液压支架工作阻力计算

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支撑掩护式液压支架毕业设计

前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。

实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。

我国液压支架经过30多年的发展，取得显著的成果，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式液压支架，这些系列化液压支架一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。

我国煤矿中使用的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头液压支架和中间液压支架。

端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。

中间液压支架是安装在处工作面断头以外的采煤工作面上所有的位置的液压支架。

目前使用的液压支架分为三类。

即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。

从架型的结构特点来看，由于直接类别和老顶级别的不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析使支架能适应顶板载荷的要求。

此次设计是对大学所学的知识的综合应用，通过设计使所学知识融会贯通，形成较为清晰的知识构架，强化设计过程的规范性以及对计算机的使用的熟练性。

通过此次设计，能够更好的梳理所学的知识，基本掌握机械设计制造及其自动化专业在机械设计方面的工作方法，同时提高独立为完成工作的能力，为以后的工作打下坚实的基础。

第1章液压支架的概述1.1液压支架的组成和用途1.1.1液压支架的组成液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操作控制系统等主要部分组成。

1.1.2液压支架的用途在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项工作正常进行，必须对顶板进行支护，而液压支架是以高压液体作为动力由液压元件与金属构件组成的至呼和控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。

实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。

液压支架可与弯曲输送机和采煤机组合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施，因此液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠、是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。

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。

工作面的液压支架工作阻力验算

工作面的液压支架工作阻力验算工作面的液压支架工作阻力验算，一般采用以下方法。

一、采用“顶底板控制设计专家系统”应根据系统要求合理选取有关参数。

二、采用类比法时，应根据本矿或邻矿同煤层矿压观测资料和经验公式进行设计。

参考本矿或邻矿同煤层矿压观测资料，选择本工作面矿压参数，见下表矿压参数表（一）支架合理的支护强度，应采用下列方法计算。

1、一次采全厚支架强度、工作阻力的计算：（1）采用经验公式计算合理的支护强度maxq 1 = h ⨯ γ ⨯ k式中： q 1 ——工作面合理的支护强度，kN/m 2；h ——采高，m ；γ ——容重，kN/m 3，一般可取 25kN/m 3；k ——工作面支架支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为 4～8，应根据具体情况合理选取。

开采煤层较薄、顶板条件好、周期来压不明显时，应选用低倍数；反之则采用高倍数。

（2）按现行较通用的岩石容重法公式计算支架的动载支护强度q 2 = k d ⋅MK p - 1⋅ γ式中： q 2 ——支架的动载支护强度，kN/m 2；k d ——动载系数，一般取 1.2～2.0(根据矿压观测情况取值)； M ——一次采厚(放顶煤采厚按煤层平均厚度×本工作面回采率)； K p ——上覆冒落带岩石碎胀系数；γ ——顶板岩石平均容重，kN/m 3。

（3）采用临近工作面初次来压实测值的平均值确定支护强度 q 3。

（4）支护强度换算成支架工作阻力：P = q （L k + L d ）B式中： P ——支架工作阻力，kN ；q max ——支架的支护强度（取 q 1、q 2、q 3 最大值），kN/m 2； L k ——梁端距，m ； L d ——顶梁长度，m ； B ——支架中心距，m 。

2、放顶煤支架支护强度、工作阻力的计算：（1）根据断裂角确定放顶煤支架支护强度计算可参照下式：q z=k(γ1h1+γ2H)= e e l n -e H （L + h 1 / tan α）tan θ式中： H ——对支架有直接影响的岩层厚度，m ；L ——有效控顶距，m ；h 1——顶煤厚度，m ；α ——顶煤断裂角，一般为 60°～120°；坚硬煤层（f ≥3）：冒落角小于 60°；中硬煤层（f =1～3）：冒落角介于 60°～80°；软煤层（f <1）：冒落角大于 90°；极软煤层（f ≤0.5）：无法分辨软煤层顶煤的冒落边界，不宜用冒落角指标；θ ——顶板断裂角，一般为 60°～65°； γ1 ——顶煤的容重，kN/m³； γ 2 ——顶板岩石的容重，kN/m³；q z ——支架的动载支护强度，kN/m 2；k——动载备用系数：Ⅱ级及以下基本顶，一般取 1.2～1.5；Ⅱ级以上基本顶，一般取 1.5～2.0。

