支架架型选择
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二、围岩可控性分组
根据直接顶类别、基本顶压力显现级别和底板 抗压入特性类别的不同组合，将采煤工作面围岩的 控制难易程度分为三组：难控围岩、较难控围岩和 易控围岩。
三、架型的选择
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，表10-7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。
C—梁端距， m；
B—支架顶梁宽度，m；
K1 —架间距，m；
A — 支架中心距，m。
对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻
力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影
响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与
支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支护效率。所以
支架立柱的总工作阻力 p总为
支架最小结构高度 Hmin M min S2 , m 式中 M max、M min —煤层最大、最小采高，m；
S1 ——伪顶冒落的最大厚度，一般取
0.2~0.3m；
S2 ——顶板周期来压时的最大下沉量、
移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮 矸、浮煤厚度之和，一般取0.25~0.35m。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的 允许运输高度。
p总
p
,
kN
Biblioteka Baidu
支撑式支架的 =100%，支掩护式和支撑掩护式支架取
=80%左右。
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。较大的初撑力可以使支架较 快地达到工作阻力，防止顶板过早的离层，增加顶 板的稳定性。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 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%，对于周期来压强烈的 顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁， 应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。
岩底板，允许比压为 1.96 ~ 2.16Mpa ,软底板为0.98Mpa
左右）。
4．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。
5．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5~8 m2 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
支架的伸缩比 K H max
S
H min
K s值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，
其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。
采用单伸缩立柱， 值K一s 般为1.6左右。若进一步提
高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，
其 值一K般s为2.5左右。薄煤层支架可达3。
5．顶梁尺寸和覆盖率
3．移架力和推溜力
移架力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带
压移架等因素有关。一般薄煤层支架的移架力为 100~150KN；中厚煤层支架为150~300KN；厚煤层支架为 300~400KN。推溜力一般为100~150KN。
4．支架调高范围
支架最大结构高度 Hmax M max S1, m
四、液压支架参数的确定
1．支护强度和工作阻力
支护强度取决于顶板性质和煤层厚度，根据我 国制定的标准可以确定支护强度的大小。除此， 支护强度也可根据下列公式估算
q KH 105, Mpa
式中 K —作用于支架上的顶板岩石系数，一般取 5~8。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否 则取上限；
第二节 液压支架的选泽
一、液压支架的选型原则
1、支架选择必须考虑主要地质条件和采矿条 件：直接顶稳定性；基本顶级别及相应的矿 压显现参数；底板级别及相应的力学参数； 截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化； 煤层倾角和工作面推进方向、瓦斯等级和必 要的通风断面。
其他方面：上下采动条件、相邻区段和两侧 开采条件、地质构造、断层、褶曲等分布和 参数、开采深度、底板含水层。
选择架型时，还要考虑下列因素
1．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。
2．煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易
顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架
与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一 般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下， 应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。
对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双 排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当 采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m左右；
2、一般选型顺序
①根据直接顶和基本顶、底板类型初步选定基本架 型；②根据上述诸因素选定具体结构（包括顶梁、 底座、侧护结构）； ③根据提供的地质条件和矿压 显现参数计算支架所需的支护强度和相应的额定工 作阻力；④考虑顶底板含水层条件，验算支架对底 板比压或载荷强度；⑤验算通风断面、风流和风速， 如果瓦斯涌出量大，应避免用插腿式支架。
当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m。对 于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减 小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排 布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m，最大达3 m左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。
发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于100 ~ 1时50， 应设防滑和调架装置，当倾角超过 时1，80应同时
具有防滑防倒装置。
3．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
H—采高，m；
—顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m 3。
放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。
支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架 工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
P qF 103, kN
式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
式中 L—F 支架(L顶梁C长)度(B，mK；1) (L C) A, m2
根据直接顶类别、基本顶压力显现级别和底板 抗压入特性类别的不同组合，将采煤工作面围岩的 控制难易程度分为三组：难控围岩、较难控围岩和 易控围岩。
三、架型的选择
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，表10-7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。
C—梁端距， m；
B—支架顶梁宽度，m；
K1 —架间距，m；
A — 支架中心距，m。
对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻
力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影
响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与
支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支护效率。所以
支架立柱的总工作阻力 p总为
支架最小结构高度 Hmin M min S2 , m 式中 M max、M min —煤层最大、最小采高，m；
S1 ——伪顶冒落的最大厚度，一般取
0.2~0.3m；
S2 ——顶板周期来压时的最大下沉量、
移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮 矸、浮煤厚度之和，一般取0.25~0.35m。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的 允许运输高度。
p总
p
,
kN
Biblioteka Baidu
支撑式支架的 =100%，支掩护式和支撑掩护式支架取
=80%左右。
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。较大的初撑力可以使支架较 快地达到工作阻力，防止顶板过早的离层，增加顶 板的稳定性。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 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%，对于周期来压强烈的 顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁， 应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。
岩底板，允许比压为 1.96 ~ 2.16Mpa ,软底板为0.98Mpa
左右）。
4．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。
5．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5~8 m2 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
支架的伸缩比 K H max
S
H min
K s值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，
其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。
采用单伸缩立柱， 值K一s 般为1.6左右。若进一步提
高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，
其 值一K般s为2.5左右。薄煤层支架可达3。
5．顶梁尺寸和覆盖率
3．移架力和推溜力
移架力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带
压移架等因素有关。一般薄煤层支架的移架力为 100~150KN；中厚煤层支架为150~300KN；厚煤层支架为 300~400KN。推溜力一般为100~150KN。
4．支架调高范围
支架最大结构高度 Hmax M max S1, m
四、液压支架参数的确定
1．支护强度和工作阻力
支护强度取决于顶板性质和煤层厚度，根据我 国制定的标准可以确定支护强度的大小。除此， 支护强度也可根据下列公式估算
q KH 105, Mpa
式中 K —作用于支架上的顶板岩石系数，一般取 5~8。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否 则取上限；
第二节 液压支架的选泽
一、液压支架的选型原则
1、支架选择必须考虑主要地质条件和采矿条 件：直接顶稳定性；基本顶级别及相应的矿 压显现参数；底板级别及相应的力学参数； 截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化； 煤层倾角和工作面推进方向、瓦斯等级和必 要的通风断面。
其他方面：上下采动条件、相邻区段和两侧 开采条件、地质构造、断层、褶曲等分布和 参数、开采深度、底板含水层。
选择架型时，还要考虑下列因素
1．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。
2．煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易
顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架
与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一 般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下， 应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。
对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双 排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当 采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m左右；
2、一般选型顺序
①根据直接顶和基本顶、底板类型初步选定基本架 型；②根据上述诸因素选定具体结构（包括顶梁、 底座、侧护结构）； ③根据提供的地质条件和矿压 显现参数计算支架所需的支护强度和相应的额定工 作阻力；④考虑顶底板含水层条件，验算支架对底 板比压或载荷强度；⑤验算通风断面、风流和风速， 如果瓦斯涌出量大，应避免用插腿式支架。
当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m。对 于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减 小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排 布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m，最大达3 m左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。
发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于100 ~ 1时50， 应设防滑和调架装置，当倾角超过 时1，80应同时
具有防滑防倒装置。
3．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
H—采高，m；
—顶板岩石密度，一般取2.3×kg/m 3。
放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。
支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架 工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
P qF 103, kN
式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
式中 L—F 支架(L顶梁C长)度(B，mK；1) (L C) A, m2