大采高技术与大采高液压支架的开发研究

合集下载

科技成果——大采高综放液压支架及其配套技术

科技成果——大采高综放液压支架及其配套技术适用范围本项研究成果适合于西部矿区20m以上特厚煤层综放开采。

我国山西、新疆、内蒙、陕西、甘肃等多个产煤省区都存在20m左右的特厚煤层，对这部分煤层的开采，借鉴大采高技术的发展成果，实行大采高综放开采是目前唯一可行的开采途径，具有广阔的推广前景。

技术原理根据我国《煤矿安全规程》1:3采放比的规定，项目研制的5.2m 大采高综放液压支架可使一次采煤高度达到20m。

大采高综放工作面割煤高度加大，不仅可以实现工作面采放均衡生产、提高工作面回收率，而且为配备大功率后部输送机提供了空间，有利于工作面快速放煤。

另外，割煤高度增加也使工作面通风断面加大，降低瓦斯浓度，减少工作面的安全隐患。

关键技术1、发明大采高综放液压支架围岩耦合动态设计方法，大幅提升液压支架与围岩的适应性；发明双伸缩抗冲击立柱、中缸复合密封圈密封结构、1000L/min大流量安全阀快速卸载及实验装置，提升液压支架可靠性；2、发明采用双前双后连杆稳定机构、连杆之间设置人行通道、强扰动式尾梁－插板放煤机构的新型放顶煤液压支架，创新研制首台套工作阻力15000kN、最大高度5.2m的大采高放顶煤液压支架；3、研制新型大采高放煤过渡液压支架和放顶煤端头液压支架，与中部支架形成完整的大采高综放工作面高效支护系统。

主要技术指标（1）支架工作阻力15000kN，支护高度3.2-5.2m。

（2）支架寿命通过50000次循环加载型式试验，大修周期达到2000万吨以上。

（3）端头和超前支架能有效维护大采高综放工作面顶板，实现工作面连续、自动化推进。

典型案例本项目成果在大同塔山、同忻、华亭等矿井推广使用10套以上，为煤炭企业创造效益达20亿元以上。

该项目可以辐射到西部地区相同地质条件的矿井，解决特厚煤层开采难题。

此外本项目研究成果还对钢铁行业、大型结构件制造加工、仪器仪表检测等领域的技术进步具有重要的推动作用；对于提升我国的基础工业水平、促进高端制造业的快速发展、增强企业参与国际市场竞争的能力具有重要意义。

大采高液压支架设计

综上所述。大力研发大采高开采技术是十分必要的，而大采高液压支架作为大采高开采必不可少的关键技术所在，更应大力去研究。
本次设计取题四盘区煤矿，四盘区煤层厚度普遍在8~9.4m，平均8.9m，且赋存稳定，煤层硬度大、韧性高，埋深平均208.7m，属于近浅埋深特厚煤层。针对这类煤层的回采问题，关键是解决采法问题。
1 绪论
1.1 项目立项的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晋城煤业集团从上世纪 80 年代开始采用综合机械化采煤方法以来，先后采用了分层综采和放顶煤综采技术开采厚煤层，并取得了较好的经济和社会效益。寺河煤矿和神东煤矿近些年来也都不断刷新大采高纪录。
大采高开采对我国的煤炭生产具有重大意义。
1）大采高液压支架的研制是解决工作面瓦斯和粉尘问题的需要
综采设备问世后，世界上采煤发达国家普遍推广使用。发展高产高效矿井，最大限度地提高矿井经济效益，已成为煤炭企业的主要发展方向，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的重要标志。
3）研制开发厚煤层一次采全高液压支架是发展民族工业的需要
我国是世界煤矿机械生产制造大国，已有部分产品出口国外，本项目在满足国内煤炭生产需求的同时，还可以发挥技术和价格优势将高端产品打入国际市场，提高我国煤机出口商品国际竞争能力。
Hydraulic support as coalface important support equipment, in the work process can achieve good supporting effect, depending on the stand of the frame type, structure and related parameters. With practice, this paper will design a support Shendong height of 8.9 meters of large mining height hydraulic support. Design is first calculated, analyzed and compared to determine the roof beams, hydraulic support base and other basic dimensions, and then optimize the four-bar linkage design do figure geometric method to determine the length of each stand four-bar linkage rod system, after preferably, each member, sketch, stress analysis, and checking the strength. Finalize the hydraulic model to determine the bracket supporting devices, assembly drawing and part drawing.