液压支架维修工理论复习题

综采液压支架维修工理论复习题库一、填空题：1、煤矿安全生产的方针内容是：安全第一，预防为主。

2、从实践中看，贯彻落实煤矿安全生产方针应做到：坚持管理、装备、培训并重的原则;坚持煤矿和安全生产方针标准;坚持各项行之有效的措施。

3、《安全生产法》立法的目的:是为了加强安全生产的监督管理、防止和减少安全事故，保障人民群众的生命和财产安全，促进经济发展。

4、煤层按厚度将煤层分为3类薄煤层＜1.3m，中厚煤层1.3~3.5m，厚煤层＞3.5m5、煤层按倾角分为进水平煤层＜80，缓倾斜煤层80～250，倾斜煤层250～450，急倾斜煤层＞4506、液压传动最基本的技术参数是工作效率的压力和流量。

7、ZY3600-15/35型的液压支架中Y表示掩护式。

8、乳化液的工作压力靠卸载阀保证。

9、我国煤矿供电电压主等级有35kv、10kv或6kv、3kv或1140v、660v、380v、220v、127v、36v等。

10、初撑力的计算公式ƒc =π/40×D2p中D的单位是cm、p的单位是Mpa 、ƒc的单位是KN。

11、侧护板的作用是：1、消除支架间的缝隙，2、移架导向、3、防止支架倾倒、4、调整支架间距12、井下空气中的主要有害气体有：一氧化炭、硫化氢、二氧化硫、氧化氢、氨气、瓦斯和氢气。

13、立柱活塞限位结构的功能是增加活柱与缸体重合段的长度。

14、通风设施按其作用可分3类，即：隔断风流设施、引导风流设施、调节控制风量的设施。

15、瓦斯爆炸的发生必须同时具备3个条件是瓦斯浓度5%～16%，氧气浓度＞12%，引燃温度650℃~750℃。

16、液压支架完好标准规定：活柱和活塞杆无严重变形，用500mm钢尺靠严测量，其间隙不大于1mm。

17、井下防治水可以用7个字来概括，即：防、排、探、放、疏、截、堵。

18、立柱缸口一般采用防尘圈来防止粉尘脏物带入缸内。

19、液压单向锁密封压力不得低于公称压力的 95 %20、提高液压支架的初撑力可以避免直接顶的离层。

支架的参数

二、液压支架的主要技术特征1.中间支架型号：ZF7500/20/38支撑高度： 2.0～3.8m 支撑宽度：1430～1600mm 初撑力：6164kN(31.4MPa) 工作阻力：7500kN(38.2MPa) 支护强度：0.99～1.02MPa底板比压：（前端值）1.3～2.5MPa支架中心距：1500mm尾梁长度： 1450mm过煤高度： >500mm梁端距：405mm最大控顶距：5733mm最小控顶距： 4983mm工作面平均采高 H= 3.1m，考虑运输机和支架顶梁，有效空间高度为2.8m，最大控顶距5.733m，最小控顶距4.983m。

Ｑ=60×v×s×k=60×1.6×[2.8×(5.733+4.983)/2]×1.1=1584.3m3/min 取Ｑ=1585m3/min式中: v－采煤工作面的合理风速，取v=1.6m/s；ｓ－采煤工作面平均断面积取s=2.8×(5.783+4.983)/2=15.1 m2；k－采煤工作面面长调整系数。

