超前液压支架的研制及现场应用报告
超前支护式液压支架的运用研究
超前支护式液压支架的运用研究串草圪旦煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西南部，主采煤层为6#煤层，煤层厚度为12～15m，沿底掘进，巷道采用锚网支护矩形断面，走向长壁综采放顶煤开采。
该矿6203、6204、6206、6207和6106、6107六个综放工作面上下出口支护形式基本上采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁做为超前支护。
单体液压支柱配合金属铰接顶梁超前支护操作工序繁琐，员工劳动强度大，支护安全系数不高，有时候会由于超前条件困难，严重影响工作面的快速推进。
2014年6月，该矿在南部采区6104工作面首次安装超前支护式液压支架，用于工作面上下出口20m范围的超前支护。
该工作面投产以来，取得了良好的效果，实现了安全高效回采，最高日产15000吨，创出了该矿建矿投产以来综放工作面开采的最好水平。
1 工作面概况6104工作面位于矿井南翼一水平6煤层，双枣沟向斜南翼，煤层宽缓，褶曲发育。
工作面标高897.4～951.9m，与地表最近距离为98m。
该工作面走向2100m，倾斜长150m，煤厚12.8m，煤层倾角平均5°。
煤层抗压强度6.9MPa。
中等稳定顶板，周期来压步距为10～15m。
上下顺槽采用锚网支护，矩形断面5.0m×3.7m。
采用走向长壁综合机械化采煤法，放顶煤回采工艺开采。
2 工作面液压支架配置本工作面配置80架ZF13000/22/42型基本支架、7架ZFG13000/24/40型过渡支架，共87架液压支架，对工作面顶板实行支护管理。
工作面上出口配置一组ZT27600/24/40超前支架，其初撑力23280kN（31.5MPa）、工作阻力27600kN （37.35MPa）。
工作面下出口配置一组ZFT27200/24/40端头支架，其初撑力20264kN（31.5MPa）、工作阻力27200kN（42.27MPa）。
紧靠端头支架往外配置一组ZT18400/24/40超前支架，其初撑力15520kN（31.5MPa）、工作阻力18400kN （37.35MPa）。
端头超前液压支架在综放工作面的应用
摘
要： 文章介绍 了 Ｚ Ｑ Ｌ ２ ｘ ４ ０ ０ ０ ／ １ ８ ／ ３ ５型超前 液压支 架和 ｚ Ｆ ｒ １ ６ ０ ０ ０ ／ １ ９ ／ ３ ８型端 头支架 在漳村煤 矿 ２ ３ ０ ６
综放 工作 面的运用 。实践证 明， 该 支架 支护强度 高 ， 操作方 便 ， 能有效 控制运巷 超前支 护段 和端 头三 角煤 处顶 板 ， 实现 了综放 工作 面端头和运巷超前支 护机械 化 ， 大大降低 了工人 的劳动 强度 ， 提高 了综 放工作 面
机的推移座连接 ， 用 以推转载机 ， 移端头支架 ， 保持 与 工作 面支架 同步 前进 。两 架之 间顶 梁 由防倒千 斤
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ３ － ０ ６ 作者简介 ： 岳学 功（ １ ９ ７ ９一） ， 男， 山西沁源人 ， 助理工程师 ， 从事 生产 管理工作 。
的 回采 效 率 。
关键词 ： 超 前支架 ； 端 头支架； 综放工作 面 中图分类号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ５ ． ４ ６ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ５ ． ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０ ． ０ ０ ４ ３ — ０ ２
目前综 放工 作面 端头 普遍 采用 大板 棚 ＋侧架 方
（ 一 级／ 二 级 ）１ ６ ＭＰ ａ ） ２ ０ ０ ０ ｋ Ｎ
间距布置 ， 每排 ４根 ， 间距 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 排距 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ。
工作 阻力
２ 支架 的主要技术特 征
（ ａ ） 侧视图
型 超前 液压 支 架 和 ｚ Ｆ ｒ １ ６ ０ ０ ０ ／ １ ９ ／ ３ ８型 端 头 支 架 的
使用实现了运巷超前支护和端 头支护 的机械化 ， 大 大 降低 了工 人 的劳 动 强 度 ， 强 化 了端 头三 角 煤 区域 的顶板 管 理 ， 提 高 了综放 工作 面 的 回采 效率 。
采煤工作面液压支架的技术优化及应用
采煤工作面液压支架的技术优化及应用发布时间：2022-03-25T05:29:16.162Z 来源：《建筑实践》2021年第40卷25期作者：吴勇[导读] 在综采工作面开采时，产生的裂隙能穿透顶吴勇山东新陶阳矿业有限责任公司摘要：在综采工作面开采时，产生的裂隙能穿透顶、底板岩层，导致岩层强度大幅度降低，围岩整体稳定性下降，易造成顶板垮落或底板变形，发生岩层冒顶和底鼓现象，导致采场围岩变形严重，矿压显现明显，造成工作面液压支架出现歪斜、咬架、压架、操作运行困难等问题。
然而，一旦个别支架发生倾倒或压死现象，由于支架相互串联作用，若支架歪斜、压死事故处置不及时，对工作面顶板支护失效，将会导致更为严重顶板安全事故的发生。
本文对采煤工作面液压支架的技术优化及应用进行分析，以供参考。
关键词：采煤工作面；液压支架；技术优化引言井下开采的山区工作平面中的当前液压支架，由于活塞活塞活塞受到严重损坏、套筒连接滑动、托板破裂或变形等原因，在上衬套和衬套之间的连接处存在弯曲变形，从而严重限制了安全生产，无法充分发挥液压支架的性能。
考虑到设备更新和安装成本的影响，需要对液压支架进行技术优化，以提高性能，满足安全生产的要求。
