厚煤层液压支架型式确定及合理参数计算
采煤工作面液压支架的选型
液压支架的选型一、确定架型按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。
根据煤炭部（81）煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。
1、顶板分类（级）直接顶分为四类，见〔Ⅰ〕。
老顶分为四级，见〔Ⅰ〕。
2、架型与支护强度初选正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。
在具体选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，〔Ⅰ〕表9-1就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。
它是选择支架架型的主要依据。
对于不同类（级）顶板，其架型、支护强度的选择见〔Ⅰ〕。
液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。
⑴厚度煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。
当煤层厚度大于2.5~2.8m(软煤取下限,硬煤取上限)时，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。
当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。
⑵煤层倾角煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。
当煤层倾角大于0018时，应同时具有防滑防倒装置。
10~15时，应设防滑和调架装置，当倾角超过0⑶底板性质底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。
选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96~2.16Mpa,软底板为0.98Mpa左右）。
⑷瓦斯涌出量对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。
⑸地质构造地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~82m和20m in以下时，暂不宜采用液压支架。
液压支架参数及选型计算
液压支架参数及选型计算1.负载能力：液压支架的负载能力是指其能够承受的最大工作负荷。
一般通过分析工作条件，确定支架在正常工作状态下所需的最大负荷，然后选择一个具有合适负载能力的液压支架。
2.最大工作压力：最大工作压力即液压支架所能承受的最大液压力。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压支架所需的最大工作压力，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
3.工作速度：工作速度是指液压支架活塞的上升或下降速度。
一般来说，液压支架的工作速度需要根据工作要求来确定。
选择液压支架时，要确保其工作速度能够满足实际需求。
4.液压缸行程：液压缸行程是指液压支架活塞的行程长度。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压缸的行程长度，并选择一个具有合适行程长度的液压支架。
5.工作温度范围：工作温度范围是指液压支架能够正常工作的温度范围。
在选型时，要根据实际工作条件确定液压支架所需的工作温度范围，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
6.液压油种类和容积：液压支架的液压系统通常需要使用液压油来传递能量。
在选型时，需要确定所需的液压油种类和容积，并选择一个具有合适容积和能够使用所需液压油的液压支架。
选型计算：在液压支架选型计算中，一般可使用以下公式来计算所需的参数：1.计算负载能力：负载能力=承受最大负荷（工作负荷）+安全系数2.计算最大工作压力：最大工作压力=最大液压力+安全系数3.计算活塞面积：活塞面积=承受最大负荷/最大工作压力4.计算活塞直径：活塞直径=2*√(活塞面积/π)通过以上方法可以得到液压支架的相关参数，以便于选择合适的液压支架。
需要注意的是，在选型过程中还要考虑实际应用中的其他因素，如压力损失、系统的稳定性等。
在计算过程中要根据实际需求选择合适的安全系数，并结合实际应用条件来确定最终的选型结果。
矿用综采放顶煤液压支架选型计算
已知：S=M=γ=K=Σh=M/(K-1)=α=°A=n 0=n=P 0=S=解：kN已知：M max =M min =R 1=m R 2=解：mm支架阻力的选择估算法首先考虑支撑冒落带岩层重量：估算法支架承受载荷可取6～8倍采高的岩石重量。
以中等稳定1.4岩石碎胀系数，取821.2510折算法010P—支架承受的载荷，kN；S—支架支护的顶板面积，㎡；γ—顶板岩石视密度，t/m³；450410P=A×9.8S γMcos α=2744支架结构高度的选择M—采高，m；K—岩石碎胀系数，取1.25～1.5；α—煤层倾角，（°）。
Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度），m；S 1=k×M max ×R 1=0.04S 2=k×M max ×R 2=0.0642H min =M min -S 2-a=1.50.51.3862.2H min =M min -B=1.250.8R 1为前柱到煤壁的距离，m。
R 2为后柱到煤壁的距离，m。
1.96H max =M max -S 1=H max =M max +0.2=在实际使用中，通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200㎜左最小结构高度应比最小采高小250～350㎜。
°′″㎜（？）k=㎜（？）a=mB=m 矿山机械教材参考公式等稳定、中等坚固的岩石为界，低者取6～8，高者取9～11倍。
数，取1.25～1.5。
折算法：P—支架最大工作阻力，kN/根；n0—单体支柱支护密度，根/㎡；P0—单体支柱平均最大工作阻力，kN/根；P=(n0P0S)/n=500n—液压支架柱数，根；S—液压支架的支护面积，㎡。
如能将初撑力提高到工作阻力的60％～70％，则较为理想。
0.040.064壁的距离，m。
0.25250～350㎜0㎜左右。
0.04考虑顶板级别的系数，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ0.05支架卸载前移时间的可缩余量，当层H=m K=ρ=t/m³MPa 放顶煤支架的支护强度一般为0.5～0.7MPaq=KH ρ×10-2=0支架支护强度估算：5H—采高，m；ρ—顶板岩石密度，一般取为2.5t/m³K—顶板岩石厚度因数，一般取4～8；顶板条件较好、周期来压不明显时，Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为0.04、0.025、0.015；，当层厚小于0.8m，a≥0.03m，层厚大于0.8m时，a≥0.04m，平均可取a=0.05m。
浅析液压支架选型的基本依据及原则
浅析液压支架选型的基本依据及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。
小庄煤矿特厚煤层液压支架的选型设计
2019年20期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application小庄煤矿特厚煤层液压支架的选型设计刘晓卫，李秉天（陕西彬长矿业集团有限公司，陕西咸阳712000）在小庄煤矿特厚煤层的液压支架选型设计环节中，应树立正确的观念意识，通过科学合理的方式开展相关选择与设计活动，以此提升液压支架的应用效果，满足当前的高质量液压支架的使用要求，达到预期的工作目标。
1案例分析小庄煤矿的主要位置就是东北塬区，是极塬的重要组成部分，可以划分成为黄土塬以及河谷平川区域，具有开阔性的特点，海拔1000米到1200米，泾河合谷方面的高程是850米到870米之间，西部区域的边缘属于泾河的河谷。
红崖河与相关的煤矿东南区域相互临近，汇入到泾河区域，煤矿范围之内，最高区域的高程是1177米，最低区域的高程是843米，相对之间的高差是334米。
在该区域的煤矿特厚煤层的开发工作中，矿压很高，很容易诱发顶板下沉的现象，液压支架难以发挥出保护性作用，既有的支架已经发生了四连杆销轴断裂问题，且连接孔已经开始拉长，立柱区域的柱头结构与定量结构出现了变形的现象，连接耳也会出现撕裂的现象。
对于工作面相关的运输巷道而言，已经出现了严重的变形问题。
为更好的解决相应问题，应正确的开展液压支架的选型设计活动，结合具体的要求与特点等对其进行合理设计，以此将不同的选型设计作用发挥出来。
2小庄煤矿特厚煤层液压支架的选型设计2.1选型措施近年来在我国放顶煤开采技术快速发展的进程中，多数研究者已经开始重视综合开采支架方面与围岩方面的研究，在液压支架选型方面，应该全面的考虑到悬顶距的情况，明确支架合力作用点与相关的煤壁具体的距离，全面分析支架的水平作用力状况，并合理分析垂直作用力。
在选型的工作中应该尽量的减少悬顶距促使水平类型与垂直类型作用力的全面提升，在一定程度上可以将合力作用点的位置与相关的煤壁接近。
在工作面范围之内的支架，可使用侧护板对间隙进行合理的封闭处理，在使用期间支架很容易出现扭斜的现象，经常会出现变形现象，也容易发生伸缩困难的问题，所以，在选型工作中，应该确保支架与相关的刮板运输机设备之间，处于垂直的状态[1]。
液压支架选型计算
液压支架选型计算（1）按现行较通用的岩石容重法公式：γ⋅⋅=-1p K M d z k q ＝2575.1135.14.11⋅⋅-＝1425KN/m 2 式中：q z ---支架的动载支护强度，KN/m 2；K d ---动载系数，一般取 1.5-2.0(Ⅱ级以上老顶条件)；取1.75M---一次采厚(平均14.4m ，按80％回收率计算)取11.4m ； K p ---冒落矸石碎胀系数，取1.35；γ---顶板岩石平均容重，取25KN/m 3；P = q z (L K +L D )B ＝1425×（0.46＋5.415）×1.75＝14650 KN式中：P---支架工作阻力，KN ；L K ---端面距，取0.46m ；L D ---顶梁长度，取5.415m ；B---支架宽度，取1.75m ；放顶煤支架的工作阻力按照综采计算结果的80％考虑。