该工作面面长141m，取 k=1.1。

1.1 ZF11000/20/38型放顶煤液压支架技术特征参数型式：四柱支撑掩护式放顶煤液压支架高度： 2000～3800mm宽度： 1430～1600mm中心距： 1500mm初撑力： 8904kN（P=31.5MPa）工作阻力： 11000kN（P=38.9MPa）支护强度（f＝0.2）： 1.28～1.29MPa对底板前端比压（f＝0.2）： 1.80～2.79MPa移架步距： 800mm泵站压力： 31.5MPa操纵方式：本架手动控制重量：约35t1.2 液压缸主要技术参数（1）立柱型式：双伸缩（4根）缸径： 300/220mm柱径： 280/195mm初撑力： 2226kN工作阻力： 2750KN（P=38.9MPa）行程： 1802mm（2）推移千斤顶型式：普通双作用（1根）缸径： 180mm杆径： 120mm推溜力/拉架力： 445/802KN行程： 900mm（3）护帮千斤顶型式：普通双作用（1根）缸径： 100mm杆径： 70mm推力： 247KN收力： 126KN推力（工作阻力）： 298KN（P=38MPa）行程： 470mm（4）伸缩千斤顶型式：普通双作用（2根）缸径： 100mm杆径： 70mm推力： 247KN收力： 126KN行程： 800mm（5）前梁千斤顶型式：普通双作用（2根）缸径： 200mm杆径： 120mm推力： 990KN收力： 633KN推力（工作阻力）： 1194KN（P=38MPa）行程： 220mm（6）侧推千斤顶型式：内进液（3根）缸径： 80mm杆径： 60mm推力： 158KN收力： 69KN行程： 170mm（7）尾梁千斤顶型式：普通双作用（2根）缸径： 180mm杆径： 120mm推力： 801KN收力： 474KN推力（工作阻力）： 967KN（P=38MPa）行程： 720mm（8）插板千斤顶型式：普通双作用（2根）缸径： 100mm杆径： 70mm推力： 247KN收力： 126KN行程：750mm（9）抬底千斤顶型式：内进液（1根）缸径： 125mm杆径： 90mm推力： 386KN拉力： 186KN行程： 270mm（10）拉后溜千斤顶型式：普通双作用（1根）缸径： 125mm杆径： 85mm推力： 385KN收力： 207KN行程： 900mm（11）底调千斤顶型式：内进液（1根）缸径： 125mm 杆径： 90mm 推力： 386KN 收力： 186KN 行程： 140mm。

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。

液压支架立柱初撑力和支架初撑力的计算公式

液压支架立柱初撑力和支架初撑力的计算公式液压支架立柱初撑力和支架初撑力的计算公式,1、立柱初撑力计算公式 p=(?D2/4)*m*10-32、支架初撑力的计算公式 q=(?D2/4)*m*n*k*10-3其中p-----支柱的初撑力 knD----立柱缸体内径或活塞直径 mmm---泵站工作压力 Mpan—每台支架的立柱数q—支架的初撑力k---支护效率更换综采工作面液压支架立柱的注意事项,(1)提前制定安全措施并贯彻到位(2)选择支架所在位置顶板条件较好，工作面压力较小时更换支架立柱(3)将立柱运到工作面指定地点(4)更换立柱前，必须及时清理支架顶梁两侧的浮矸，同时被更换支架两侧严禁站人(5)多人配合起吊时，必须口令一致，同时起吊(6)固定立柱的各种销子必须可靠(7)更换立柱后必须检查立柱是否完好玻璃钢锚杆与金属锚杆相比有哪些优点,(1)玻璃钢锚杆质量小，强度与质量比高。

(2)玻璃钢锚杆具有良好的耐腐蚀性能，可在井下长期使用，杆体不会像金属锚杆受明显的腐蚀影响(3)玻璃钢锚杆可切割，不损坏采煤机，不会产生火花。

观察顶板的方法有哪几种,(1)是敲帮问顶。

即用钢钎或手镐敲击顶板，声音清脆响亮的，表明顶板完好;发出"空空"或"嗡嗡"声的，表明顶板岩石已离层，有冒落的危险，应采取措施把脱离的岩块挑下来。

(2)是打木楔。

即在顶板裂缝中打入一小木楔，过一段时间如果发现木楔松动或松脱，说明裂缝在扩大，顶板有冒落的危险，应采取措施进行处理。

(3)是震动观察。

即一手扶顶板，一手持凿子或镐头等工具敲击顶板，若感到顶板震动，即使听不到破裂声也说明已有顶板岩石离层，有冒落的危险，应及时防范液压支架压死的处理方法有哪些,(1)附加初撑力法(2)挑顶法(3)起底法(4)松顶松底法(5)防压环法液压支架初撑力的含义、作用及选用原则,含义:支架的初撑力是指在泵站工作压力作用下，支架全部立柱升起，顶梁与顶板接紧时，支架对顶板的支撑力。