1液压支架系统供液分析与污染排查①采用水文和水文方法Red Willow煤质水回用水达到地下水水位后，通过管道输送到井下工作平面，源头稳定，经水文硝态过滤站和液压支架液压级综合防渗系统(带有液压油)处理后使用。
②液压支架用液压或奶油油和液压油按照规定浓度，用与水动力相关的液压油输送到奶瓶，用水泵提升水动力允许的液压，通过高压冲洗站过滤进进料管线，然后通过液压机组冲洗过滤器进入液压支架和衬套，或通过过滤器进入电动调节电路，回流流体通过回流站返回胸腔，形成回流循环。
①该系统的自清洁功能可确保液体安全使用，有利于智能工作场所的安全，而液压式液压式液压式液压式搬迁辅助装置则可为污染物提供良好的自清洁功能；乳化液罐用作下浮浮，密度比油箱底部的液压油污染更高，液压液污染物浮在液压支架系统顶部，污染物通过清洗已在一定程度上泄漏出该系统；泵站高压冲洗滤清器和液压支架滤清器配备自动冲洗功能，达到规定时间或压力测量时自动清洗。
煤矿新型液压支架的设计与应用
煤矿新型液压支架的设计与应用摘要：液压支架属于一重要的煤矿开采设备，其在煤矿日常开采作业中占有重要地位，液压支架应用状况的好坏将直接影响到综采工作面的高产高效，而液压支架要想更好的服务于煤矿开采工作，对采高变化的适应性必须强。
就当前多数液压支架的主体结构现状而言，其大多为四连杆结构，其立柱为双伸缩结构，该种结构灵活性相对较差，在某种程度上很难适应工作面采高变化。
对此，笔者结合利用所学知识并结合实际工作经验，提出应用曲柄滑块机构与更灵活的剪叉机构相结合的新型机构来代替传统液压支架的四连杆机构，这样的液压支架会更灵活，能适应更大范围的工作面采高变化，不但可确保液压支架梁端距稳定变化[1]，而且可使液压支架能适应更大的支护高度，取得更好的支护效果。
关键词：液压支架；总体设计；运动过程；经济性引言基于当前国内普通液压支架，大多结构较复杂，采高变化相对较小，实际适应性相对较差，很难满足实际使用需求的现状。
设计一种新型液压支架，介绍其总体设计情况及具体运动情况，提出采用曲柄滑块机构与剪叉机构相结合的新型结构来代替传统的四连杆机构。
实际应用情况表明该种新型液压支架，不仅能更好地适应作业现场采高变化，而且生产成本更低，其具有更好的适应性与经济性，可为企业创造更多经济效益。
1新型液压支架的总体设计对于液压支架而言，其性能的好坏主要依据：梁端距变化量情况以及支架可达到的最高支护值与最低支护值之比这两个指标来反映。
其中梁端距变化量主要反映的是支架顶梁对顶板的支护情况，而液压支架的可达到的最高支护值与最低支护值之比主要反映了液压支架适应采高的能力，通过把剪叉机构与曲柄滑块机构进行科学、合理的组合，借助该组合来取代当前液压支架传统的四连杆机构，这样可显著改善液压支架在日常支护作业中的综合支护性能，取得较好的支护效果[2]。
（1）剪叉机构。
当让两根长度相同的杆铰接于彼此中点时，这两条杆同侧端点连线会一致处于平行状态，其不受两杆件夹角变化影响。
超前液压支架
超前液压支架一、超前液压支架的用途及功能：超前液压支架为左、右两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒千斤顶连接，每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的中间梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。
该支架不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。
二、超前液压支架的工作原理：支架的动力是来自泵站的高压乳化液，经由主进液管路送到工作面，并与每架支架的进液平面截止阀相连，通过过滤器然后导入支架，再通过电液控制阀分配到各液压缸，以完成支架所需要的各项动作。
从支架流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液平面截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱供循环使用。
三、超前液压支架的结构组成：超前液压支架主要由结构件、液压系统和防倒、防滑、调架及抬底座装置三大部分组成。
1.主要结构件有：伸缩梁、护帮板、顶梁、掩护梁、底座、前、后连杆、推杆及侧护板等。
2.液压控制系统除了立柱、各种千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液控单向阀等）和液压辅助元件（管接头件、胶管等）。
3.防倒、防滑、调架及抬底座装置包括顶梁、掩护梁的左右侧护板及各自的侧推千斤顶、弹簧套筒等，也包括各防倒、防滑缸的连接耳座及调架缸、抬底座缸与连接件等。
液压支架配件尽在河南合信矿山机械有限公司，我们公司配套该液压支架液压支架立柱、千斤顶、油缸、前梁、推杆、护帮板、点也快、安全阀、操纵阀组、销轴、导杆、压块、胶管总成、中间接头、挡圈、整套密封、螺母、螺栓、接头、十字链、开口销、保护套等4.支架各结构件之间及结构件与液压元件间均通过销轴、螺栓等连接，管路连接采用快速接头、U型卡，拆装维护方便。
四、超前液压支架在安装或者使用时注意事项：1、操作者必须经过培训，熟悉支架的性能、结构及各元件的性能、作用，熟练准确的按操作规程进行各种操作。
2、支架在安装完毕后，在通液前应对主进主回油路进行通液清洗，确保液压系统中无杂物。
综采工作面超前支护液压支架的应用及优化
综采工作面超前支护液压支架的应用及优化摘要：随着矿井开采深度的增加，许多工作面顺槽在掘进过程中受原岩应力及沿空巷道影响就已经出现了很大的变形，在综采工作面回采过程中两巷外出口段受超前应力影响变形越来越剧烈，尤其是当巷道顶板岩性结构差，或者遇到断层异常区造成顶板破碎的时候，两巷出口顶板下沉明显，造成进出口断面变小等异常情况。
现有的两巷超前单体支护已不能在安全和高效上满足生产需要。