大采高智能化工作面液压支架自动跟机研究与应用

科学技术创新2020.11中，风机塔筒内部的仪表环境中，可以采用单片机进行监督仪表状态的稳定性，发挥出单片机的抗干扰能力，降低事故的发生概率。

此外，还有在手机通信设备上运用，在手机语音功能的建设中，对手机语音想你想进行识别，并且开展相关的操作。

一般单片机安置在收集音频的入口处，实现对众多音频信息的手机和识别，然后向各个部件下指令与信息。

3单片机在电子技术中的开发随着技术的发展，单片机的更新速度也就加快，在单片机的发展历史上，经历了4位、8位、16位和32位等阶段，其中8为单片机因为其较强的功能性，别广泛的应用于工业控制、仪器仪表等领域中。

在目前的单片机使用中，8位占据了主流地位，也代表着单片机的发展方向。

当前单片机在电子技术中的开发，嵌入式系统的建设得到了全满的运用，而且已经不再是裸机环境中的开发与使用。

而是实现了一定程度的自动执行，可以对数据进行较强的储存和科学的处理。

单片机的较强环境适应能力，可以让计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理，可以对外界的数据进行高质量的收集、分析以及处理。

对于单片机的开发，需要注意两个问题：一个是C 语言系统程序的优化，其中C 语言就是代表着单片机的数据处理能力，可以实现对编程语言的开展编译、处理等工作，具有较强的编程能力。

所以C 语言的系统程序的优化，直接关系着单片机在电子技术中的开发。

为了单片机可以在复杂的计算数据和控制数据的环境中正常使用，就必须要提升整个系统的集成能力与控制能力，加强C 语言的运用程度。

另外一个方面是需要加强对计算机的研发，单片机的制作中会使用通信接口，通过接口的连接与计算机进行数据的交流与沟通。

从另一方面来讲，单片机通过通信接口让通信设备和计算机形成了一定的联系，因此在对单片机开发的时候，其也需要加强对计算机的开发。

结束语文章对于单片机在电子技术中的应用研究，首先通过对单片机的概念以及特点分析，详细的阐述了单片机的常见一种运用，比如家用电器、医疗器械、工业控制等。

国产大采高液压支架的研究现状与发展趋势

题，改变国内同类支架长期依赖进口的局面，于２００３年设计开发了Ｚ８４／５５５Ｙ６０２．／５型掩护式支架，并在晋城煤业集团寺河矿投人使用。该支架是在吸收国际上先进支架优点的基础上，结合我国国
国产大采高液压支架的研究现状与发展趋势
张银亮，赵军。
（．煤炭科学研究总院开采设计研究分院，北京１０１；２１００３．晋城煤业集团技术中心，山西晋城０８０）４０６
［摘
要］分析了国内大采高液压支架的研制及发展过程，着重阐述了支架的高度、工作阻力、
（．ｏｌｎｎ１ＣａＭｉｉｇ＆ＤｓｎｎｒｎｈｈｎｏｌｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｂｉｎ００３ｈｎ；ｅｉｉｇＢａｃ，ＣｉａＣａＲｓａｃｔｕｅｅｉｇ１０１，Ｃｉａｇｎｉｊ２ＴｃｎｌｙＣｎｅ，ｉｃｅｇＣａＧｏｐｉｃｅｇ０８０，Ｃｉａ．ｅｈｏｏｅｔＪｎｈｎｏｌｒｕ，Ｊｈｎ４０６ｈｎ）ｇｒｎ
ｐｒｔａｇｉｉｇｈｅｇｔｉｎｉａｅｓｗｅ１ｏｗｉｌｒｅｍｎｎｉｈｓｉｄｃｔｄａｌ．ｔｈＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｌｒｅｍｉｉｉｈ；ｐｏｒｄｓｐｒ；ｄｖｌｐｍｅｔｓａｕａｇｎｎｇｈｅｇｔｗｅｅｕｐｏｔｅｅｏｎｔｔｓ
第１３卷第６期（总第８５期）
２００８年１２月
煤矿开采

浅谈大采高液压支架的应用情况及设计难点

浅谈大采高液压支架的应用情况及设计难点作者：马晓燕来源：《中国新技术新产品》2015年第19期摘要：本文介绍了国内大采高液压支架发展现状，分析了大采高液压支架的应用情况及使用中存在问题，分析了特大采高支架的设计技术难点。

关键词：液压支架；大采高；技术难点中图分类号：TD355 文献标识码：A一、大采高液压支架的发展现状液压支架是煤矿长壁开采工作面的主要设备之一，液压支架的适应性和可靠性是决定工作面能否高产高效、安全生产的关键因素。

纵观国内千万吨级高产高效矿井多数是在开采厚煤层的条件下实现的。

对于5m以上的厚煤层，在适宜的地质条件下，采用一次采全高在回采率、安全性等方面较其他采煤工艺有很大优势。

当前煤炭市场持续低迷现状下，全国多数煤炭企业已进入亏损，为提高效益，大采高支架具有更大的市场需求。

近些年来，以神华神东矿区、陕煤集团神南矿区为代表的大采高工作面，依靠得天独厚的厚煤层赋存条件，从2005年开始，国内主要液压支架生产厂家先后研发成功5m、6.3m和7m 大采高支架。

推动了国内为大采高液压支架的快速发展。

目前国内大采高支架的支护高度已从2007年的5.5m、6.3m提升到7m，工作阻力达到18000kW，中心距2.05m，支护高度7m以上的特大采高、大阻力重型液压支架的研发也进入论证阶段。