液压支架的强度计算

引言根据我国矿山煤层的复杂特点及生产效率、生产安全等多方面的要求，特别提出本设计方案。

本设计针对减少投资、方便使用、能够同时用于综采放顶煤工作面、综采面及高档普采面等的端头支护设备进行校核，为液压控制系统的设计提供主要的理论依据。

以往的大型端头液压支架，沿地板前移，庞大的底座掩护梁及连杆组成了端头支架的大部分质量，也占用了端头巷道的大部分空间，必须扩大巷道才能够前移。

本设计针对这种情况提出设计思想。

在具体设计方面涉及到端头支架的主要设计参数，包括支护强度、初撑力，顶梁长度的调高范围、支架伸缩比、支护强度等的确定。

托臂、立柱及推拉千斤顶位置的确定；支架的主要部件如顶梁、托臂、立柱、柱鞋等的设计。

通过对各个部件的受力分析进而对顶梁强度、托臂强度、导向杆强度、立柱强度和销轴和耳座的强度进行校核。

液压支架设计一概述1 液压系统简介液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。

液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成在液压支架的研制、实验过程中，各构件的强度计算是极为必要的在结构设计，主要有顶梁、立柱杆端位置确定，同时对顶梁、托臂、导向杆、立柱、等进行全面分析校核，确定有效断面尺寸，还要按原煤炭部标准的各种加载方式。

液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。

液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。

2设计思想目前国内研制的液压支架主要用在下端头，主要功能是维护好巷道和回采工作面交叉口处的顶板，协调该处排头支架，工作面运输机，顺槽转载机等设备之间的位置和配套关系；支撑掩护式端头液压支架特点是体积庞大，部件相对较多，材料要求相对较高，控制系统相对复杂，材料消耗多，增加了制造的成本，性价比相对低。

液压支架的选型

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。

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

液压支架工作阻力计算

液压支架工作阻力计算γ顶板岩石容重，一般取γ=2、5t/m3； k顶板破碎常数，取1、2； g顶板周期来压不动载系数，与顶板岩石性质有关：老顶级别：Ⅰ-g=1、1，Ⅱ-g=1、3 Ⅲ-g=1、5～1、7，Ⅳ-g=1、8～2 取g=1、3 B附加阻力系数，B=1、5；α煤层平均倾角，取α=23，则：B9工作面支护强度：q＝2、82、51、31、21、510-2/[（1、25-1）cos23]＝0、71（MPa）支架初撑力和工作阻力的确定式中：A支架中心距，A=1、5m；L支架顶梁长，L=4、4c梁端距，c=0、35～0、5m,取c=0、45m；则：工作阻力：以上计算支架所需支护强度不小于0、71MPa，工作阻力大于5170kN，考虑到工作面地质构造可能存在的矿压不稳定性，安全起见选工作阻力5800kN，初撑力5232kN（3)综放支架工作阻力确定A、按现行较通用的按垮落充填法公式计算式中:支护强度，kN／m2；动载系数1、2-1、4，顶板为泥岩，属软弱顶板，取=1、2； M煤厚(平均9、74m，最厚10、76m)取M=9、74m；冒落矸石碎胀系数，取=1、25；γ顶板岩石容重，取γ=25kN／m3。

n 采放比影响系数0、8-1、0，取n=0、8；则：=1、2*9、74*25*0、8/(1、25-1)=936kN／m2支架工作阻力：P=(LK+LD)B 式中：P支架工作阻力，kN； LK梁端距，取LK=0、4m； LD顶梁长度，取LD=4、2m； B支架宽度，取B=1、5m。

则：P=994*(4、2+0、4)*1、5=6452 kN（最厚7128kN）B、根据采煤工作面现场实测数据的经验回归公式计算:Pmax=(3939+2、1H+47lf+155/Md)式中:Pmax工作阻力；动载系数1、2-1、4，取=1、2H煤层埋深，取H=425m: f煤的硬度系数，暂取f=2； Md顶煤厚度取Md=6、74m；则:Pmax=1、2*(3939+2、1*425+471*2+155/6、74)=6956 kNC、按缓倾斜煤层工作面顶板分类中的公式进行计算。