为此，我们针对现场实际，提出了优化措施。
关键词：超前支护；液压支架；实践；优化超前支护液压支架在综采工作面为安生生产起到举足轻重的作用。
我国自1973年开始大规模引进德国、英国等国家的综采设备，经历了消化、吸收和改进提高的过程，已形成了较完善的设计、制造和科研体系。
随着液压支架国产化进程的发展和我国高端液压支架需求量的不断增加，我国液压支架技术进入高速发展阶段。
我国液压支架的设计和制造水平逐渐接近国际先进水平。
1超前液压支架的用途及功能超前液压支架为左、右两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒千斤顶连接，每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的中间梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。
该支架不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。
2超前液压支架的工作原理支架的动力是来自泵站的高压乳化液，经由主进液管路送到工作面，并与每架支架的进液平面截止阀相连，通过过滤器然后导入支架，再通过电液控制阀分配到各液压缸，以完成支架所需要的各项动作。
从支架流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液平面截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱供循环使用。
3概述随着矿井开采深度的增加，尤其是当巷道顶板岩性结构差，或者遇到断层异常区造成顶板破碎的时候，两巷出口顶板下沉明显，造成进出口断面变小等异常情况。
现有的两巷超前单体支护已不能在安全和高效上满足生产需要。
在这种情况下，我矿1312（1）使用的机械化和自动化程度更高的ZQL2×3200/19/38型巷道超前支护液压支架，很好的解决了这一难题。
液压支架研究报告
液压支架行业研究报告中国煤炭机械工业协会二〇〇九年四月目录一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求 (1)（一）新建煤矿的需求将平稳增长 (2)（二）设备更新的需求将快速增长 (4)（三）机械化程度大幅提高将带动需求快速增长 (4)二、液压支架市场需求 (6)三、液压支架行业竞争激烈 (7)（一）行业整体集中度低 (8)（二）优势企业 (9)四、高端化是液压支架行业的发展方向 (11)（一）政策导向促进高端液压支架市场需求 (11)（二）高端液压支架市场曾为外国厂商垄断 (13)（三）近年来高端液压支架国产化进展顺利 (14)（四）我国液压支架技术水平未来仍将继续发展 (16)液压支架是中国煤矿综合机械化采煤工作面最主要的技术装备之一，也是综采工作面装备中装备数量最大的产品。
自1964年我国第一架液压支架问世，经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发，液压支架在煤炭综采重大装备制造本土化首先取得突破，成效显著。
国内有些技术如综采放顶煤支架技术处于国际领先水平，大采高液压支架的主要技术参数已接近或达到国际先进水平。
国产液压支架以其低廉的价格，同时又以较好的技术性能满足了煤矿用户的基本要求而广受国内外煤矿企业的欢迎和信赖。
一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求煤炭是我国能源安全的基石。
煤炭工业是我国重要的基础产业，保障煤炭供应是国家加强经济宏观调控的重点之一。
“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平将明显提高。
国家将建成183个高效安全现代化矿井，国家将加大对煤矿建设项目的支持力度，已先后有17个煤炭建设项目，由国家开发银行出具贷款承诺，还将100多个高档普采工作面升为综采工作面，100多个普采工作面升为高档普采工作面。
这样，中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。
中型煤矿的机械化程度将达到80%以上；大型煤矿国内先进水平装备率达到20%，国际先进水平装备率达到6%，中型煤矿国内先进水平装备率达到10%，小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。
超前支架
现场地质条件及巷道状况
己15-17-12041综采工作面可采走向长1427m，采长159m， 采面回采己15-17煤层，可采储量160.1万吨。该采面风 巷标高为：-569.6m～-597.9m，对应地面标高为： +115.5m～+139.5m，煤层埋深685.1m～737.4m；机巷标 高为：－595.2m～-628.9m，对应地面标高为：+115.5m ～+123.0m，煤层埋深710.7m～751.9m。 该采面煤层厚度3.3～8.4m，煤层均厚5.8m，煤层倾角 3°～19°，平均倾角10°。直接顶为泥岩，厚度5～ 7.2m。老顶为中粒砂岩，厚度7.7～14.2m。直接底为沙 泥岩互层，厚度3.5～5.5m。老底为石灰岩，厚度13.2～ 23.4m。
Байду номын сангаас
超前液压支架选型
现场管理制度
综采工作面两巷超前液压支架支护体系的建立
设计图纸
己15-17-12041综采工作面设备布置图
7
机 巷 5 4
2
1、MG-500/1130-3.3WD型采煤机。 2、SGZ-900/1050-3.3WS型刮板输送机。 3、ZY6400-23/45D型液压支架。 4、SZZ-900/315型桥式转载机。 5、皮带机。 6、ZT2×3200/16/32型超前液压支架。 7、开关列车。