（2） 岩层结构法：q z =k(γ1h 1+γ2H)= 1.75×（14.4×10.58+25×13.47）=856 KN/m 2式中 H —对支架有直接影响的岩层厚度；mH=(L+ h 1/tan α)tan θ=（5.915＋10.58/ tan88°）×tan65°=13.47m ；L---有效控顶距(m)；5.915 m ；h 1---顶煤厚度(m)；10.58 m ；α---顶煤断裂角(°)；一般为70°-120°θ---顶板断裂角(°)；一般为60°-65°γ1---顶煤的容重，取14.3KN /m 3；γ2---顶板岩石的容重，取25 KN /m 3；q z ---支架的动载支护强度；k---动载备用系数，(Ⅱ级以上老顶一般取1.5-2.0)取1.75； P= q z (L k +L D )B/ηs ＝856×（0.46＋5.415）×1.75/0.75＝11734KN式中 P —支架的工作阻力(KN)；L k —梁端距0.46m ；L D—顶梁长度5.415m；B—支架中心距1.75m；ηs—支架的支护效率75％；根据以上方法进行计算，最后确定比较合理的工作阻力15000KN。
液压支架参数及选型计算
掩护支架的适用条件及选型
1）当顶板无大于0.3m的伪顶，直接顶在采煤机割煤后不会立即离层破碎，
但经移架反复支撑后易在顶梁后部破碎冒落时，宜选用支顶式掩护支架； 2）当顶板有大于0.3m的伪顶，或直接顶在采煤机过后即易破碎冒落时， 应选用带伸缩梁的两柱掩护支架，限位千斤顶的阻力足以提高顶梁端部 承载能力； 3）当直接顶端面顶板完整不破碎时，两种两柱掩护支架均能充分发挥支 柱阻力，有效控制顶板，但支掩式的支撑效率、初撑力及支护强度不如 支顶式高，支顶式支架的效果通常优于支掩式支架； 4）如两柱掩护支架的掩护梁不加机械限位装置，在顶板破碎冒落时，平 衡千斤顶常难以保证顶梁与掩护梁夹角稳定，支架有失去支护能力的危 险； 5）对老顶来压强烈的煤层（动压系数>1.5），因两柱掩护支架的承载能 力曲线中支柱工作区宽度较窄，以及顶梁较短，支架工作阻力较低，故 其适应性不如支撑掩护式支架好； 6）如欲扩大掩护支架的使用范围，则应提高支架初撑力和切顶能力，并 改善梁端支护和防片帮装置，以此提高其对老顶来压的适应能力；总之， 掩护支架适用于一般不稳定和中等稳定，老顶来压不十分强烈的条件； 7）底板松软或极松软时，应使支架底座前端不陷入底板而妨碍移架。
1.2.3 支撑掩护式液压支架
支撑掩护式支架有四柱支顶式、三柱及四 柱支顶支掩式两类。支顶式支架在高度变化时 除X型外对支撑力影响不大，而支掩式支架阻力 要变化。支撑掩护式支架的支撑能力较强，顶 板的合力作用点工作范围宽，对顶板的适应性 较强，切顶能力强。支撑掩护式支架的掩护梁， 因水平投影面积小故受载也小的多，支架底座 对底板压力的分布也较掩护支架更均匀，对松 软底板有较好的适应性。支架断面大，行人方 便。但由于支架顶梁较长，结构较复杂，故支 架价格较高，重量较大，支撑掩护式支架较适 用于老顶来压强度大的煤层，对底板强度不限， 适用范围较宽。
综采液压支架选型及参数确定
综采液压支架选型及参数确定、前言宝源煤矿位于包头市石拐区煤田，原为30万t/a的地方小煤矿，采煤方法为房柱式采煤法。
经过煤炭资源整合，生产能力将扩大为120万t/a,采煤方法采用综合机械化采煤法。
根据该矿井煤层为浅埋深的特点，对综采支架选型和参数进行了设计。
2、地质概况该矿井主采煤层为侏罗系中下统延安组6-2煤，煤层平均埋深为120m左右，厚度3～6.2m，平均4.1m，倾角0～1°。
煤层顶板以上30m至底板以下20m范围内的岩石以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩。
煤层顶底板泥岩类自然状态抗压强度均小于30mpa，为软弱岩类，软化系数小于0.19，且在水中有崩解破坏现象。
岩石强度在吸水状态为自然状态的1/3～1/5，煤层顶底板岩石的稳固性较差，属于典型的浅埋深煤层。
3、深掩埋浅煤层顶板来压特点浅埋深煤层可以分为2种类型。
a类型：基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋深煤层，其顶板破断为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉，老顶为单一关键层结构的煤层，此类厚松散层浅埋深煤层称为典型的浅埋深煤层。
厚度比较大、松散载荷层厚度比较小的浅埋深煤层，其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋深煤层工作面之间,表现为两组关键层，存在轻微的台阶下沉现象。
可称为近浅埋深煤层。
东胜煤田属于b类型浅埋深煤层。
深掩埋浅煤层工作面的主要矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表。
顶板难于构成平衡的结构。
来压存有显著动载现象。
4、架型选择的依据架型挑选必须考量支架的有关尺寸、结构特征，掘进性能必须与煤层地质条件、矿压显现出来规律以及工作面服务设施设备相适应。
①煤层地质条件：根据部颁标准mt553-1996煤层顶上底板分类标准，该煤层轻易顶上为i类，基本顶上为ⅱ类，底板为ⅱ类。
②矿压显现出来规律：矿压特征就是老顶破断运动轻易波及地表．顶板难于构成平衡的结构，压力很大，来压存有显著动载现象。
③工作顶板岩层基本为冒著落带和裂隙拎。
b类型：基岩面服务设施设备型号及参数(见到表中1)。
采煤工作面支架选型计算
采煤工作面支架选型计算
综采能否实现安全高效关键在于架型选择是否合理。
15号煤层首采区选用综采放顶煤液压支架。
1、支护设备强度确定