在可靠性满足使用要求的情况下，综合分析国产大采高支架较进口支架在采购成本、研发速度、备件供应和售后服务等方面均有较大优势。

二、大采高液压支架的应用情况近些年大采高支架在设计、制造和工业应用等方面有了很大发展，相比选用进口支架节约了大量设备采购资金，但从实际使用中看，国产大采高支架在核心技术、可靠性和使用寿命方面与国际水平还有一定的差距，主要表现有以下几点：（1）立柱和千斤顶方面国内液压支架立柱缸筒和导向套耐锈蚀差，缸筒内壁普遍在使用1年后出现锈蚀最终导致密封失效，缸筒和导向套维护成本高；另外立柱缸筒材质综合机械性能差，易出现涨缸现象；大缸径双伸缩立柱的缸筒和导向套同轴度差，受大偏载力后易变现导致拆解困难；立柱活塞杆镀层质量差，镀层普遍在立柱循环6000次左右出现麻点、脱落现象，维护量较大。

特厚煤层大采高综放开采液压支架的适应性分析

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｓｕｐｅｒ — ｔｈｉｃｋＮｏ３ｔｏ５ｃｏａｌｓｅａｍｓｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ１４．５ｍｏｆＴａｓｈａｎＭｉｎｅ，Ｄａｔｏｎｇ，ｔｈｅ
术。运用理论计算与数值模拟相结合的方式，确定液压支架的工作阻力为Ｐ＝１５０００ｋＮ。选用ＺＦ１５０００／２８／５２型大采高综放支架、ＺＦＧ１５０００／２８．５／４５Ｈ型过渡液压支架和ｚＴｚ２Ｏ０００／３Ｏ／４２型端头支架。通过工业性试验对液压支架进行适应性分析，液压支架工作阻力分布较合理，利用率高，对工作面的顶板条件适应性较好；支架平均初撑力７８８３．１７ｋＮ，接近９０％工作面支架的初撑力大于５０００ｋＮ，分布频率总体呈线性关系；支架前后立柱受力较均衡，立柱受力状况良好。关键词：特厚煤层；大采高；液压支架；工作阻力；初撑力；立柱中图分类号：ＴＤ３５５．４４文献标识码：Ｂ文章编号：１００１ — ０８７４（２０１３）０２ — ００２８ — ０６
ｆｕｌｌｙ．ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｉｔｈｔｏｐ．ｃｏａｌｄｒａｗｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃ

大采高技术与大采高液压支架的开发研究

当代化工研究Modern Chemical Research90技术应用与研究2020•07大采高技术与大采高液压支架的开发研究*吕小广(晋煤集团成庄矿山西048000)摘耍：在大采高工作面施工生产中要面临巨大顶板压力，其片帮冒顶相对严重，甚至存在支架失稳问题，所以在大采高工作面施工技术应用过程中要开发应用到大釆高液压支架，利用支架的自动化控制能力对工作面顶板、煤壁等等位置进行针对性管理，同时要做好液压支架餉防滑与防倾倒控制.本文探讨了某4321大采高工作面的实际综采施工情况，研究了其在实施大采高技术应用过程中餉大采高液压支架开发与实践应用过程.关键词：大采高工作面；大釆高液压支架；综采施工；改造工程；技术实践中阖分类号：T文献标识码：ADevelopment and Research of Large Mining Height Technology and Hydraulic SupportLv Xiaoguang(Chengzhuang Mine of Jinmei Group,Shanxi,048000)Abstracts In the construction and p roduction of l arge mining height workingface,there will be huge roof p ressure.The roof c aving is relatively serious,and even there is the problem of s upport instability.Therefore,in the process of c onstruction technology application of l arge mining height ■working f ace,it is necessary to develop and apply to the large mining height hydraulic support.The automatic control ability of t he support is used to manage the roof,coal wall and other positions of t he working f ace.At the same time,the antiskid and anti-toppling control of t he hydraulic support should be done we".This paper discusses the actual f iilly mechanized mining construction of a4321large mining height working f ace,and studies the development and p ractical application of t he large mining height hydraulic support in the implementation of t he large mining height technology application process.Key words：large mining height workingface；large mining height hydraulic support^comprehensive mining construction^transformation project；technical p ractice传统大采高工作面在生产施工中存在诸多问题，而采用大采高液压支架能够解决这一问题，满足自动化控制技术需求，实现多级护帮板逻辑有效控制，构建大采高液压支架跟机自动化控制体系，优化施工流程步骤，提高工程施工生产效率。

大采高综放液压支架的设计研究

⼤采⾼综放液压⽀架的设计研究⼤采⾼综放开采使⼯作⾯⼀次可采厚度最⾼达到20m，⼯作⾯⽣产能⼒突破1000万t/a。

⼤采⾼综放的技术核⼼是⼤采⾼综放液压⽀架，本⽂重点介绍国家科学进步⼀等奖项⽬，“⼗⼀五”国家科技⽀撑计划课题《特厚煤层⼤采⾼综放开采关键技术及装备》的核⼼内容——5.2m⼤采⾼综放液压⽀架的设计，该⼤采⾼综放液压⽀架将综放⼯作⾯割煤⾼度由当时的⼩于3.5m加⼤到⼩于5m。

1、⼤采⾼综放⼯作⾯概况塔⼭煤矿3～5#层8105⼯作⾯为⼤采⾼放顶煤⼯作⾯，⼯作⾯设计长度207 m；⼯作⾯⾛向长度为2800 m；煤层厚度变化范围11.7 m～15.39 m，为极复杂煤层，5～14 层夹⽯，煤层硬度中等以下；直接顶为细－中砂岩，厚4.96 m～8.21 m ，硬度f =10.7；基本顶为30 m 以上粉砂岩，硬度f =11.6。

