液压支架选型的原则
液压支架选型原则
液压支架选型原则液压支架选型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。
第一章 液压支架的选型
第一章 液压支架的选型第三节 液压支架的架型选择一、架型的选择当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表1-4选择支架型式。
使用表1—4时，考虑下列因素：1）煤层厚度为3.3 ~3.7米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架。
2）煤层烦角为1 0～120(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架不必考虑防滑防倒装置。
3）底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。
4）瓦斯涌出量大应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。
5) 设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。
老顶级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接顶类别12312 31234 4架 型掩护式 掩护式 支撑式 掩护式 掩护或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑式 采高＜2.5m 时支撑掩护式采高＞2.5m 时支架支护强度/MP a采高/m1 0.294 1.3×0.294 1.6×0.294 ＞2×0.294结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区2 0.343(0.245) 1.3×0.343(0.245) 1.6×0.343 ＞2×0.343 3 0.441(0.343) 1.3×0.441(0.343) 1.6×0.441 ＞2×0.441 40.539(0.441)1.3×0.539(0.441)1.6×0.539＞2×0.55表1-4 适应不同等级顶板的架型和支护强度另外，表1-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l 级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。
08-9-支架选型及原理
支架。
2、支架的底座要适应底板岩石的抗压强度，以 防止支架底座压入地板内。底板软硬程度或强度 大小，决定了底座结构形式和支承面积。底座是 液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至支架的安装
学 习 内 容
第一节 支架安装方法的确定 第二节 安装支架需具备的条件
第三节 支架的工作面安装
第 一 节 支架安装方法的确定
一、综采液压支架安装方法的分类：
1、根据支架的运输和组装方式分为：
整体运输、整体安装；半解体运输、整体安装
解体运输、整体安装； 解体运输、解体安装
整体运输、整体安装：
液压支架在地面整体装车，或从已收尾的工作面整体搬运 至新工作面进行安装。整个作业过程中，不对液压支架的部件进 行拆卸与安装。 适用于辅助运输系统设备先进且机械化程度较高 的矿井。一般要求运架巷道断面大，运输环节简单、方便，作业 空间宽敞等条件。整体运输与整体安装的方式具有安装效率高、 工艺简便、便于组织和管理、设备不易损坏、易保证安装质量等 优点。缺点是所需巷道断面大、运输能力要求高、轨道质量要求 高、装卸支架难度相对较高。需制作仿支架尺寸的模拟车进行运
座中部排矸性能好,但底座面积小,相对底板比压较大,不适用于松软
底板条件;稳定性差,不适宜于大高度、大倾角支架;
2.3、刚性分体式底座：由左右对称的两部分，两者之间在前端
用一刚性过桥连接，后部通过箱形结构过桥连接组成刚性整体。 同时具有分体式底座排矸性能好的优点，虽对底板比压较大，但 若加装辅助提架机构则可用于各种底板条件。
其关系为: P =n×m×Y计算, 式中 P———液压支架支护强度,t/m2; m———采高,2.5m; Y———顶板岩石容重取Y=2.7t/m3; n———不同条件下的倍数:
支架架型选择
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
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。
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 。