根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为6-8倍采高的顶板岩石的重量，现取8倍采高的顶板岩石重量计算：
F=8×h×L控×b×γ×g=8×2.5×5.154×1.5×2.7×9.8=4091KN
式中：F——工作面上覆8倍采高岩石所需支撑阻力；
γ——上覆岩层平均容重，2.7t/m3；
h——工作面采高，2.5m；
L控——工作面最大控顶距，5.154m；
b——支架宽度，1.5m；
g——重力换算单位，取9.8 m/s2。
设计选用ZF6800/17/32D型支架（预留智能化端口），工作阻力6800KN。
根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。
ZF6800/17/32D液压支架技术特征见下表。
液压支架技术特征表
矿井15号煤层回采工作面顺槽超前支护超前20m 支护采用ZQL2×3200/19/38型超前支架。
回采工作面端头及顺槽超前支护20m范围内，巷道高度不得低于2m。
液压支架选型计算
P—支架承受的载荷，kN； S—支架支护的顶板面积，㎡； γ—顶板岩石视密度，t/m³； Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度）， m； M—采高，m； K—岩石碎胀系数，取1.25～1.5； α—煤层倾角，（°）。
支架结构高度的选择
已知：
Mmax=
2
S1=k×Mmax×R1=
0.04
解：
Mmin=
1.5
R1=
0.5
m
R1为前柱到煤壁的距离，m。
Hmax=Mmax-S1=
1.96
Hmin=Mmin-S2-a=
1.386
S2=k×Mmax×R2=
0.064
R2=
0.8
R2为后柱到煤壁的距离，m。
在实际使用中，通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200㎜左右。 最小结构高度应比最小采高小250～350㎜
K—顶板岩石厚度因数，一般取4～8；顶板条件较好、周期来压不明显时，取低值
放顶煤支架的支护强度一般为0.5～0.7MPa
对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为0.04、0.025、0.015； 缩余量，当层厚小于0.8m，a≥0.03m，层厚大于0.8m时，a≥0.04m，平均可取a=0.05m。
R=
F= q=R/F×10-2=
0.04
0.064 m
壁的距离，m。
㎜ （？） ㎜ （？）
B=
k=
0.04
a=
0.05
0.25
m
考虑顶板级别的系数，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级顶板 支架卸载前移时间的可缩余量，当层厚小于
250～350㎜
高大200㎜左右。
支架支护强度估算：
H=
m
K=
5
ρ=
t/m³
液压支架说明书
一、使用环境1.配套工作面为0901综采工作面，工作面倾斜长度为180m（实体煤壁倾斜长度），走向长度为1300m，平均采高4.8m，工作面倾角0～6º；2.矿井属于高瓦斯矿井,煤尘具有爆炸危险性；3.煤层厚度5米,煤层节理、层剪发育，煤质硬度f=2～4；4.顶板与底板:均为泥岩，底板松软，顶板破碎；5.开采措施:综合机械化,倾斜长壁,所有垮落，俯采8—12°6.巷道为拱形断面，运巷、风巷尺寸: 宽度×中心高=4.4×3.5(米)、净宽4.1*3.5m二、工作面配套设备1、采煤机： MG500/1200-WD 1台2、刮板运送机： SGZ900/2×700 1部3、基本支架： ZY6800/24/50 131架4、过渡支架： ZYG6800/24/50A 5架（机头1架，机尾4架）5、过渡支架： ZYG6800/24/50B 2架（机头1架，机尾1架）6、端头支架： ZYT6800/24/50 4架（布置在机头）三、综采工作面基本支架重要技术参数及特性：1、基本支架重要技术参数型式：ZY6800/24/50二柱掩护式液压支架高度: (最底～最高) 2400～5000(mm)宽度: (最小～最大) 1430～1600(mm)中心距: 1500(mm)工作阻力: 6800( KN)推移步距: 600(mm)推溜力/拉架力: 529/801KN平均支护强度(f=0.2): 0.92～0.96MPa平均比压(f=0.2): 2.0MPa泵站压力: 31.5 MPa适应采高: 2800～4800(mm)操纵方式: 手动本架操作重量: 约26.5±3% (t) 2、立柱千斤顶规格参数2.1.立柱型式：双伸缩数量：2立柱缸径(mm)：φ340/φ230立柱杆径(mm)：φ295/φ210初撑力(KN)： 2533(P=31.5MPa)额定工作阻力(KN)： 3400(P=42.3MPa)2.2.平衡油缸数量：1油缸缸径(mm)：φ200油缸杆径(mm)：φ140推力/拉力(KN)： 989/504(P=31.5MPa) 推力/拉力(KN)： 1330/677(P=42.3MPa)2.3.推移油缸数量：1型式：一般双作用（倒装）油缸缸径(mm)：φ180油缸杆径(mm)：φ105行程(mm)： 750推溜力(KN)： 529拉架力(KN)： 8012.4.伸缩梁油缸数量：2型式：一般双作用油缸缸径(mm)：φ100油缸杆径(mm)：φ70行程(mm)： 700推力(KN)： 247收力(KN)： 1262.5.