⼯作⾯⽣产能⼒为1000万t/a。

⼯作⾯倾⾓≤10º，⼯作⾯⾛向倾⾓≤±6º。

⽪带巷：5500×3600mm（净宽×净⾼）；回风巷：5500×3600mm（净宽×净⾼）。

2、⼤采⾼综放⼯作⾯配套设备⼤采⾼综放⼯作⾯使⽤的成套设备不是孤⽴的“ 单机”，⽽是结构上相互配合和联系，作业上需要协调和配合, 且具有较强的配套要求和较⾼的可靠性要求。

“设备、选型、配套”三者缺⼀就可能导致放顶煤⼯作⾯⽣产效率低下、经济效益差的结果。

因此，正确的选型配套是⾼产、⾼效、经济和安全的前提和保证。

⼤采⾼综放⼯作⾯设备的配套是实现产量⽬标的重要物质基础，为满⾜塔⼭煤矿煤层赋存条件及⼯作⾯年产10Mt的要求，必须优化选择⼯作⾯设备，发挥⼯作⾯最⼤⽣产能⼒并实现安全⽣产。

采煤机、刮板输送机和液压⽀架之间在⽣产能⼒、设备性能、设备结构、空间尺⼨以及相互连接部分的形式、强度和尺⼨等⽅⾯，必须互相匹配，才能保证各设备正常运⾏，实现⼯作⾯⾼产⾼效。

大采高综采工作面液压支架适应性研究

一
１３０２工作面整体工作阻力和动载系数表现为中部较上部、下部平均工作阻力相对较大，而来压步距却相反，即中部的来压步距较上部和下部相对较小。所测支架平均工作阻力为５４０３．６３ＫＮ，为支架额定工作阻力的４５．０３％；平均最大工作阻力为１ｌ１８０．７７ＫＮ，为额定工作阻力的９３．１７％；平均初撑力为３０２４．５３ＫＮ，为额定初撑力的３１．５１％，平均动载系数为１．７８，平均来压步距为１０．７６ｍ。整体来看１３０２大采高工作面整体压步距较为均匀，整体工作阻力表现适中，来压期间动载系数较大，说明来压强烈，在选择支架工作阻力上限是比较合乎实际的。观测期间，液压支架超出额定工作阻力现象较少发生，但初撑力普遍偏低是该工作面液压支架表现突出的问题。１３０２工作面液压支架工作参数详见表１所示。
大采高综采工作面液压支架适应性研究
任建慧（神东煤炭集团有限责任公司寸草塔煤矿。内蒙古鄂尔多斯０１７０００）
摘要：大采高采煤法如今已成为了厚煤层开采的主要方法之一，合理的选择大采高工作面综采液压支架是决定大采高工作面安全、高效开采的关键。文章以某矿１３０２大采高工作面为例，以现场实测为手段从支架实际工作阻力和采场宏观效果分析了该工作面选用的ＺＹ１２０００／２８／６２Ｄ型掩护式支架在该工作面的适应性。结果表明，该所选型号支架对１３０２大采高工作面适应性较好，能够对该工作面进行有效支护。关键词：大采高综采工作面；液压支架；适应性研究

大采高智能化液压支架关键技术研究

大采高智能化液压支架关键技术研究摘要：大采高作业面上的智能化液压支架关键技术，是提升采矿安全性、高效性的关键技术，同时其也减少了人力使用，解决了实际开采中的许多问题。

本文主要围绕着自动跟机控制技术、顶板破碎时的处理技术、煤层片帮处理技术以及底板软弱时的处理技术等，对液压支架关键技术进行了简要分析。

关键词：液压支架；智能化；关键技术引言：为了实现大采高智能化综采作业面的高效生产，对液压支架关键技术的研究一直在进行，通过总结实际开采经验来完善技术，进一步提升技术效果，本文主要对相关关键技术进行了研究。

1.液压支架全工作面自动跟机控制技术运用液压支架全工作面自动跟机控制技术的主要目的是实现其液压支架电液的自动化控制，且将其内部控制系统与采煤机的记忆截割功能相结合，实现高效自动化开采的模式。

由于大采高工作面上的地质条件颇为复杂，因而其支架的设计还需要考虑到在工作面上的有效移动、护帮以及推溜等动作的实现，同时与实际开采人员探讨相关开采经验，了解实际开采情况，进而对液压支架全工作面的自动跟机控制技术进行调整。

例如，对SAC电液控制系统的自动化执行进行优化，其跟机控制的过程中可划分为不同阶段，需要调整好每个阶段的转换点，保证其能够灵活控制，且根据实际人工操作的相关习惯及程序来调整跟机移架的距离参数，其斜切进刀的程序中，应当控制好推移的速度，安装慢速逻辑推移阀，使得斜切进刀的流程操作更为精准和稳定，这样也能够避免支架的推溜产生过大误差，同时也能够适当降低设备的功率损耗，根据实际采煤作业具体流程，应当尽可能地缩小其斜切进刀的距离，对于采煤机的回刀范围也要尽量缩小，这样做的目的是减少区域内作业耗费的时间，提升其作业的效率，促进开采生产工作，同时对于其端头支架可以采用遥控模式来进行控制[1]。