两巷均为矩形巷道，锚杆、W钢带、金属网、锚 索联合支护。其中机巷断面13.8m2，宽度4.6m ，高度3.0m。顶锚杆采用φ22×2400mm，锚杆 间排距750×750mm。锚索L＝8000mm，二三布置 ，间排距1500×1600mm。风巷断面12.6m2，宽 度4.2 m，高度3.0m。顶锚杆采用φ22×2400mm ，锚杆间排距800×800mm。锚索L＝8000mm，二 二布置，间排距2000×1600mm。
工作面顺槽超前液压支架的研制及应用
随 着 综 采 工 作 面 不 断 向 前 推 进 ， 前 压 超
力的前移 ， 道 支护的金属支 架 、 巷 单体 支 柱 需 要 回撤 、 回收 ， 纯 一 种 支 护 不 能 满 足 顺 槽 两 单
个 出 口 的 安 全 需 要 ， 就 需 要 在 工 作 面 出 口 这 设 有 临 时 支 架 作 为 超 前 支 护 。 许 多 煤 矿 广 泛
万 ｔａ ２ ０ ／ ． ０ ３年 将 达 到 ５ ０ ０ ０万 ｔａ的 生 产 能 ／
力。
神东 补连 塔煤 矿 ２０ ０ １年 产 量 为 ５ ０万 ０ ｔａ 今 年 产量 为 ８ ０万 ｔａ 采 区 为 前 进 式 开 ／． ０ ／。
采 ， 作 面 为 后 退 式 （ 侧 为 采 空 区 ） 这 样 在 工 右 ，
维普资讯
水 力 采 煤 与 管 道 运 输
第 ３期
工 作 面 顺 槽 超 前 液 压 支 架 的 研 制 及 应 用
朱 泽阳 刘凤升 张有河 杨 聪 明
（ 西 神 华 集 团 神 东 煤 炭 生 产 有 限 贡 任 公 司） 陕
摘 要 本 文 论 述 了 既 能 满 足 工 作 面 超 前 支 护 ， 能 实 现 取 消 普 通 超 前 单 沐 支 护 的 一 又
道 支 护 、 轻 工 人 劳 动 强 度 、 高 煤 矿 经 济 效 减 提
的 资 金 高 达 ２ ０多 万 元 ， 不 能 保 证 工 作 ０ 这
面 回采 的可 靠 性 ， 前 液 压 支 架 的研 制 、 用 超 使
是 决 定 补 连 塔 煤 矿 几 个 工 作 面 高 产 、 产 的 稳
展 ， 采 工 作 面 煤 炭 产 量 的 提 高 ． 求 采 面 的 综 要
巷道超前自移吸能防冲液压支架的研制
图1 巷道断面图
图2 防冲超前支架巷道布置图
（2）胡家河矿业有限公司401106工作面图1巷道断面尺寸长×宽为5600mm×3700mm，为实现全断面支护，防冲超前支架采用两架一组，整体采用左右双四连杆稳定机构，立柱与四连杆采用交错布置，底座采用整体底座，中间设置有人行通道。
顶梁采用整体结构，顶梁前端和侧面设置有护帮板，立柱底部增加了吸能装置，
图3 吸能防冲超前支架示意图
（3）根据调研结果，明确了抗冲击方式以加大工作阻力刚性防冲、采用高强板焊接箱体等加强支护，大，可以大幅度减少运输巷、
在冲击载荷作用下的巷道收敛变形，支护强度不小于
138中国设备工程 2023.12（下）
图4 吸能立柱示意图
4 自移吸能防冲支架移架原理
巷道超前支架移动过程过程包括升前架立柱、降前架立柱、推前架、升前架立柱、降后架柱、拉后架、升后立柱等7个动作，7个基本动作均由乳化液泵站提供动力通过液压缸往复运动完成，具体过程如下。
第一步：升前架立柱。
当支架需要上升到支护状态时，由液压系统控制操纵阀完成4根立柱上升到顶梁与
根推移千斤顶前推
a）支架支护 b）降前架立柱
c）前架前移 d）升前架立柱
e）降后架立柱 f）后架前移
图5
5 结语
吸能防冲巷道超前支架防冲主要体现在高强度、高。
综采面自移单元式巷道液压支架超前支护应用研究
综采面自移单元式巷道液压支架超前支护应用研究摘要：针对我国综采工作面实际情况来看，传统的超前支架迁移操作可能会对顶板造成破坏问题，鉴于此所造成的影响较大，所以需要得到优化。
在此过程中还需对自移单元式巷道超前支护液压支架进行支护，才可优化前期操作，此过程需要对支架的形式和支架承载能力原理作出分析，最终对技术方面进行研究，以此分析出支架操作台的前支架升降需求，最终实现前支架对顶板的支撑要求。
支架迁移工作可以有效利用轨道进行操作，此过程可以对移动速度和安全进行控制，因此自身具有一定特点，所以被广泛应用在综采工作面的推进工作之中，此过程也解决了传统操作中的瓶颈问题，最终推进了矿井的安全生产操作。
关键词：综采面；自移单元式巷道液压支架；超前支护；应用引言：在煤矿井下综采面工作中，两端需要进行支护操作，才可保证开采工作的安全性。
一般情况下综采面工作整体流程操作机械化水平较为薄弱，但是随着自动化开采技术的不断推进，我国矿井生产能力在不断提升，但是此过程对于我国综采面支护的安全提出了更高要求。
在综采工作过程中顶板很容易破碎，此时周围的岩石均属于不稳定的状态，因此整体在回采过程中影响范围对于支护的压力较大。
针对当前煤矿综采工作而言，传统的工作方式在移动过程中会对顶板支撑造成影响，因此巷道的压力在随之增加，此时相关施工人员为了解决施工过程中出现的各类问题需要使用支架，以此解决各类问题，促使使用效果提升。
1.自移式超前支护液压支架结构及工作原理自移式超前支护液压支架由以下几个部分组成单架、推移油缸、阀组、胶管、横联油缸等，具体如图1所示。
在图中我们可以看出整体参数具体内容如下：首先每组支架都需保持相互独立并且左右两个支架还需保持连接的状态，此过程更加便于后续运输和维护操作，也方便了整体安装工作。
其次，为了确保支架安装的稳定性，支架需要派遣四个连杆机构，确保支架在工作过程中可以减少侧倒情况。
再次在实际施工过程中如果施工巷道顶板情况不达标，超前支护液压支架需要连接多个支架进行操作，结合实际需求可以适当进行延长，此过程需要保证稳固性，才可优化各方面操作。
煤矿综采工作面超前液压支架应用标准实践探讨
煤矿综采工作面超前液压支架应用标准实践探讨发布时间：2023-02-02T07:56:22.926Z 来源：《科技新时代》2022年18期作者：张建元[导读] 煤炭是我国重要能源之一，煤炭的产出量也非常大，开采技术也比较先进。
