放頂煤工作面液壓支架選型及參數(shù)選擇研究.ppt

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1、放頂煤工作面液壓支架選型及參數(shù)選擇研究主講：孟憲銳教授中國礦業(yè)大學(xué)（北京）&cumtb1.放頂煤支架選型的特點(diǎn)及適用條件1.1液壓支架架型的分類按照其結(jié)構(gòu)形式和用途，一般可分為:按放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)形式可分為四種類型：1.2各類液壓支架的特點(diǎn)及適用條件圖1－1節(jié)式支架1鉸接頂梁；2支柱；3底座；4移架缸；5閥座；6彈簧鋼帶；7主架；8副架滑移支架1）滑移支架放頂煤滑移支架是1982年研制，當(dāng)時(shí)作為介于單體支柱和綜采支架之間的過渡架型，克服了這兩種支護(hù)設(shè)備的不足之處，國內(nèi)外比較先進(jìn)的滑移支架，如圖20所示。這種支架雖然曾獲得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，但仍存在以下問題：

2、①由于兩頂梁為前、后排列，所以穩(wěn)定性較差，而且由于支架長度較長，易出現(xiàn)超載現(xiàn)象。②作為兩梁聯(lián)接件的彈簧鋼板，由于其受力較大，所以在工作中易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。尤其在傾角超過20o時(shí)，滑移支架穩(wěn)定性差和移架方向向下山偏移的問題突出，一般在過大的角度不宜使用。懸移支架懸移支架的特點(diǎn)：①與單體液壓支架和滑移支架相比，懸移支架穩(wěn)定性好；②與目前大量使用的單體液壓支柱相比，它可以實(shí)現(xiàn)移架機(jī)械化，從而大大減輕了工人的繁重體力勞動(dòng)；③它適用于在厚度變化大、埋藏不穩(wěn)定的煤層中一次采全高；④與自移式液壓支架相比，裝備一個(gè)工作面的投資大約只有綜采工作面的1/20；⑤改滑移支架兩個(gè)頂梁前后縱向

3、排列為橫向排列，支架長度減少近一倍；⑥該支架控頂距較短，最小控頂距可縮短至2m，承載能力較滑移支架提高了1倍；⑦移支架的阻力小，通過撓性四連桿滑塊機(jī)構(gòu)增強(qiáng)了支架在縱橫兩個(gè)方向上對頂板不平度的適應(yīng)能力；⑧適應(yīng)性強(qiáng)，允許工作面傾角在0~45°之間，在采取換柱和放頂煤措施后，允許煤層厚度在1~10m范圍內(nèi)變化；⑨用前探梁超前護(hù)頂和護(hù)幫，及時(shí)支護(hù)新懸露的頂板，能裝擋矸裝置，聯(lián)網(wǎng)裝置和防下陷底盤，能在使用中更換支柱，在大傾角和煤厚變化大的工作面得到廣泛應(yīng)用；⑩支架的工作阻力高，及時(shí)控制頂板下沉，防止頂煤與直接頂?shù)碾x層。1.2.4放頂煤液壓支架1）.標(biāo)準(zhǔn)支架放頂煤液壓支架是在普

4、通長壁工作面液壓支架基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在控制基本項(xiàng)、維護(hù)直接頂、自移和推移輸送機(jī)的功能是相同的，但放頂煤機(jī)構(gòu)、支架受力、排頭支架、降塵及其他方面的功能則是不同的。高位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適用條件中位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適用條件低位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適用條件輕型放頂煤液壓支架的特點(diǎn)及適用條件2）對放頂煤工作面支架選型的基本要求(1)放頂煤支架有液壓控制的放煤機(jī)構(gòu)。放頂煤工作面生產(chǎn)的煤炭大多數(shù)由放煤口放出，為提高效益，要求放煤機(jī)構(gòu)的液壓控制性能好，開閉迅速、可靠、放煤口大、不易堵塞，并具有良好的噴霧降塵裝置。(2)工作面放煤時(shí)，不可避免地會有大塊煤冒落，放煤機(jī)構(gòu)

5、必須有強(qiáng)力的、可靠的二次破煤性能。一般都采用在支架上爆破落煤和爆破大塊煤的方法。(3)多數(shù)放煤支架采用兩部輸送機(jī)，后部輸送機(jī)專門運(yùn)送放出的頂煤，因而支架應(yīng)有推移后部輸送機(jī)和清理后部浮煤的性能和機(jī)械。并應(yīng)考慮支架后部留有通道，作為維修輸送機(jī)和排矸使用。(4）由于鄰近支架放煤時(shí)頂煤的運(yùn)動(dòng)，不可避免地會使未放煤的支架受到側(cè)向力，因此，支架結(jié)構(gòu)必須有較強(qiáng)的抗扭和抗側(cè)向力的能力。(5)由于放頂煤工作面多數(shù)有兩部輸送機(jī)，并希望后部輸送機(jī)位置有足夠大的工作空間，因此支架的控頂距較大，頂梁也較長。(6)放頂煤工作面工作空間的頂板為煤，一般情況下煤的穩(wěn)定性比巖層差，在多次反復(fù)支撐作用

6、下，下部煤易破碎，因此支架必須全封閉頂板，有更好的控制端面冒頂和防止架間漏矸的性能。為減少架間漏出的煤塵隨風(fēng)流擴(kuò)散，支架應(yīng)具備專用的架間噴霧降塵裝置。(7)放頂煤工作面采煤機(jī)的采高是根據(jù)最佳工作條件人為確定的，采高大體在2．5m～3．2m之間。不需要使用雙伸縮立柱或帶加長段的立柱。(8)由于放頂煤支架重量較大，工作面浮煤較多，支架必須有較大的拉架力，拉架速度要快，能夠帶壓擦頂移架。因此，設(shè)計(jì)支架時(shí)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、可靠、重量輕，近年已設(shè)計(jì)出了幾種輕型支架。當(dāng)然，為了適應(yīng)淺埋深的地質(zhì)條件，對支架往往有一些特殊的要求。高位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)(1)支架結(jié)構(gòu)簡單，采煤機(jī)割的

7、煤和放落的頂煤由一部輸送機(jī)運(yùn)出，端頭維護(hù)空間小，整個(gè)工作面設(shè)備布置與普通長壁工作面相同，便于維護(hù)管理，減少事故發(fā)生點(diǎn)。(2)支架的長度較短，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性和封閉性都較好。(3)掩護(hù)梁放煤口尺寸較大，有利于頂煤的放出，但是放煤口位置高，丟煤多，采出率較低，煤塵大，支架通風(fēng)斷面較小，使得防滅塵的工作量大。(4)由于頂梁短(約1.2m)，放煤口位置距煤壁較近，因此對煤層冒放性的要求較高。一方面要求梁端頂煤完整，不冒頂，不片幫；另一方面要求在頂梁后頂煤破碎，即放煤口能順利放出。(5)放煤槽在放煤狀態(tài)時(shí)與底座呈350夾角，難以達(dá)到400。如果當(dāng)仰采角度為100時(shí)，就開始