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液压支架选型原则 液压支架选型原则 在现代综合机械化采煤过程中,工作面顶板的支护和管理是关系 安全生产的主要因素,而实 现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。它是以乳 化液作为动力介质,将液压 能转化为机械能的一种机构。液压支架的选型,其根本目的是使 综采设备更好地适应矿井和 工作面的地质和生产条件,投产后做到高产、高效、安全,并为 矿井的集中生产、优化管理 和取得最佳经济效益提供前提条件。 1、液压支架的基本形式 (1)支撑式液压支架:顶梁较长,一般超过4m左右,立柱垂直于 底座,有较强的支撑力。 (2)掩护式液压支架:顶梁较短,一般不超过3.5m,带有掩护梁, 分隔采空区和作业空 间,立柱呈倾斜分布,作业空间和通风断面较大。 (3)支撑掩护式液压支架:有上述两种支架的特点,采用四连杆机 构,更好地承受顶板 水平推力及扭转分力,对围岩既有较强的支撑、切顶作用,又有 较好的掩护、隔离作用,但 价格较前两者昂贵。 2、液压支架选型的基本依据及原则 进行液压支架选型时,其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经 济成本等。 2.1顶底板性质 2.1.1顶板 一般情况下,根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。不同的 直接顶和基本顶基本决 定了所采用的液压支架架型和工作方式。直接顶的分类有:不稳 定顶板,中等稳定顶板,稳 定顶板,坚硬顶板。基本顶级别:I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ 级顶板(周期来压明显)、Ⅲ 级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。 由上可知,直接顶的类别和基本顶级别,两者的划分都无严格的 定量评定指标,因此按顶板 性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。具体选用时可遵循 下列原则: (1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板,可选用掩 护式液压支架;对于直接 顶稳定的顶板,可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。 (2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ~Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳 定的顶板,可选用支撑掩护 式液压支架;对于直接顶稳定或坚硬的顶板,可选用支撑掩护式 液压支架或支撑式液压支架。 此外,由于某些顶板条件比较特殊,故可采用多种形式的液压支 架,因此液压支架架型的选 择既要以顶板性质作为依据,还应考虑顶板级别划分的模糊性。 在顶板类、级大致估定的条 件下,宜侧重于选用防护性能较好的液压支架,如掩护式支架或 带有护帮装置的液压支架。 2.1.2底板 底板软硬程度或强度大小,决定了底座结构形式和支承面积。底 座是液压支架的主要承 载部件,它将顶板压力传至底板。其结构形式分为以下几种: (1)整体刚性结构。用钢板焊接成箱形结构,底部封闭,强度高, 稳定性好,对底板比 压小,但排矸性差。适用于底板较松软、采高与倾角较大及稳定 顶板等条件。 (2)分式刚性结构。左右对称,座箱上部用过桥或箱形结构固定连 接。底板不封闭,排 矸性较好,对顶板适应性较好。 (3)左右分体结构。两个独立而对称的箱形结构,两部分用铰接过 桥或连杆连接,可在 一定范围内摆动,对不平底板适应性好,排矸性较好。 2.2煤层条件 2.2.1煤层厚度 煤层厚度是液压支架选型的一项重要指标。煤层厚度及其变化情 况决定了液压支架的结 构高度和伸缩范围,采高和顶板性质直接决定了液压支架的工作 阻力或支护强度。 (1)液压支架的工作阻力实质上是液压支架在工作中能承受顶板的 载荷,是衡量液压支 架支护性能的最主要的技术参数,可按下式计算:Q=Zb(L+C)式 中:z为支护强度;b为支架中心距;L为顶梁长度;C为顶梁前端到 煤壁距离。在液压 支架出厂代号中都明确地标有其工作阻力,如ZZ6000液压支架 (工作阻力为6000kN)。 (2)液压支架最大高度的确定。考虑到顶板有顶板冒落或可能局部 冒落而压住液压支架, 为保证立柱有一定的行程量,液压支架最大高度应在煤层最大采 高基础上,再加200mm~300mm。 (3)液压支架最小高度的确定。考虑到液压支架上、下浮煤堆积影 响,移架操作时支架 立柱要有150mm左右的回缩量等因素,液压支架最小高度应在 煤层最小采高基础上再减 200mm~300mm。 选型原则:对于薄煤层(采高小于1.3m)开采,在液压支架选型时 应考虑通风断面和作 业空间较大的掩护式或支撑掩护式液压支架。煤层厚度超过1.5m 时,顶板对液压支架有一 定的水平和侧向推力,这种情况下应优先选用抗水平力和扭转能 力强的掩护式结构的液压支 架,而不宜用支撑式支架。煤层厚度超过2.5m时,煤壁和悬顶 部分顶板可能在矿压作用或 采煤机割煤时振动而引起的垮落,需要选用带有护帮装置的液压 支架,一般多采用支撑掩护 式支架。如果煤层厚度变化较大,由于双伸缩立柱的行程范围较 大,能更好地适应这种煤层 条件。对于煤层厚度大、煤层松软或节理发育,因