一级护帮板油缸数量：2油缸缸径(mm)：φ100油缸杆径(mm)：φ70推力/拉力(KN)： 247/126(P=31.5MPa) 工作阻力(KN)： 298(P=38MPa)2.6.二级护帮板油缸数量：2油缸缸径(mm)：φ63油缸杆径(mm)：φ45推力/拉力(KN)： 98/48(P=31.5MPa)工作阻力(KN)： 118(P=38MPa)2.7.侧护油缸数量：4型式：内注液双作用油缸缸径(mm)：φ100油缸杆径(mm)：φ70行程(mm)： 170推力/拉力(KN)： 247/126(P=31.5MPa)2.8.抬底油缸数量：1油缸缸径(mm): φ125油缸杆径(mm): φ90推力/收力(KN): 387/186(P=31.5MPa)2.9．液压支架设计和制造旳重要材料2.9.1、支架所用重要钢板型号、比例和重要机械性能：Q690（25%）机械性能：σs≥690Mpa σb≥760MpaQ550（60%）机械性能：σs≥550Mpa σb≥700MpaQ460（10%）机械性能：σs≥450Mpa σb≥600MpaQ345（5%）机械性能：σs≥320Mpa σb≥500Mpa2.9.2、立柱、千斤顶所用钢材型号和重要机械性能：缸筒：27SiMn 重要机械性能：σs≥620Mpa σb≥750Mpa活柱：27SiMn 重要机械性能：σs≥620Mpa σb≥750Mpa2.9.3、销轴用材：30CrMnTi 重要机械性能：σs≥800Mpa σb≥1200Mpa35CrMnSiA 重要机械性能：σs≥850Mpa σb≥1250Mpa四、支架构造特点及规定4.1、顶梁采用刚性整体顶梁构造,顶梁前端带伸缩梁带二级护帮装置。
液压支架选型设计
辽宁工程技术大学《采掘机械》综合训练题目：液压支架选型设计班级：矿电11-姓名：***师：***完成日期：2014/12/29综合训练任务书一、设计任务及要求(1) 根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算；(2) .编写综采工作面液压支架选型设计说明书；(3) 采煤设备与工作面综采设备配套关系图设计原始数据及条件：(1) 设计图纸（综采工作面设备配套关系图）(2) 设计说明书三、进度安排(参考)(1) 熟悉设计任务，收集相关资料(2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩四、成绩评定成绩：教师日期目录1液压支架选型的基本原则...................... - 1 - 2确定液压支架架型............................ - 1 - 2.1顶板分类（级）........................... - 1 - 2.2架型与支护强度初选....................... - 2 - 3主要参数计算和支架型号的确定 ................ - 2 - 3.1支架高度................................. - 2 - 3.2 支架主要结构确定 . (3)3.2.1顶梁长度 (3)3.2.2底座的宽度............................ - 5 -3.2.3支架中心距确定........................ - 5 -3.2.4支架移驾步距确定...................... - 5 - 3.3支护强度和工作阻力....................... - 5 - 3.4初撑力 (7)3.5移架阻力及推溜力 (7)3.6确定支架类型 (7)4性能验算.................................... - 8 - 4.1顶板支护形式 (8)4.2底板比压 (8)4.3工作阻力（支护强度）和初撑力的验算 (9)4.4顶板覆盖率 (9)4.5通风断面计算 (10)4.5.1按工作面温度计算风量................. - 11 -4.5.2经验供风............................. - 11 -4.5.3风速计算............................. - 14 - 5支架布置台数.. (11)6乳化液泵站的选型........................... - 11 - 6.1乳化液泵................................ - 14 -6.1.1泵站压力的确定....................... - 16 -6.1.2泵站流量确定......................... - 14 -6.1.3选择乳化液泵 (14)6.2乳化液泵的电机功率...................... - 11 - 6.3乳化液箱容积的验算...................... - 14 - 6.4乳化液.. (16)7设备的空间尺寸配套关系..................... - 11 - 参考文献 .................................... - 14 -1. 液压支架选型的基本原则⑴要顶得住，它的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动所产生的压力（包括二次来压），使控顶区的顶板下沉量限制到最小程度。
厚煤层采煤工作面液压支架选型分析
3.8m直接顶属于高强度、高稳定性砂质泥岩顶板；平均厚 度为9.5m,基本顶属于高强度、高稳定性细砂岩；平均厚