张建元陕煤集团神南产业发展有限公司陕西省榆林市摘要：煤炭是我国重要能源之一，煤炭的产出量也非常大，开采技术也比较先进。
在煤矿综采工作面中，液压支架的作用十分重要，起着辅助以及实时监测等多个功能，但在传统的液压支架应用中，存在多种问题，如支护力不够，存在较大的风险，支护高度较低等，而超前液压支架的应用可以改善这一现状，增强支护力度，降低劳动强度，提升综采工作面生产的安全性。
关键词：综采工作面；超前液压支架；实践中途分类号：TD355 文献标识码：A引言为提高煤矿的开采效率和开采安全性，矿井中也使用了各式各样的先进技术，其中单体柱支护的支护效果逐渐跟不上开采效率。
因此，开始使用其他支护方式的液压支架来替代。
液压支架的类型一般有支撑式、掩护式、支撑掩护式、整体自移式、迈步移动式和各种支护类型的支架，这些结构都有各自的特点。
1 液压支架的结构液压支架的结构其主要组成包括千斤顶、立柱、掩护梁、顶梁等。
顶梁、前梁、掩护梁和底座作为液压支架的主体支撑结构，立柱和千斤顶起到了承载的作用，可以通过调整千斤顶安装位置来实现不同的功能，立柱主要用于调节支护高度和承载顶板压力，将顶板压力传输到底板部位。
因此可以说，立柱是液压支架中最关键的一部分。
2 传统液压支架的应用局限性在煤矿开采作业中，以前的液压支架技术的效果将受到环境的影响。
作为埋地支架，当顶板压力超过正常范围且不方便拆卸时，很难满足实际需要，大大降低了拆卸效率。
然而，不断增加的工作量使支持前后移动。
手动操作不仅耗时，而且非常费力。
此外，手动操作容易出现不规范行为，容易损坏材料，导致成本增加。
道路有很多功能。
在支护方面，主要采用早期支护，在工作面作业下开始向外移动。
关于赵固二矿综采工作面使用超前液压支架的论证分析
关于赵固二矿综采工作面使用超前液压支架的论证分析关于赵固二矿使用超前液压支架对比分析总结报告在赵固二矿已回采结束的11050工作面、11030工作面、11021工作面超前支护中均使用过超前液压支架，根据现场观察和实际使用状况，将超前液压支架和叉子棚支护对比分析如下：一、超前液压支架结构及参数根据现有资料，以11030工作面使用的ZCZ50000/24/48型超前液压支架为例（11021工作面使用的型号为ZT24500/18/35），主要由金属结构件、液压系统组成。
金属结构件有：顶梁、底座、前、后连杆、掩护梁和中间伸缩梁等。
液压控制系统除了立柱、移架千斤顶、防倒（伸缩梁）千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液控单向阀等）和液压辅助元件（管子接头件、胶管等）。
主要技术参数如下表：表1 超前液压支架主要技术参数表2 立柱、千斤顶规格超前支架采用两架（左架、右架）一组结构形式，总长度约43m，两架顶梁之间由防倒防滑千斤顶连接。
每一架由前后两节组成，前节的顶梁后部与后节的伸缩梁相连，前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后节互为依托，达到移架的目的。
二、支护强度对比分析以12041工作面回风巷超前段打设一梁四柱支护强度P2与超前液压支架支护强度P1做比较。
根据目前使用单体柱特性，工作面上、下顺槽超前支护支柱的实际支撑力：R t=R g×R z×R b×R h×R a×R=0.99×0.95×0.9×1×0.9×250=190.45kN式中：R t---支柱实际支撑能力，kN。
R g---工作系数，取0.99。
R z---增阻系数，取0.95。
R b---不均匀系数，取0.9。
R h---采高系数，取1。
R a---倾角系数，取0.9。
R---单体液压支柱额定工作阻力，取250kN。
煤矿液压支架设计与运用
式中： —支架顶梁宽度， ；
(7)按不同支护高度时各部件最大受力值进行强度校核。
4液压支架基本参数的确定
（1）支护强度和工作阻力
支架的工作阻力P应满足顶板支护强度的要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定，由下面式子得出：
式中：P——支架的工作阻力，取3800 ，
Q——支架的支护强度，
F——支架的支护面积， 2
算得支护强度为0.7Mpa。
、 ——支架在最高位置时，分别为后连杆和掩护梁与水平面的夹角。
（5）支架宽度的确定
支架宽度是指顶梁的最小和最大宽度。宽度的确定应考虑支架的运输、安装和调架要求。支架顶梁一般装有活动侧护板，侧护板行程一般为170~200 。当支架中心距为1.5 时，最小宽度一般取1400~1430 ，最大宽度一般取1570~1600 。
（1）、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紧紧接触顶板。
(2)、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。
(3)、支架和输送机前移
支架和输送机的前移，都是由底座上的推移千斤顶来完成的。当需要支架前移时，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，把整个支架拉向煤壁；当需要推输送机时，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，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。
（2）液压油缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。
（3）控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。
超前液压支架的研制及现场应用报告