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；
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；
液压支架选型原则
液压支架选型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
液压支架选型计算
液压支架系统选型计算
概述
液压支架系统的使用可以改善安装和检修操作的安全性和效率，大大
缩短了设备的维护时间，同时也可以提供更大的负载容量和稳定性。
液压
支架系统选型要考虑的主要因素包括:现场构造条件、支架系统的工作模式、压力等级和负载重量等等。
首先，在确定使用液压支架系统之前，应先考虑现场的构造条件：是
否有足够的安装空间；是否有足够的液压油源；是否有足够的机械材料、
液压元件；是否可以设置足够的液压支架油缸；是否可以安装足够的安全
措施等等。
其次，要为液压支架系统的工作模式做出选择：如是否需要同步支撑，是否需要两个油缸连接，是否需要手动或自动控制，是否需要加重液压支架，是否需要转换支架模式等等。
第三，液压支架系统的压力等级及负载重量要根据实际应用场景而定，一般情况下，负载重量越大，压力等级越高，液压支架系统应力值就应该
越大，同时必须考虑工作温度等因素，为了保证液压支架系统的稳定性，
一般压力系统的压力不宜低于3MPa，同时应尽量选择高压支架系统，以
满足更高的负载要求。
支架选型——精选推荐
⽀架选型⼀、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。
根据矿井现有⽣产状况，2#煤层分开区，即2-1煤层和2-2煤层。
其中2-1煤层⼤部分已经开采完毕。
液压支架选型
液压支架选型与综采面生产能力相适应(液压支架网/整理)
液压支架选型原则
护强度应与工作面矿压相适应，即支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力，将采空区的顶、底板移动、近量控制到最小程度；支架结构应与煤层赋存条件相适应；支护断面应与通风要求相适应，保证有足够的风量通过，而且风速不得超过《煤矿安全规程》的有关规定；液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配，支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应较采煤机截深大100-200mm，支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速度，支架的梁端距应为150mm左右。
液压支架选型的主要影响因素和即内容
支架选型的主要影响因素：采煤机选型基本相同
支架选型的内容有：结构形式，有支撑式、掩护式和支撑掩护式三种；控制方式，包括手动控制和自动控制两种，手动控制又有本架控制、单向临架控制和双向临架控制三种方式，自动控制也有分组程序控制、先导程序控制和遥控三种方式。
主要工作参数：包括最大和最小支撑高度、初撑力和工作阻力、中心距、移步距离、泵站压力与流量、支架质量与最大结构尺寸等。
液压支架选型方案
一般情况下，煤层顶板稳定、平整、坚硬、周期来压明显或强烈，可选用支撑式支架；顶板松软破碎或中等稳定、底板平整、周期来压不明显、瓦斯涌出量不大，可选用掩护式支架；各种类型顶板（破碎、中等稳定、稳定）、周期来压明显、瓦斯涌出量大，可选用支撑掩护式支架。
液压支架选定后，还应对其支护强度进行验算。
支架架型的选择
q KH 10 , Mpa
5
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； 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。 式中 F — 支架的支护面积，m 2。可按下式计算
3、缓斜中硬厚煤层液压支架的选型原则
（1）必须保证放煤效果； （2）保证放落煤的运输空间； （3）确定合理的工作阻力;（4）设备配套要合理。
4、“三软”厚煤层放顶煤液压支架的选型原 则 （1）易选用中位放顶煤支架；
（2）选用整体顶梁结构形式； （3）保证合理底板比压的条件下，适当增加初撑 力。 （4）保证运输机有足够的抗拉强度，加大支架的 拉架力。 （5）保证良好的防灭尘效果。
F BeG
2
式中 e——煤壁与输送机铲板之间的距离, e=100~200 mm,以防采煤机滚筒在输送机弯 曲段切割铲煤板; x——立柱倾斜时的水平增距; G——输送机宽度,由铲煤板宽度f、输送机 中部溜槽宽度S、电缆槽和导向槽宽度a及前 柱与与电缆槽间的距离b组成； 其它符号的意义同前。 为避免由于输送机偏斜时采煤机截割顶梁， 支架梁端与煤壁间应留有200~400 mm的梁 端距D。