度为4m,底板较为稳定，选择支撑掩护式液压支架较为适 合。
3液压支架参数确定
3.1液压支架最大高度回
Ltoax
S1 3.7Hl
上式中：—为煤层最大采高，设等于3.8m, S,为 支架前柱支撑的顶板在垂直方向上顶板位移量，一般取
3.3支护强度确定 根据容重计算支护强度 Pi=nx (Kp+l) xyxlO=276kN/llf 上式中:n表示釆空区顶板垮落高度取5m,兔表示岩石 碎涨系数取1-3, y表示顶板岩石容重取2.4t/m3。 根据8倍采高计算支护强度 P2=h XmXyX 10=729.6kKN/rrf 上式中:h表示8倍采高，m表示采高3.8, y表示顶板 岩石容重取2.4t/m3 o 4结束语 通过支架选型原则分析及液压支架参数计算，液压支架 液最大高度为3.7m,支架立柱的最小高度为3.25m,压支架 支护强度应大0.73MPa。ZQY6000/20/42支撑掩护式液压 支架支护强度0.87-0.9MPa大于0.73MPa，支架高度2-4.2m, 满足要求，结合釆煤工作面顶底板岩层性质，得出ZQY6000 /20/42型液压支架适用于该工作面。
镜体,产大羽羊齿、带羊齿等植物化石。伪底0-0.2m泥岩， 直接底为8-1 lm,以泥岩、粉砂岩为主，夹铁矿薄层及透 镜体，产植物化石碎片。该工作面平均倾斜125m,平均走 向长度860m,工作面上限标高+1323m,下线标高为+1277m, 工作面距地表最大垂深239m,最小垂深140mo东部为1284 工作面、西部为12采区西翼里段。
2.4煤层底板性质 通常情况下支架底板比压应小于煤层底板比压值，才能
液压支架型及技术参数
液压支架型及技术参数液压支架是一种用于支撑重载物体的装置，通过液压系统的利用可以实现起重、支撑、调整等功能。
根据其结构和用途的不同，液压支架可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的液压支架型及其技术参数。
1.单柱式液压支架：单柱式液压支架结构简单，适用于小型设备或机械的支撑。
其特点是承载能力较小，调节范围较窄，但操作简单、结构紧凑。
技术参数包括：-承载能力：通常为几百千克到几吨- 单柱直径：一般为100mm到300mm- 最大行程：一般为200mm到500mm2.多柱式液压支架：多柱式液压支架由多个液压柱组成，承载能力较大，适用于中型设备或机械的支撑。
其特点是调节范围大，平稳性好。
技术参数包括：-承载能力：通常为几十吨到几百吨-柱数：一般为4根以上- 最大行程：一般为200mm到1000mm-工作压力：一般为10MPa到30MPa3.液压千斤顶支架：液压千斤顶支架结构紧凑，适用于局部支撑或起重等工作。
其特点是调节范围大，承载能力较大。
技术参数包括：-承载能力：通常为几吨到几十吨- 最大行程：一般为100mm到500mm-工作压力：一般为20MPa到30MPa4.液压腿式支架：液压腿式支架由多个液压腿组成，适用于大型设备或机械的支撑。
其特点是承载能力大，调节范围大，但结构复杂。
技术参数包括：-承载能力：通常为几十吨到上百吨-腿数：一般为4根以上- 最大行程：一般为200mm到1000mm-工作压力：一般为20MPa到30MPa5.液压托盘式支架：液压托盘式支架由一个或多个液压托盘组成，适用于长距离支撑或起重等工作。
其特点是调节范围大，平稳性好，但结构复杂。
-承载能力：通常为几十吨到上百吨-托盘数：一般为1个或2个- 最大行程：一般为200mm到1000mm-工作压力：一般为20MPa到30MPa以上是几种常见的液压支架型及其技术参数的介绍。
根据具体的需要和工作环境，选择适合的液压支架型可以提高工作效率，并确保工作的安全和稳定。
液压支架的初选和主要参数的计算
液压支架的初选和主要参数的计算摘要:正确、合理地选择支架的架型,不仅可以提高工作效率、增加产量,对工作面的工作环境也能大大改善,减少不安全因素,进而实现矿井安全、高效的生产。
本文重点介绍液压支架的初步选型和主要参数的计算。
关键词:液压支架的初选主要参数的计算。
1 架型的初选在具体选择架型时,首先要考虑煤层的顶板条件,根据液压支架的使用经验,我国已制订了相应的表格可查,提出了各种顶板条件下的适用架型,它是选择支架架型的主要依据,除此以外还应考虑以下几种因素:(1)煤层厚度;(2)煤层倾角;(3)底板性质;(4)瓦斯涌出量;(5)地质构造。
2 主要参数计算2.1 支护强度支架的结构尺寸确定之后,与支架重量和成本费用最大的参数就是支架的支护强度。
合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大,不仅增加支架重量和设备投资,而且还给搬运、安装带来困难;过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落,使顶板破碎,造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小取决于工作面采场矿压的大小。
但此时对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算,这样只能依靠经验法或实测数据,来确定支架的支护强度。
2.2 初撑力初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言,并与顶板的性质有关。
支架的初撑力,对顶板性能的维护方面,要比工作阻力(支护强度)起着更加显著的作用。