2.液压支架在顶板破碎时的关键技术许多大采高综合工作面中，由于其围岩的矿压问题，导致常常会出现顶板破碎问题，亦或是底板软弱及煤层片帮情况，为了应对这类特殊情况，需要采取液压支架的相应关键处理技术，提升工艺水平。

大采高液压支架推移机构设计研究

压支架
工
。
、
m
的
、
一
次采全高液
、，
支架的主要动作有升柱降柱推溜移架采煤
。
作面推进起主要作用的就是推移机构
、
、
推移机构包括连接头损坏后
，
推移千斤顶推杆连接头以及连接销轴
，
。
力集中撕裂改进后为
。
，
一
整体结构在方框四角采用圆弧
，，
加合理箱体的刚度也大大提高；
，
(5 )推杆前部与连接头连接处端部采用整体窗口板
设计大大减小了因结构件焊接质量引起的应力集中以
，
，
前推杆前部均采用上下左右四块板通过焊接组成框型
由于焊缝熔合区金属属于铸态组织
一
，
。
铸件容易产生铸造缺陷使强度降低我们通过对铸造连接头的结构进行改进使受力分布比较合理在连接头双
，
。
，
。
，
、
、
，
( 4 )采用等断面箱形推杆结构因推杆中部底板和盖
，
板所受弯矩最大我们增加了上下补强板使受力分配更
。
头连接处连接销轴改用
( I )考虑大采高支架较重约
，
40t

大采高液压支架选型研究

3141 工作面简介工作面的南面和北面分别连接了一个已经开采完的工作面和一个正在掘进的工作面，西面是矿井边界，东面设有运输巷道。

正在开采的工作面的走向和倾向长度分别为1500m和200m；矿井井下的标高在550~620m之间；正在开采的煤层特征为：煤层平均厚度6m，厚度较大；煤层倾角约4°，属于较小的倾角；硬度等级为中，容重1.4t/m 3。

该工作面的顶板可以从其岩性的特征和顶板跨落的难易程度进行分类，总共分为三种类型：第一类是平均厚度为2.4m的砂质泥岩直接顶；第二类是老顶，后者称为基本顶，由平均厚度为7m的中粒砂岩组成；第三类则是伪顶，由平均厚度为0.2m的炭质泥岩组成。

而直接底厚度3m，直接顶平均厚度6m，成分是砂质泥岩。

2 大采高液压支架的选型依据根据工作面简介，可以判断出该工作面属于大采高工作面。

为这种大采高工作面选择液压支架时，要先对以下情况进行判断和分析。

1）直接顶是不是容易破碎或者垮落，其是否满足达到稳定的条件；2）老顶属于哪一级别以及厚度等一些其他显性的可以表示矿压的参数，老顶的初次和周期来压步距以及来压荷载；3）底板属于哪种类型及其需要满足抗压缩刚度、可以容许的荷载强度等各项参数的条件；4）采高为多少，以及煤层的基本情况，包括煤的坚硬程度、煤岩的层理如何分布、煤厚的变化情况等；5）选择何种类型的支架，需要明确其影响因素，比如工作面进行掘进的方向、煤层倾角的大小；6）进行开采的工作面是否存在瓦斯，其含量为多少，进行通风时要确保风量，掘进巷道的巷道通风断面如何确定等。

液压支架的选择不仅要参考以上六个条件，还需要根据其作用的对象—顶板，进行确定。

顶板的级别、岩性条件等是进行分析的重要要素。

3 大采高液压支架的选型及参数确定3.1 架型选择一般在国内使用的是自移式支架来对大采高煤层进行综采作业时的顶板进行支护，选择的支架种类有支撑式、掩护式以及两者兼具的支撑掩护式支架等。

根据2中表述的选型依据，主要依据顶板的类别来进行。

大采高液压支架ZY9400研究报告

鉴定资料之四ZY9400/28/62 型大采高强力高可靠性掩护式液压支架研究报告郑州煤矿机械集团有限责任公司2007年1月一、项目研制背景1、项目开发的必要性综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志，近二十多年来，世界各主要产煤国家如美国、澳大利亚、南非等为了提高工作面的自动化程度、降低生产成本，都在积极发展适应各自地质条件的高产高效综采设备，使工作面产量纪录不断刷新，取得了举世瞩目的成就。

厚煤层一次采全高高效综采技术是世界煤炭井工生产技术主要竞争领域。

国外主要采矿设备制造商在厚煤层高效综采设备方面形成了以DBT、JOY公司为代表的具有垄断地位的国际采矿设备巨头。

进口厚煤层工作面综采成套设备每套价格在3000～4000万美元，后期配件价格甚至高达原值20～30倍，维修成本高昂，对煤炭企业的持续发展造成严重的负面影响。

国内厚煤层一次采全高综采成套装备已被国外煤机企业“占据先机”，而且正依赖技术优势，开始在国内投资建厂，有长期垄断国内高端煤机产品市场的趋势；同时，鉴于国内在高端产品领域的空白，近年来大幅提高了其产品在我国的销售价格（达30%～40%），加剧了煤炭企业负担，制约了我国综采生产发展。