液压支架工作原理详解

液压支架工作原理说明一、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：顶梁较短一般超过3.5M左右，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱倾斜分布，作业空间和通风断面较大。

3.支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的优点，采用四连杆机构，能更好的承受顶板水平分力和扭转分力，有较强的支撑和切顶作用，但价格较贵。

二、液压支架的型号及规格：1.掩护式支架：2．放顶煤支架：3.履带行走式支架：4.过渡支架：三、液压支架的结构：顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、底座、推杆、单侧护装置、立柱、各种千斤顶、液压系统、支架设置销轴等连接机构。

1-护帮装置；2-顶梁；3-推杆；4-底座；5-立柱；6-操纵装置；7-顶梁活动侧护板；8-推移千斤顶；9-掩护梁活动侧护板；10-平衡千斤顶；11-掩护梁；12-前连杆；13-后连杆1.侧护板的作用：侧护板的作用：消除相邻支架的架间间隙，防止冒落矸石进入支护空间；作为支架移架过程中的导向板；防止支架落后倾倒；调整支架的间距2.顶梁：顶梁是用于支护、控制、管理工作面上方的顶板，顶板的压力通过顶梁传递到两根立柱上。

为了更好地支护煤壁上方刚暴露出的顶板，顶梁前端上翘，顶梁为双侧活动侧护板。

ZY10000/27/56D 型液压支架顶梁结构图3.伸缩梁伸缩梁是由钢板拼焊成的整体结构，它的主要作用是超前支护。

当采煤机采过后，没有移架前伸缩梁伸出，护住顶板，可实现及时支护；当煤壁出现片帮时，伸缩梁可伸入煤壁线以内，及时维护顶板，避免引发冒顶。

3.掩护梁：Z110000/27/56D 型液压支架掩护梁结构图顶板来压后，经顶梁和掩护梁连接销轴，把来压传递到掩护梁上，再通过掩护梁传递到连杆以及底座上。

再传递过程中掩护梁承受扭矩、弯矩的作用。

而且还受到顶板冒落矸石的冲击。

因此要求掩护梁有足够的强度与刚度。

4.底座：底座承受顶板经立柱、掩护梁、连杆等传递的各种力及力矩，然后传递到底板上。

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。

支架选型

For personal use only in study and research; not for commercial use一、2-2-601工作面支架选型1、河南理工大学矿山开发设计研究所设计（1）支架选型原理影响液压支架选型的主要因素有顶板(直接顶、老顶)和底板岩性，煤层可采厚度，煤层倾角，煤层瓦斯含量等，支架设计遵循四个原则：①支护强度与工作面矿压相适应；②支架架型结构与煤层赋存条件相适应；③与底板的比压和底板的抗压强度相适应；④支架通风断面与工作面通风要求相适应。

（2）液压支架支护高度的确定支架高度一般按下式计算：Hmax≥Mmax+0.2Hmin≤Mmin－0.2式中：Hmax、Hmin——支架最大、最小高度，m；Mmax、Mmin——工作面最大、最小采高，m；工作面最大采高Mmax＝2.5m，支架最大高度取为Hmax=2.7m；采用双伸缩立柱，根据支架设计特点，确定液压支架最小支护高度Hmin=1.2m。

（3）液压支架的架型选择液压支架选型的主要依据是顶、底板性质、煤层条件和经济成本等，其中起决定性影响的因素是顶板性质。

同时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架型。

2-1煤层大部分已经开采完毕，2-2煤层位于2-1煤层下部，根据《2#下煤层工作面布置》图可知，2-2煤层与2-1煤层层间距1m～6m，因此2-2煤层开采是在2-1采空区冒落压实矸石的再生直接顶下开采。

综合考虑2-2煤层顶底板不稳定或中等稳定，比较破碎易冒落的特性，因此支架的必须具有很强的护顶、防止支架前端的顶板冒落空顶的特性。

综合考虑，确定选用两柱式液压支架。

（4）液压支架工作阻力的确定根据矿井地质报告中描述：2-2煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，质软，厚度0.50—12.00m。