超前液压支架的研制及现场应用报告超前液压支架的研制及现场应用报告一、工作面两道超前支护现状概述随着综采面机械化程度和单产的快速提高，通风、运输和开采工艺对两道断面尺寸要求越来越大，传统的工作面超前支护方式从支护能力、支护高度、支护速度、自动化程度、可操作性、安全性等方面都不能适应安全高效综采工作面对超前支护的要求，两道超前支护已经成为制约工作面高产高效的瓶颈。
国内传统的工作面两道超前支护方式是人工使用单体液压支柱配合铰接顶梁支护顶板。
这种人工方式支护强度低，支护面积小，劳动强度大，回柱危险性大，支护工艺技术落后，用人多，不利于安全生产，更不能满足当今的高产高效矿井的要求。
为此，研究综采工作面两道超前液压支架支护技术就迫在眉睫。
两道超前液压支架是一种新型的自移支架，有效地解决了工作面两道长期存在的支护强度低、工序繁琐、劳动强度高等问题，实现工作面两道顶板管理的本质安全。
大屯矿区在2007年底开始研究超前液压支架，并取得了成功。
二、支架技术规格及简要说明ZT2×3200/18/35超前支护液压支架是为适应大屯矿区特殊的地质条件和工作面设备布置的需要而研制和开发的。
针对不同工况和使用高度，对支架主要部件受力情况（运动学参数）进行了科学的计算、模拟和优化设计，逐步完善了支架的结构型式和零部件。
ZT2×3200/18/35型超前液压支架的型式为铰接式，顶梁和底座均采用分段铰接式，使其更好地适应巷道顶底板起伏变化以及运输和安装。
支架前、后设计紧凑，中间设正四连杆机构，支架两根立柱合理布置，不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。
与破碎机配套的一组支架为整体式，不设置四连杆机构，保证破碎机驱动部分的安装空间。
设计支架的行程为1.2米，即工作面每割两刀移一次超前支架，操作方式为邻架操作，支架的初撑力为10MPa，保证对顶板的有效支护。
支架满足最大不可拆卸件尺寸为4.4×1.5×2.3m（破碎机上方两根特殊顶梁6310mm除外）；支架底座箱体宽度为450mm，底封板宽度550mm，在适当位置加支撑筋；前三组支架的底座设横向连接千斤顶，可适当调整支架的中心距；支架均预留操纵阀安装位置。
超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究
1232021年第4期陈有力等：超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究超前支护液压支架非等强支护技术及自动控制装置研究陈有力 张子明 王海彬（辽宁通用重型机械股份有限公司，辽宁 调兵山 112700）摘 要 煤矿运顺和回顺巷道采用锚杆锚索或金属棚支护，超前支护液压支架在推进过程中对顶板反复支撑作用，使巷道顶板结构受到破坏，引起顶板破碎，不利于巷道顶板管理和煤矿安全生产。
根据巷道顶板条件和压力分布情况控制超前支护液压支架的初撑力，在巷道不同的相对位置实现非等强支护，而支架的工作阻力和其他功能不受影响，最大限度保证巷道顶板完整，实现对巷道顶板的安全科学管理。
关键词 超前支护液压支架；非等强支护技术；自动控制装置中图分类号 TD355+.4 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2021.04.044Research on Non Equal Strength Support Technology and Automatic Control Device ofHydraulic Support in Advance Support Chen Youli Zhang Ziming Wang Haibin(Liaoning General Heavy Machinery Co., Ltd., Liaoning Diaobingshan 112700)Abstract : Bolt and cable or metal shed are used to support the roadways in coal mine transportation gateway and return air gateway. The advance support hydraulic support repeatedly supports the roof in the process of advancing, which destroys the roof structure and causes the roof to be broken, which is not conducive to the roof management and coal mine safety production. According to the roadway roof conditions and pressure distribution, the initial support force of advance support hydraulic support is controlled, and the unequal strength support is realized at different relative positions of the roadway, while the working resistance and other functions of the support are not affected, so as to ensure the integrity of the roadway roof to the maximum extent and realize the safety and scientific management of the roadway roof.Key words : advance support hydraulic support; unequal strength support technology; automatic control device收稿日期2020-11-16作者简介 陈有力（1973—），男，2010年毕业于辽宁工程技术大学电气工程及其自动化专业，本科，工程师，现为辽宁通用重型机械股份有限公司总经理。