在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下,多趋向于采用较高的初撑力。
现在支架的设计初撑力,已高达工作阻力(支护强度)的90％以上。
初撑力与支护强度的比例关系,即:初撑力强度/支护强度,以顶板的稳定性不同而异,一般在60％～85％内选取为宜。
在确定出撑力时,可按以下原则考虑:对于不稳定和中等稳定顶板,为了维护机道上方的顶板,应取较高的初撑力,约为工作阻力的80%;对于稳定顶板,初撑力不易过大,一般不低于工作阻力的60%;对于周期性来压强烈的顶板,为了避免大面积垮落,对工作面造成威胁,应取较高的初撑力,约为工作阻力的75%。
煤矿设备选型(液压支架)
液压支架的选型煤矿煤层最大厚度 2.9m，煤层倾角6°，煤层截割阻抗A＝375N/mm，顶板岩性：老顶为Ⅲ级，直接顶为2类，工作面设计长度为110m，设计年产量为75万t/a。
本矿煤层赋存条件较好，煤层为进水平煤层，煤层厚度适中，为 2.9m，井型为中型矿井，设计能力为75万t/a，直接顶为2类中等稳定顶板，老顶为Ⅲ类顶板，周期来压强烈，要求工作面支护强度较大。
根据本矿工作面条件及我国目前采煤方法的类型及设备配套情况，设计确定工作面的方法为综采一次采全高。
一、影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，主要考虑煤层顶底板稳定性，煤层厚度、倾角赋存状况及瓦斯含量等情况，其中以煤层及顶、底板稳定性影响较大。
本矿煤层厚度 2.9m，倾角6°，煤层赋存条件较好。
本矿工作面煤层直接顶为2类顶板，属中等稳定顶板，强度较高，强度指数在31～70kg/cm2之间，发育大量节理裂隙，随采随落。
本矿工作面老顶为Ⅲ级顶板，周期来压强烈，对支架支护强度的要求较高。
二、液压支架的选型1、架型的选择液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。
支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适应于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显和强烈的老顶条件。
掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短，控顶面积小，支护强度不一定小，它使用于不稳定和中等稳定直接顶条件。
支撑掩护式支架兼有上述两种支架的结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好，它使用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但结构复杂，重量较大，价钱相对较高。
由于本工作面的直接顶类别及老顶级别均以确定，所以可直接根据“适应不同类级顶板的架型及支护强度表”直接选择。
液压支架选型计算及采煤顶板管理
工作阻力/支护面积=支护强度；支护面积=（梁端距+顶梁长度）x中心距。
液压支架选型计算1．支护强度的计算采用以往的经验公式来计算：a、P≥b、P≥式中：P——支护强度，MPa；M——开采厚度，取6.1 m；r——顶板岩石容重，取2.7t/m3；d——顶板动载系数，取1.3；a——煤层倾角，取3°；B——附加阻力系数，取1.2；n——不均衡安全系数，取1.75；K——顶板岩石碎胀系数，取1.25。
则 a、P≥ =1.008MPab、P≥ =1.128MPa最后取P=1.128Mpa。
2. 支架载荷根据支护强度，则验算支架支护载荷为：T＝P(L+C)×(B+J)式中：T ------ 支护载荷，KN；L ------ 顶梁长度，3.8m；C ------ 顶梁前端到煤壁的距离，1.33m；B ------ 顶梁宽度，1.530m；J -------架间距，0.22m；则 T＝0.68×（3.8+1.33）×（1.53+0.22）＝6105KN 计算结果表明，液压支架的工作阻力10800KN满足支护载荷的要求。
3. 支架高度a.支架最大高度Hzmax＝Mmax+S1式中：Hzmax------支架最大支护高度，mm；Mmax------工作面最大采高，取6100mm；S1------伪顶冒落的最大厚度，取300mm。
则 Hzmax＝6100+200＝6300 mm。
b.支架最小高度Hzmin＝Mmin-S2-g-e式中：Hzmin------支架最小支护高度，mm；Mmin------工作面最小采高，取4500mm；S2-------顶板的下沉量，取200mm；g ------顶梁上、底座下的浮矸厚度，取50 mm；e ------移架时支架回缩量，取100 mm。
则 Hzmin＝4500-200-50-100＝4150 mm。
根据以上各参数，本工作面选用郑州煤机厂液压支架工作高度4150～6300 mm。
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厚煤层 液压支架型 式确定及合 理参数计算
刘祥刚， 丁英起
（ 内蒙古华电蒙能金通煤 业有 限公司， 内蒙古 鄂尔 多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０）
［ 摘