底板大部为泥岩，质较软，局部为细砂岩，质硬，厚度2.00—8.00m。

与2-1煤层层间距为0.10—12.00m，平均5.60m左右。

(完整)液压支架技术参数

ZY9200／25／50D液压支架（郑州）总体型式两柱四连杆掩护式中心距 1.75m支撑高度 2.5-5.0m支护宽度1。

66-1。

86m初撑力7916KN （P＝31.5MPa）工作阻力9200KN（P＝36.6MPa）支护强度1MPa对底板比压2。

51MPa适应煤层倾角≤15°运输外形尺寸约7。

56×1。

66×2。

5m操作方式电液控制质量≈36300kg立柱双伸缩缸径Φ400／Φ290mm柱径Φ380／Φ260mm初撑力3958KN（P＝31。

5MPa）工作阻力 4600KN(P＝36。

6MPa/69.68MPa）数量2根推移千斤顶缸径Φ180mm杆径Φ110mm行程960mm推力802KN（P＝31。

5MPa）拉力502KN（P＝31.5MPa）数量1根抬底座千斤顶缸径Φ160mm杆径Φ105mm行程260mm推力633KN（P＝31。

5MPa）拉力361KN（P＝31.5MPa)数量1根伸缩千斤顶缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程900mm推力247KN（P＝31.5MPa）拉力126KN(P＝31。

5MPa）数量2根护帮千斤顶（一级）缸径Φ100mm杆径Φ70mm行程620mm推力247KN（P＝31。

5MPa)拉力126KN（P＝31.5MPa)工作阻力259KN（P＝33。

0MPa）数量2根·27·护帮千斤顶（二级）缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程203mm推力158KN（P＝31。

5MPa）拉力69KN(P＝31.5MPa）工作阻力166KN（P＝33。

0MPa）数量2根侧推千斤顶缸径Φ80mm杆径Φ60mm行程200mm推力158KN（P＝31.5MPa）拉力69KN (P＝31.5MPa)数量4根配套设备采煤机 7LS6输送机 SGZ—1000/1400ZZ 9200／24／50液压支架（沈阳天安、郑州、平阳）中心距 1.5m 支撑高度2。

液压支架及推移千斤顶的设计

摘要由于不同的采煤工作面的顶板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。

为了有效的支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。

因此，支架的设计是很重要的。

本设计综合对比了各种支架的特点，根据所给的原始条件和经济性的分析，选用了掩护式液压支架。

进而进行了支架总体结构的设计，确定支架的基本参数，并对顶梁的强度进行了校核。

在设计中，四连杆机构是较重要的部件，采用了作图法，优选出了最合适结构。

确定了掩护梁、后连杆、前连杆等结构的尺寸。

通过设计，了解到掩护式支架特点是顶梁较短，控顶距较小，但是，其切顶性较差，支架底座前端的比压较大，使用在中等稳定以上顶板或者周期来压强烈的地质条件下，由于顶板不能及时切断，只适用于老顶来压强度不太强烈的不稳定和中等稳定的顶板。

关键字：液压支架；四连杆顶梁；掩护梁；支护阻力；AbstractAs the coal face of the roof, seam thickness, seam inclination, coal physical and mechanical properties of different, on the hydraulic support requirements are different.To effectively support the roof and control, the need to design different types and different sizes of hydraulic structure stent. Therefore, the design of the stent is very important. The design of a comprehensive comparison of various characteristics of the stents, according to the original conditions, and economic analysis. Selection of a cover-hydraulic support. Then the whole structure of the stent design and stent determine the basic parameters, as well as top-beam intensity of the check. In the design, the four-bar linkage is the more important parts, using the mapping method, selected the most suitable structure.Through the design, learned shield applies only to old-roof compressive strength is not particularly strong in the middle of instability and stability of the roofKey words：hydraulic support：four Linkages：roof；Supporting Resistance；Shield ；目录前言错误！未定义书签。

