成各种保护动作等。

控制和操纵元件：

有操作阀、各种油缸的控制等。

操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀，它是支架的动作指挥元件。

根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同，操纵阀的结构也不一样。

液压支架上所用的控制阀较多，但油缸控制阀只有液控单向阀和安全阀。

1.3液压支架的组成,辅助装置：

除上述三项构件以外的其它构件。

它包括推移装置、复位装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置和照明等。

传动介质：

液压支架所用的传动介质是乳化液，它将泵站的液压能传递给液压支架各执行元件，使之获得工作的动能，并对设备具有低腐蚀、高效能的作用。

1.3液压支架的组成,5.工作面成套液压支架的组成：

过渡液压支架：

置于顺槽与工作面过渡区，用于支护顺槽与工作面过渡区的顶板端头液压支架：

置于工作面上下两端头，用于支护工作面上下两端包括输送机机头机尾上方的顶板，并作为工作面支架调整位置的方向时的基准架。

对整个工作面支架的防倒防滑至关重要。

1.3液压支架的组成,工作面支架：

布置于工作面，也称基本架，对工作面的顶板进行支护与控制。

巷道超前支架：

对工作面上下巷的超前支护，取消了单体液压支柱配合铰接顶梁的支护顶板的超前支护方式，有效解决了工作面两巷支护强度低、工序繁琐、劳动强度高的问题，实现了工作面两巷顶板管理的本质安全。

综采工作面设备布置图,端头支架,端头支架,过渡支架排头支架,过渡支架排头支架,工作面支架,巷道超前支架,巷道超前支架,综放工作面支架布置,1.4支架的工作原理,1.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。

即时支护：

般循环方式为：

割煤一移架一推溜。

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（ZF4000/16/28支架为该支护方式）,1.4支架的工作原理,滞后支护：

一般循环方式为：

割煤一推溜一移架。

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、完整的顶板复合支护：

割煤一支架伸出伸缩梁一推溜一收伸缩梁一移架。

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，不能适应高产高效要求，目前应用较少。

1.4支架的工作原理,2、液压支架的动作液压支架在工作过程中必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来实现完成的。

升柱：

当需要支架上升支护顶板时。

高压乳化液进入立柱的活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，使与活塞杆相连接的顶梁接触顶板。

1.4支架的工作原理,降柱：

当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，迫使活塞杆下降，于是顶梁脱离顶板。

支架和输送机前移：

两者都是由底座上的推移千斤顶完成的。

支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移完成支架的前移；

输送机前移时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

1.4支架的工作原理,3.液压支架升起支撑顶板到下降脱离顶板的整个工作过程分为四个阶段：

初撑阶段：

立柱上升，达到初撑力。

立柱初撑力：

Pzc=D/4Pb10支架初撑力：

Pjc=Pzcn式中PZC-立柱初撑力，KN；

D-立柱缸体内径，mm；

1.4支架的工作原理,Pb-泵站工作压力，MPa；

n-每架支架的立柱数量；

Pjc-支架初撑力，KN;

-支护效率。

支护效率主要取决立柱的倾斜程度，当立柱直立时，支护效率为1。

支架的初撑力取决于泵站的工作压力、立柱数量、立柱缸径以及立柱布置的倾斜程度。

1.4支架的工作原理,增阻阶段：

支架到达初撑力后，随着顶板的缓慢下沉，封闭立柱下腔的工作液体缓慢升高，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安全阀动作压力为止，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，以及立柱缸径的弹性膨胀，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。

1.4支架的工作原理,恒阻阶段：

安全阀动作以后，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，安全阀重新关闭，停止溢流，支架恢复正常工作状态。

工作恒阻阶段，支架对顶板产生的最大支撑力称为支架的工作阻力立柱工作阻力：

PZZ=D/4Pa10-支架工作阻力：

Pjz=PZZn,1.4支架的工作原理,式中PZZ-立柱工作阻力，KN；

Pa-安全阀调定压力，MPa；

D-立柱缸径，mm；

Pjz-支架工作阻力，KN;

n-立柱数量,1.4支架的工作原理,降压阶段：

降压是指支架顶梁脱离顶板而不再承受顶板压力。

需移架时先降架，100200mm左右；

破碎顶板带压移架。

1.5液压支架的分类,1.按架型结构与围岩关系分：

支撑式、掩护式、支撑掩护式液压支架,1.5液压支架的分类,按使用倾角分：

一般工作面支架、大倾角支架按使用高度分：

薄煤层支架（1.3M）、中厚煤层支架（1.3Mh3.5M）、大采高支架（3.5M）按适用采煤工艺分：

一次采全高支架、