要 ］ 针对金通煤矿 ５ — １ 煤层南盘 区开采的实际情 况进行液压支架选型方案比较 ，确定 了大采 高液 压 支架是 合 理可 行的 ； 通过选用 Ｚ Ｙ７ ６ ０ ０ ／ ２ ３ ． ５ ／ ４ ８型 大采 高液 压 支 架 ， 能 够保证工作 面的回采率 ， 有利于提升矿井生产能力 ， 同时减少采 空区遗煤 ， 降低 了 采空 区 自燃发 火几 率 。 ［ 关键词 ］ 液压支架； 选型方案比较 ； 经济效益； 回采率； 安全生产 ［ 中图分类号 ］Ｔ Ｄ４ ２ １ ． ８［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ６ ７ ２ ＿ ９ ９ ４ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ ０ ２ ４ － ０ ２
尸 （ Ｌ Ｌ Ｄ ） ｘ Ｂ ｘ ｐ
式中 ， 为支架最低高度 ， ｍ； ＾ 为煤层最
小厚度 ， ２ ． ６ ０ ｍ； Ｓ为在 控 顶 区范 围 内顶板 最 大 下
沉量 ， 取 ０ ． ２ ｍ； 口 为支架卸载前移时的可缩余量 ，
标准《 液压支架设计规范 ＞ （ Ｍ Ｔ ／ Ｔ ５ ５ ６ — １ ９ ９ ６ ） 的规
定计算 、 选择液压支架。 ３ ． １ ． １ 支架最大结构高度确定
日～ ＝ ～＋ Ｓ １
式 中，
０． ２ ｍ。
为支架最大高度 ， ｍ； ～ 为煤层最
大采 高 ， ４ ． ５ ０ ｍ； Ｓ 。 为伪 顶 或浮 煤 冒落 厚 度 ， 取 经计算 ， 日 ～ ＝ ４ ． ７ ０ ｍ
液 压 支架 合 理 选 型是 综 采 成功 的重 要 保证 ，
是工作面实现高产高效 的关键设备。影响液压支 架 选 型的 因素很 多 ， 主要有 煤层 顶底 板稳 定性 、 煤 层厚度 、 煤层倾角 、 煤层赋存状况和瓦斯含量等。 液压支架的选型原则是 ：支护强度与工作面矿压 相 适应 ； 支架 结构 与煤 层赋 存条 件相适 应 ； 支 护断
１ 采 区概 况
金 通煤 矿 目前 矿井 开 采 ５ － １煤层 南 盘 区 ， 在 该盘 区大巷东 翼开 采过 程 中 ，揭 露 的煤 层 厚度 为 ２ ＿ ３ — ３ ． ２ ｍ， 工作面装备 Ｚ Ｙ ５ ０ ０ ０ ／ １ ３ ． ５ ／ ２ ８型液 压 支
采煤 、 运输和支护设备 ， 无需重复投资 ； 采煤工作
２ ０ １ ４年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ４
刘祥刚， 等
厚煤层液压支架型式确定及合理参数计算
２ ５
３ ． １ ． ２ 支架最低结构高度确定
月 ＝ ～ 一 ５— ０
３ ． ４ 液压支架支护强度校核 根据支护强度 、 配套设备尺寸 、 支架顶梁长度 和最大空顶距计算支架工作阻力如下 ：
能 源 技 术 与 管 理
２４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ － ９ ９ ４ ３ ． ２ ０ １ ４ ． Ｏ １ ． ０ ０ ９
２ ０ １ ４ 年第 ３ ９ 卷第 １ 期
Ｖ０ 】 ． ３ ９ Ｎｏ ． １
Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
面与通 风要 求相 适应 ； 液压 支架 与采 煤机 、 输 送机 等设 备 相 匹配 。
２ ． ２ 架型确 定
３ 液压支架架型确定
３ ． １ 支 架高度 的确 定 根 据地 质条 件 和 ５ — １ 煤 层厚 度 ，该 煤层 最 小 厚度 ２ ． ５ ７ ｍ， 最大厚度 ４ ． ７ ９ ｍ， 可 以确 定 该 工 作
面供电系统设备可配套使用； 缺点 ： 留底煤或顶煤 开采 ， 工作面 回采率低 、 煤炭损失量大 ， 与方案二
相比估算损失煤量 ７ ２ ． ４ 万ｔ ，工作面回采率约为 ７ ４ ． ５ ％， 不符合国家产业政策 ； 工作面采空 区遗煤
多， 管理不 当容易产生 自 燃， 影响矿井安全生产 。 方案二优点 ： 工作面回采率高 ， 可达到国家规定的 回采率标准 ； 并且采空区遗煤少 ， 有利于采空 区防 火管理 ； 能实现井田内薄厚煤层合理配采 ； 为矿井 下一步扩能改造提供设备保障。 缺点 ： 需新购置一 套大采高综采设备 ， 估算需新增投资。
面最小采高 ２ ． ６ ０ ｍ ， 最大采高 ４ ． ５ ｍ 。 按煤炭行业
由于该区域 ５ － １ 煤层厚度为 ２ ． ５ ７ — ４ ． ７ ９ ｍ， 与 东翼工作面相 比， 煤层厚度增大 ， 因此 ， 在工作面 设备配置上选择两种方案 ： 方案一 ： 利用已有的采煤机、 刮板运输机和液 压支架 ， 采用留底（ 顶） 煤开采 ； 方案二 ： 根据煤层厚度 ， 新购置一套大采高综 采设备 ， 工作面一次全高。 两种方案都有优缺点。 方案一优点 ： 利用 已有
通 过方 案 一 与 方案 二 优缺 点 的 比较 可 知 ， 方
架。 而其接替工作面布置在大巷西翼 ， 规划布置 ５
个综采工作面。根据 ５ — １ 煤层资源储量估算图和
５ １ １ ０ ９ 工作面巷道实际揭露 ，南盘区大巷西翼煤 层厚度为 ２ ． ５ ７ ～ ４ ． ７ ９ ｍ， 与东翼工作面煤层厚度相
比， 厚度 增大 。在 实际 生产 中 ， 需 要考 虑液 压 支架
的架型及合理参数计算 。
２ 液压支架架型确定
２ ． １ 选择 原 则
案二虽然增加了投资 ， 但工作面回采率高 ， 并且采 空区遗煤少 ， 有利于采空区防火管理 ， 同时能够实 现井 田内薄厚煤层合理配采 ；而方案一工作面回 收率低 ， 并且不利于防火管理 。 所 以决定采用方案