随着全球经济一体化的加剧，国内煤机装备设计、制造企业正积极参与国际竞争，通过自主研究开发、引进关键元部件、整合国内科技和制造资源，努力使我国煤机装备整体研制水平上一个新的台阶。

我国也是世界煤矿机械生产制造大国，已有部分产品出口国外，本项目在满足国内煤炭生产需求的同时，还可以发挥技术和价格优势，将高端产品打入国际市场，提高我国煤机出口商品国际竞争能力。

晋城煤业集团从上世纪80年代开始采用综合机械化采煤方法以来，先后采用了分层综采和放顶煤综采技术，并取得了较好的经济和社会效益。

2002年又引进了大采高一次采全高综采设备，开始研究适合晋城矿区的大采高一次采全高综采工艺技术，并取得了良好的经济和社会效益，。

实践证明大采高一次采全高综采技术非常适合晋城煤业集团的地质条件，是晋城矿区采煤方法的发展方向.但由于大采高开采所使用的工作面液压支架完全依赖国外进口，设备投资大，配件供应不及时，这上一定程度上影响了大采高一次采全高综采技术在晋城矿区，甚至国内其它矿区的推广应用，为此晋城煤业集团于2003年开始与国内煤机制造单位合作研制国产化ZY8640/25.5/55（5.5m）大采高液压支架,取得了工业性试验的成功，积累了经验。

大采高技术及大采高液压支架实践应用探索

下几个方面：
（）２优化设计结构，不但让支架强度的可靠性得到保证，同
时要尽可能地提高结构的刚度，减少支架受力后的位移和变形。
（）３工作面支护系统的稳定性提高。工作过程中增加相邻支
架之间的调架能力，设置好排尾排头的支架组，让工作面支护系统有可靠的依托及相对稳定的整体性。
作者简介：国龙，１７出生，０９孟男，９９年２０年毕业于太原理工大截割高度已经达到了６ｌ．ｎ。基于实践应用的技术分析，８当前先
学，助理工程师，４０１山西省晋城市０８２，
进的采煤机已经能够满足６７ｎ～煤层一次大采高的技术要求。ｉ
入了一个更高的阶段。参考文献
般双滚筒采煤机可以一次截割６～．７ｍ的煤层，也可以使５
用２台采煤机进行分步截割，前面１台采煤机负责截割上部的煤层，后面１台采煤机负责截割下部的煤层。液压支架上设置了护帮高度不少于采高ｌ／２的三级护帮配置，在支架推移杆和输送机挡煤板之间安置了调平监测装置和传感器，这些方案已经成功实现
性控制由工作面系统和单个支架的稳定性控制来决定。它的目
煤层高效安全和高采出率是世界煤矿业重点攻关的难题之一。
目前，国内综机制造业的发展迅速，按产品数量来说，已经是名列前茅，是设备的可靠性、但技术性能、先进性等还落后于国际先进水平。因此，研制高可靠性的大采高技术和液压支架是非常
第２７卷
第２期
中国神华集团和郑州煤机集团联手研制出了高达６３ｍ、．工

大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化

大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化摘要：大采高大工作阻力液压支架液压控制系统设计的好坏直接关系到工作面能否正常有序的进行生产，完成预定的生产指标。

通过对液压系统的合理设计优化，缩短了单台及成组支架完成一个动作循环的时间，使各动作顺序更合理，操做方面更方便。

关键词：大采高、大工作阻力、液压系统中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-374-010引言大采高大工作阻力大截深工作面液压支架，由于立柱缸径大、推移油缸缸径大行程长、液压油缸多、多级护帮需要联动等，这就要求支架即能快速动作能跟上采煤机牵引速度又要求支架液压系统能安全准确的完成各种指令动作，故对大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化尤为重要。

以zy18000/32/70d支架液压系统设计为例对大采高大工作阻力大截深工作面液压支架系统进行设计优化。

1工作面主进主回系统布置zy18000/32/70d液压支架为两柱掩护式电控液压支架，支架工作阻力18000kn，最大支护高度为7米，护帮为三级护帮机构，立柱为φ500mm缸径、平衡φ280mm，推移φ230mm。

经计算要适应工作面小时单产量以及采煤机牵引速度，每台支架完成一个动作循环时间不能大于8.2s，六台支架同时动作循环时间13.74s同时需要提供乳化液流量3000l/min；为满足工作面对流量的要求，工作面主进主回管路采用三供三回环形供液系统。

工作面乳化液泵站出来三路高压出路和三路回路，三路高压出路经高压反冲洗过滤站净化后连接至工作面；排头采用双供双回路连接到架内，架前通过一路供回路连接到工作面排尾支架到架内，形成一个完整的三供三回环形供液系统，布置图如图1所示图1工作面主进主回系统布置图2支架内部液压系统的设计（1）立柱供回液系统设计由于立柱缸径大，需要大流量快速供回液才可以满足支架在短时间内的动作要求，故对立柱进行供液采用一个立柱快速供液阀，立柱下腔供液直接通过快速供液阀快速供液流量大速度快。