综采液压支架支撑阻力计算

1、支护阻力验算根据容重计算公式：P1=（q+1）×9.8×γSHCosα式中：P1——工作面顶板支护需要支架的工作阻力，kN；9.8 ——9.8N/kg；S——支架平均支护面积，根据实测计算取5×1.5=7.5m2；H——采空区顶板垮落高度，H=M/K-1；式中：M——最大采高，取8m；K——岩石碎胀系数，取1.5；代入数据得：H=8/（1.5-1）=16mγ——顶板岩石容重，取1.99t/m3；q——动载系数1.5～2.0，根据F111050工作面顶板情况取1.8；α——工作面煤层倾角，取平均值20°；代入数据得：P1=（1.8+1）×9.8×1.99×7.5×16×Cos20°≈6160kN。

ZF7000/18/28型液压支架和ZF7000/18/28（改）型过渡液压支架工作阻力均为7000kN>6160kN，排头支架工作阻力为7200kN>6160kN。

因此ZF7000/18/28型液压支架、ZFG7000/18/28（改）型过渡液压支架和ZFG7200/21/30型排头液压支架均能够满足本工作面工作阻力的要求。

2、支架工作阻力校核2.1顶板岩性分析由于放顶煤工作面采高较大，待顶板完全压实后，弯曲下沉带将涉及底板，正常放煤时，工作面煤层厚度平均8m，松动椭球体高度H： H=2.22h平均高度2.22×8=17.76m，松动椭球体最大高度2.22×8.6=19.1m，均到达老顶。

2.2支架工作阻力校核工作面机采2.3m的煤厚，放5.7m的顶部煤厚，形成高度为19.1m 的松动椭球体，松动椭球体高度以上的岩层暂时不发生离层和断裂。

支架顶梁承受工作空间控顶距面积以上高度为19.1m煤岩的重量，则每平方米控顶面积的平均载荷p为：p=（h-h1）T+(H-h)T2式中：h——煤层的平均厚度，8mh1——机采煤层厚度，（1.8—2.3m）取2.3mT——煤层容重，1.32t/m3H——松动椭球体最大高度，19.1mT2——岩体容重Z=1.99t/m3则正常情况下，每平方m载荷为：P =（8-2.3）×1.32+（19.1-8）×1.99=7.52+22.09=29.61t 该支架支护面积5×1.5=7.5m2，则承受的压力为7.5×29.61×9.8=299.63×9.8≈2176.34KN该面所用ZF7000型放顶煤支架额定工作阻力7000KN大于2176.34KN，满足支撑要求。

单体液压支柱工作阻力验算方法

单体液压支柱工作阻力验算方法
单体液压支柱是一种常用于工程项目中的重要设备，它可以提供稳定的支撑力，保证工程的安全进行。

在使用单体液压支柱时，需要进行工作阻力的验算，以确保其在工程中的可靠性和稳定性。

工作阻力验算的目的是确定液压支柱在工作过程中所受到的力的大小，以便选择合适的支撑材料和结构。

通常，液压支柱的工作阻力由以下几个方面的因素决定：
1. 负载重量：负载重量是指液压支柱所承受的工程负荷，包括建筑物、桥梁等的重量。

负载重量越大，液压支柱所需的工作阻力也就越大。

2. 支撑面积：液压支柱的支撑面积是指液压支柱与地面接触的面积。

支撑面积越大，液压支柱所需的工作阻力也就越小。

3. 工作高度：液压支柱的工作高度是指液压支柱从地面到负载顶部的高度。

工作高度越高，液压支柱所需的工作阻力也就越大。

4. 支撑材料：液压支柱的支撑材料是指液压支柱与地面接触的材料。

不同的支撑材料具有不同的摩擦系数，从而影响液压支柱所需的工作阻力。

在进行工作阻力验算时，需要根据实际情况对以上因素进行综合考虑。

可以通过使用相关的工程计算软件或者手动计算的方法来进行
验算。

首先，需要确定液压支柱所承受的负荷重量，然后根据支撑面积、工作高度和支撑材料来计算工作阻力。

最后，根据验算结果选择合适的液压支柱进行工程施工。

通过合理的工作阻力验算，可以确保单体液压支柱在工程中的可靠性和稳定性。

工作阻力验算方法的正确使用对于工程项目的安全进行至关重要，因此在实际操作中务必严格按照相关规定进行。

只有这样，我们才能保证工程的顺利进行，确保人员的安全。