单元型巷道超前液压支架的应用
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald831 地质条件简介新巨龙公司1303N综放工作面倾斜长度261.3m，走向长度2150m，煤层平均厚度8.6m，最大采高4.0m，煤层倾角4°～7°，煤质硬度f1.44～f1.74，视密度1289-1298 k g /m 3，煤质硬度f＝0.3，顶底板岩性为粉砂岩，硬度为f 3，矿井水PH＝8.5，硫酸根离子浓度为2772-3660m g /L，属超强腐蚀性水质，环境温度35℃，环境空气湿度96%，运煤方向为上运，属左掌子工作面。
2 液压支架选型设计2.1 液压支架的选型巷道超前支护液压支架与工作面液压支架有着本质的区别，主要表现在巷道超前支护液压支架应具有：稳定性好；在距煤壁2～5m为支撑载荷的峰值，在此范围内应该有更高的支护强度；对顶板围岩的适应性好；具有自动行走功能。
巷道超前支护方式的支护强度加上原巷道支护形式在回采期间对巷道的残余强度必须大于巷道回采期间围岩对巷道的顶压，确保巷道顶板的稳定。
在老顶给定变形工作状态下，巷内基本支架应当控制住顶煤及直接顶，并与老顶贴紧，因此，支护强度至少应当平衡顶煤及直接顶岩重。
综上所述，结合1303N综放工作面地质条件，确定将新巨龙公司1303N 工作面选用Z Q4000/20.6/45单元型巷道超前支架（如图1）。
2.2 液压支架的设计在液压支架设计方面采用先进的计算机设计手段，在支架制造前完成设计计算—— 设计绘图—— 设计验证等一系列的工作，保证支架设计的合理性和性能的可靠性。
(1)设计计算：运用我公司成熟的支架参数设计软件，对支架的各项性能参数进行优化选取，以达到最佳的运动参数和力学参数，并对危险断面进行安全系数校核。
(2)设计绘图：完全运用三维软件Sol idworks 进行设计出图，在计算机上对支架进行运动仿真和干涉检查，指导设计及时改进支架结构。
工作面顺槽超前液压支架的研制及应用
工作面顺槽超前液压支架的研制及应用
朱泽阳;刘凤升;张有河;杨聪明
【期刊名称】《水力采煤与管道运输》
【年(卷),期】2002(000)003
【摘要】本文论述了既能满足工作面超前支护,又能实现取消普通超前单体支护的一和新型工作面巷道超前液压支架的原理、结构、技术特征和使用效果,为今后综采工作面巷道超前支护机械化提供一种新思路.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】朱泽阳;刘凤升;张有河;杨聪明
【作者单位】陕西,神华集团神东煤炭生产有限责任公司;陕西,神华集团神东煤炭生产有限责任公司;陕西,神华集团神东煤炭生产有限责任公司;陕西,神华集团神东煤炭生产有限责任公司
【正文语种】中文
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超前液压支架的研制及现场
应用报告
上海大屯能源股份有限公司生产管理部
二００八年十二月三十日
一、工作面两道超前支护现状概述
随着综采面机械化程度和单产的快速提高，通风、运输和开采工艺对两道断面尺寸要求越来越大，传统的工作面超前支护方式从支护能力、支护高度、支护速度、自动化程度、可操作性、安全性等方面都不能适应安全高效综采工作面对超前支护的要求，两道超前支护已经成为制约工作面高产高效的瓶颈。
国内传统的工作面两道超前支护方式是人工使用单体液压支柱配合铰接顶梁支护顶板。
这种人工方式支护强度低，支护面积小，劳动强度大，回柱危险性大，支护工艺技术落后，用人多，不利于安全生产，更不能满足当今的高产高效矿井的要求。
为此，研究综采工作面两道超前液压支架支护技术就迫在眉睫。
两道超前液压支架是一种新型的自移支架，有效地解决了工作面两道长期存在的支护强度低、工序繁琐、劳动强度高等问题，实现工作面两道顶板管理的本质安全。
大屯矿区在2007年底开始研究超前液压支架，并取得了成功。
二、支架技术规格及简要说明
ZT2×3200/18/35超前支护液压支架是为适应大屯矿区特殊的地质条件和工作面设备布置的需要而研制和开发的。
针对不同工况和使用高度，对支架主要部件受力情况（运动学参数）进行了科学的计算、模拟和优化设计，逐步完善了支架的结构型式和零部件。
ZT2×3200/18/35型超前液压支架的型式为铰接式，顶梁和底座
均采用分段铰接式，使其更好地适应巷道顶底板起伏变化以及运输和安装。
支架前、后设计紧凑，中间设正四连杆机构，支架两根立柱合理布置，不但具有足够的支护强度和较好的受力点，而且能保证设备布置和行人所需的空间。
与破碎机配套的一组支架为整体式，不设置四连杆机构，保证破碎机驱动部分的安装空间。
设计支架的行程为1.2米，即工作面每割两刀移一次超前支架，操作方式为邻架操作，支架的初撑力为10MPa，保证对顶板的有效支护。
支架满足最大不可拆卸件尺寸为4.4×1.5×2.3m（破碎机上方两根特殊顶梁6310mm除外）；支架底座箱体宽度为450mm，底封板宽度550mm，在适当位置加支撑筋；前三组支架的底座设横向连接千斤顶，可适当调整支架的中心距；支架均预留操纵阀安装位置。
支架的主要技术参数和结构示意图分别见表1和图1。
主要技术参数表1
支架的结构示意图图1
三、工作面开采条件及工艺设备配置
7519工作面为综采放顶煤工作面，是目前姚桥矿最长、最宽的工作面。
该工作面地面标高+31.71～+35.1米，工作面标高为-441米～-634米，走向长度1838～1853米，倾向长度为211米，煤层厚度为2.20～7.30米，平均为5.6米。
倾角 1°～15°度，平均为9°度，工作面工业储量341.3万吨，回采煤量为258.7万吨。