大采高液压支架虚拟设计与试验研究

（１）通过对大采高工作面液压支架与围岩关系的研究，得出大采高液压支架所受载荷来源于两部分：顶板松脱体压力和回转变形压力。进一步研究发现，大采高液压支架的最大工作载荷与采高并非简单的正比关系，而是非线性关系。这对大采高液压支架的支护强度和工作阻力确定有指导意义。（２）通过对煤层地质条件的消化，确定了支架设计的初始条件；对两柱掩护式液压支架主要参数确定方法和确定原则进行整合，建立了两柱掩护式液压支架的虚拟样机模型。通过该虚拟样机，计算了ＺＹ１０８００／２８／６３型强力大采高液压支架的主要几何参数和受力情况。运用ｐｒｏ — Ｅ的运动分析、ＵＧＳ结构有限元分析和物理样机试验，证明建立的大采高液压支架虚拟样机模型是正确的、合理的，可以满足设计要求。利用这种虚拟样机技术可以针对设计任务快速的提出设计方案，占领市场。（３）本文采用了两个计算机辅助设计软件ｐｒｏ — Ｅ和ＵＧＳ，利用该软件建立的模型及分析结果，可以对支架的有一个超前的、准确的、全面的认识，以便及时调整设计方案、材料选取等，计算机辅助设计软件的应用极大的降低设计成本提高设计速度，缩短设计周期。
是一致的。

４结论
图７顶粱偏载、底座弯曲加载
图中曲线１为虚拟样机应力变化曲线，曲线２为物理样机应力变化曲线，横坐标为测点，纵坐标为应力值。图中同一曲线的两个测点之间的连线没有任何实际意义，仅仅为了表示不同曲线相同两测点之间连线的变化趋势。从图中可以看出：１）从整个液压支架来说，应力值从大到小顺序相同，依次为掩护梁、底座、前连杆和后连杆、顶梁；从单个结构件来说，物理样机与虚拟样机应力值大小分布也是相同的，比如底座的１～８测点和顶梁的１７～２３测点。这说明虚拟样机可以真实的反映物理样机的受力状况。２）无论是物理样机还是虚拟样机，测点１４处的平均应力最大，为一３６３．９ＭＰａ／４１９．０ＭＰａ。根据实际经验，大采高液压支架掩护梁的受力是最复杂的，掩护梁经常损坏也是在测点ｌ４这个区域。这说明了虚拟样机很好的反映了液压支架在使用过程中的薄目日环节。３）除了掩护梁上平均应力最大外，底座上测点的５、６、７应力也比较大，分别达到了一２３５．６ＭＰａ／一２７０．７ＭＰａ、一２５８．６ＭＰａ／－３０９．８ＭＰａ和一２９７．９ＭＰａ／～３２７ＭＰａ，这主要是由于加载方式（工况）所决定的。由于底座受弯，其中部的挠度最大，应力值最大。反之，如果底座受扭转载荷时，测点１和２位置的应力值自然就大了。另外，项梁的应力总的来说比较小，这也是由于顶梁偏载的工况决定的，如果顶梁受弯，则顶梁上的平均应力就比较大。４）无论是物理样机还是虚拟样机，所有测试点的应力值均未超过４６０ＭＰａ，这也说明了结构的整体合理型，但是这也并不是说明，

大采高综放液压支架的设计研究

第１５卷第３期（总第９４期）
２０年６月０１
煤矿开采
ＣｏｌｍｉｉｃｏｏｙａｎｎｇＴｅｈｎｌｇ
Ｖ１１Ｎ．（ｅｅｏ９）ｏ．５ｏ３ＳｒｓＮ．４ｉ
Ｊｎ２１ｕｅ００
大采高综放液压支架的设计研究
苏林军
（地科技股份有限公司开采设计事业部，北京１０１）天００３
［摘
要］１２ｍ特厚煤层一次采全高的技术核心是大采高综放液压支架及其与采煤机、刮４～０
板输送机之间在生产能力、设备性能、设备结构、空间尺寸等方面互相匹配。着重介绍了大采高放顶
煤液压支架工作阻力、片帮控制、横纵向稳定性、新型四连杆中通式大空间放顶煤支架稳定机构和伸
缩梁Ｖ型槽导向结构以及抗冲击立柱设计的技术关键。
［关键词】大采高；综放；液压支架；特厚煤层
［图分类号］Ｔ３５４中Ｄ５．１［献标识码］Ａ文［章编号］１０－２５（００３０７－３文０６６２２１）０－０７０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ａｄｂｌｃｎｅｏｒｄｃｉｎｃｐｂｌｙ，ｑｉｍｅｔｅｏｍａｃ，ｅｕｐｎｔｃｕｅａｄｅｕｐｎｉｅ，ｔ．ｔｉｐｐｒｍａｎｙｉ－ｎｅｔｏｖｙｒｉｐｏｕｔａａｉｔｅｕｐｎｒｒｎｅｑｉｍｅｔｓｕｔｒｎｑｉｍｅｔｚｅｃｈｓａｅｉｌｎｎｏｉｐｆｒｓ