工作面直接顶为砂质泥岩，厚3.77～15.11米，平均为7.48米；老顶为细砂岩，厚4.09～23.26米，平均为12. 53米；直接底为泥岩，厚0.20～11米，平均为3.40米；工作面煤层结构简单，含少量夹矸，厚度0.20～0.6米。
工作面两道在设计停采线往里585米处拐向约6度。
回采过程中工作面要过东三探巷和7517放水巷，其中7517放水巷走向延伸横穿整个工作面。
工作面内揭露f153∠40°H=14.0m、f456∠70°H=7.0m、f149∠45°H=6.0m等三条落差大于5.0米的断层，其中溜子道f153断层破矸约70米，对回采影响较大。
工作面设备配套情况见表2。
四、支架应用情况分析
2007年底ZT3200/18/35型超前液压支架在姚桥煤矿7519综放工作面两道安装试用。
其中，材料道安装两排，共六组12台，超前支架的最小支护距离为34.2米（支架顶梁千斤顶全部收回），最大支护距离为40.2米（顶梁千斤顶全部打出）；材料道上帮一排超前支架延伸至老塘切顶线位置。
溜子道安装两排，共五组10台，超前支架的最小支护距离为30.6米，最大支护距离为35.6米。
超前支架于2007年11月15日安装调试结束，截止目前，工作面已累计推进1200米，全工作面共计回采煤量103.5万吨。
在工作面的推进过程中发现，该超前液压支架成功的解决了过去两道超前支护所存在的问题，确保了工作面的安全回采。
1、两道超前支护强度加大，提高了安全可靠稳定性。
7519综放工作面机巷在掘进期间曾经在约1000米处发生冒顶，冒落高度超过7米，回采期间该区域的巷道超前支护特别困难。
如
果采用以往的回采经验，冒顶区域的超前支护要支设3～4排单体液压支柱配铰接顶梁，同时要用木料背顶板，这样在回撤老塘侧的单体支柱时势必存在用工多，安全作业难度大，回撤速度慢的问题。
通过使用ZT3200/18/35型超前液压支架，实现了两道超前支护作业的自动化，克服了传统的支护方式上的缺陷，大大提高了超前支护强度和作业速度，有效的控制了巷道顶板下沉量，出口高度明显增加；增大了巷道的作业空间，提高了巷道的支护质量，保证了回采期间的生产安全；大大减少了人为因素造成的顶板事故，实现了本质安全。
2、缩短了循环作业时间，加快了工作面推进度。
采用传统的巷道超前支护方式，工作面割煤时，人员不能在上支矸窝回撤切顶单体液压支柱。
为保证作业人员的安全必须要停止割煤，使用回柱绞车才能将单体回撤，同时要补打切顶支护，作业程序繁杂，每个循环至少需停机10～15分钟，才能完成替柱、回料、放顶和支护的整个工序。
采用超前液压支架支护上出口后，工作面不需要停机，出口工直接操作超前液压支架的操作阀移动支架，完成回柱，放顶和支护工序。
采用自移支架后，职工的劳动强度降低，操作速度加快，大大缩短了工作面循环作业时间，提高了开机率，加快了工作面推进速度，提高了工作面单产，为实现安全高效采煤工作面奠定了基础。
3、减少了人员投入，减轻了工人的劳动强度，提高了工效。
传统的超前支护作业，一般需要3～4人。
在顶板压力大的区域，
至少要支设4排超前，且要采取一梁两柱的方式来保证支护质量和支护强度。
工作面每推进一刀，支护工至少要回撤8颗单体支柱，每颗单体均要人工运到40米外的超前支护的前端重新支设。
职工的劳动强度大，有效地保证安全生产有难度。
使用ZT3200/18/35型液压超前支架后，每班两道超前支护作业人数可由原来的4人作业减少为1～2人作业，每班可节约2～3人，且工人劳动强度大大降低，工时利用率显著提高。
4、实现了端头放煤，减少了资源损失，降低了“一通三防”管理难度。
传统的超前支护因为支护强度低，工作面上下出口3台支架都要铺网（不放煤），以改善工作面出口处的顶板完整性，防止顶煤抽空巷道漏顶。
采用ZT3200/18/35型液压超前支架后，加大了上下出口的支护强度，工作面上下出口3台支架不需要再铺网，能正常放煤，这样就减少了上下出口顶煤的损失，提高了工作面资源回收率，减少了老塘的余煤量，促进了老塘顶板的充分冒落，降低了工作面“一通三防”的管理难度，提高了工作面安全生产的可靠性。
四、取得的经济效益和社会效益
超前液压支架在姚桥矿7519工作面的成功应用，证明了该液压支架操作灵活、方便、实用、安全、可靠，达到设计技术要求。
1、经济效益分析
（1）使用ZT3200/18/35型超前液压支架后，大大减少了工作
面两道超前支护的工作量，每班超前维护工由原来的4人作业减少为1～2人作业，每班可节约2～3人。
按每天可减少人员10人，人均年平均工资3万元计算，每年每面可节约人工工资30万元。
（2）传统的超前支护，每个循环上端头窜棚、支护、回料和放顶等工序，至少需停机10～15分钟，每个小班就占用约1时间的时间，一天三个班影响时间将超过两小时。
采用超前液压支架后，每天至少可以多出煤2刀。
按一刀煤600吨计算，吨煤产值按450元计算，每天就可以多创造经济效益54万元。
这样每年可多创直接经济效益16200万元。
（3）工作面支架放煤量控制合理，过渡支架放煤效果好，提高了资源回收率，每年可多回收煤炭资源4万吨，创利税400万元。
2、社会效益分析
该超前液压支架结构设计合理，支护强度大，操作灵活、方便，易于行人和通风管理，接顶和稳定性能好，能够及时支护两道顶板，对工作面起伏变化适应性强。
使用该支架后，加大了巷道的支护强度，提高了顶板的稳定性和系统的安全可靠性，缩短了循环时间，加快工作面推进度；减少了工作面作业人员，减轻了职工的劳动强度，提高了工效，工作面单产和回收率高；实现了两道超前支护的机械化作业，确保了老塘顶板的充分冒落，有利于“一通三防”管理工作的开展，提高了安全生产的可靠性。
该支架的成功研制，是大屯矿区综采工作面两道超前支护的一
项重大改革，对改善矿井顶板支护条件，降低原煤生产成本，实现今后采煤工作面减人、提效及提高工作面自动化程度，提高矿井整体经济和社会效益重大意义，市场前景广阔。