大采高液压支架设计开题报告

二、研究方案及预期结果
本论文主要对大采高液压支架的支撑功能结构，实现推溜力柱功能的结构，以及安全稳定运行：
一、液压支架总体方案设计及主要参数的确定
（1）总体方案确定
（2）计算支架参数
（3）总装图设计及草图绘制
（4）总体验算
二、具体细节设计
（1）确定支架形式
（2）进行工况分析，确定系统的主要参数
（3）底座的设计
[15]雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，1998
[16]王国法.液压支架技术.北京：煤炭工业出版社,1999
[17]张万钧.液压支架与泵站.北京：煤炭工业出版社，1994
[18]吴相宪.实用机械设计手册.徐州：中国矿业大学出版社，2001
[19] Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出
第八～十一周液压支架设计阶段；
第十二～十五周图纸绘制阶段；
第十六周整理说明书及完善图纸。
四、主要参考文献
[1]电子机械设计手册
[2]《煤矿液压支架》.内蒙古：内蒙古科学技术出版社，1999
[3]丁绍南.液压支架设计.北京：世界图书出版社，1992
[4]丁绍南.液压支架设计.北京：煤炭工业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ版社，1983
版社,2002
[20] Thorpe,James F.Mechanical system component.Botson Allyn AND Bacon.1989
[21]David G.Uilman.The mechanical design process.New York: McGraw-Hill,1992
辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）开题报告

大采高综采液压支架选型的工程类比研究

号煤层单向抗压强度平均为２０．０５ＭＰａ，煤层硬度２，属中硬煤层；直接顶单向抗压强度为２２．２７ＭＰａ；底板单向抗压强度为６４．９５ＭＰａ，属中
硬岩层。
工业性试验的实测表明，支架实测工作阻力和支护强度占额定工作阻力和支护强度的比值如表２所示。从表２可以看出，实测工作阻力和支护强度平均值只有额定值的８０％一９０％，最大值超出额定值６％～８％。因此，支架工作阻力和支护强度基本可以满足１３０１工作面支护要求。支架工作阻力频率分布如图１所示，从图ｌ中可以看出，支架工作阻力位于高工作阻力区间
范向阳大采高综采液压支架选型的工程类比研究
直接底粗粉砂岩基本底细粉砂岩
～ … 一 …
２．０含砂量由下而上逐渐增多５
．
工作阻力。
０
中间夹薄层黑色泥质及黑色泥质
著芸莓斧
（１）类比案例之一：赵庄矿１３０１大采高工作面。该工作面采用ＺＹ８６４０／２５．５／５５两柱掩护式支
３２０２工作面作为该矿第一个国内相关
基本顶中粒砂岩：．７１．４８７－磊惹主，长英次之 ’ 斜层理明显，文献发现，支架工作阻力的计算还没有统一的公。为此，矿方通过走访调研晋城地区直接顶粗粉砂岩２．。言口要 △ 门喜植物茎部化石 ’ 层面含式和理论］赵庄矿、寺河矿３号煤层大采高工作面的开采案伪顶泥岩０．１￣０．３嚣粟鑫萎物茎部化石及白云母星 ’ 例，确定采用工程类比方法计算支护强度和支架

大采高液压支架的稳定性分析和研究

DOI:10.16525/14-1134/th.2019.04.127总第192期2019年第4期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT ANDDEVELOPMENTTotal 192No.4，2019引言由于采煤工作面不同程度的渗水以及工作废液的排放，液压支架在支护顶板的过程中，支架的支护机构会受到来自采工作面矿压的压力，造成液压支架底座的对地比压增大，导致支架整体发生陷落，工作面的采煤作业也无法正常进行，所以在进行采煤作业时，大采高液压支架在工作时进行抬起、移架等动作时的稳定性对于整个支架十分重要。

1关于大采高液压支架重心在设计过程中的稳定性问题设计时必须将液压支架的重心保证在抬底千斤顶的后方。

如果液压支架的重心相对于抬底千斤顶靠前时，伴随着抬底油缸的升起，支架底座后部就会翘起，前端也无法抬起，极易发生向前栽倒的现象；如果液压支架的重心位于抬底千斤顶的正上方时，整个支架就会被抬起，抬底千斤顶就会成为支架与地面的唯一支点，特别容易发生随机方向倾倒，这时液压支架的状态会很危险；只有液压支架的重心位于抬底千斤顶的正后方时，抬底千斤顶支点和支架底座后端形成三角形，支架底座稳定抬起。

2大采高液压支架移架时存在的问题通过抬底油缸将液压支架底座的前端抬起时，支架的底部出现了1个支撑边和1个支撑点，支撑边位于底座后部的边缘，支撑点则是抬底千斤顶支撑在推移千斤顶的上面，液压支架支撑边和支撑点的合力与顶板作用在液压支架上的外载合力正好同一直线（液压支架重心在内部中心线上），则该液压支架对此采面煤壁适应。

此时大采高液压支架不会发生任意方向的倾倒（根据力学平衡原理）。

而在实际情况下，由于销轴间隙、制造偏差等因素，支架顶梁与底座均会出现偏移，各支承件合力与顶板作用在大采高液压支架上的外载合力不在同一直线，则该液压支架对此采面煤壁不适应。

此时大采高液压支架会发生任意方向的倾倒[1]。

在井下巷道采煤面工作的过程中，大采高液压支架会出现两种不稳定情况：横向问题和纵向问题。