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 2 m 允许暴露面积和时间分别在5~8 和20min以下 时，暂不宜采用液压支架 。
四、液压支架参数的确定 1．支护强度和工作阻力
综采工作面液压支架选型的基本依据和原则
综采工作面液压支架选型的基本依据和原则综采工作面液压支架的选型是煤矿井下综采工作面安全生产中的一项关键环节。
正确选择合适的液压支架类型和参数，不仅可以确保矿工的安全，还能提高综采工作面的生产效率。
本文将从基本依据和原则两个方面，为大家介绍综采工作面液压支架选型的重要性以及具体的选择方法和注意事项。
一、综采工作面液压支架选型的基本依据在进行综采工作面液压支架选型时，我们需要根据以下几个方面的基本依据来进行评估和选择。
1. 工作面的地质条件综采工作面的地质条件是选择液压支架类型和参数的基础依据之一。
不同地质条件下，工作面的顶板岩性、硬度、厚度等因素都会对支架的选型产生影响。
顶板岩石硬度大、厚度较薄的情况下需要选择具有较高承载能力和稳定性的液压支架。
2. 工作面的采煤工艺综采工作面的采煤工艺方式也是选型的重要考虑因素。
不同的采煤工艺方式对液压支架的选型和参数设定有一定的要求。
在“边采边支”过程中，需要选择能够承受连续推进工作面压力的支架类型。
3. 工作面的长度和倾角工作面的长度和倾角也是选型的重要参考依据。
长工作面需要选择具有较高稳定性和承载能力的支架，而倾斜工作面需要选择具有较强自适应能力的支架。
4. 工作面的生产能力工作面的生产能力是选型的另一个关键指标。
支架的承载能力和稳定性需要与工作面的生产能力相匹配，以确保综采工作面的安全和高效运行。
二、综采工作面液压支架选型的原则在基本依据的基础上，我们需要遵循以下原则进行综采工作面液压支架的选型。
1. 安全性原则安全性是选型的首要原则。
液压支架的选型应考虑其承载能力、稳定性和防护性能，以确保在综采过程中能够有效承受顶板压力和煤壁的冲击，并提供有效的防护措施，保障矿工的安全。
2. 经济性原则经济性是选型的重要原则。
液压支架的选型应综合考虑其价格、使用寿命和维护成本等因素，以实现综采工作面的经济运行。
3. 可靠性原则液压支架的选型应考虑其可靠性。
可靠的支架能够在恶劣的工作条件下长时间稳定工作，减少维修和更换的频率，提高生产效率。
支架选型
第二节 液压支架选型一、液压支架的选型原则支架选型应使支护强度与采面矿压相适应支架结构与煤层赋存条件相适应支护断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二、液压支架的确定根据工作面顶、底板岩性、煤层厚度等条件以及神东煤炭集团设备管理中心统一安排，选用XX 公司生产的双柱式掩护支架及其配套的端头支架。
（一）支架的核算1、高度的核算Hmax=hmax-S 1Hmin=hmin-S 2-a-c式中 Hmax －－支柱最大高度，m ；Hmin －－支柱最小高度，m ；hmax －－煤层最大采高，m ；hmin －－煤层最小采高，m ；S 1－－支架前柱上方（前部）的顶板下沉量，一般可取0.1m ；S 2－－支架后部上方（后部）的顶板下沉量，一般可取0.2m ；a －－支架前移所需的支柱可缩余量，一般不小于0.05m ；c －－支架与煤层顶底板之间的浮煤、浮矸厚度，一般取0.1m 。
根据核算所需理想支架最小支护高度XXm ，最大支护高度XXm ，所选XX 公司生产的双柱式掩护支架支护范围XX-XXm ，符合要求。
2、支护强度和工作阻力校验支护强度可根据下列公式估算510,q KH Mpa γ-=⨯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、周期来压不明显时取下限，否则取上限，取8；H —采高， m ；γ —顶板岩石密度，一般取2.3×103kg/m 3 。
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。
310,kN P qF =⨯式中 F — 支架的支护面积，m 。
可按下式计算21()()(),m F L C B K L C A =++=+式中L—支架顶梁长度，m；C—梁端距，m；B—支架顶梁宽度，m；K—架间距，m；A —支架中心距，1.75m。
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。
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。
液压支架选型设计
液压支架选型设计液压支架是一种通过液压系统来实现升降或调节高度的机械设备。
在实际应用中，液压支架的选型设计非常重要，涉及到支架的稳定性、承载能力、高度调节范围等方面的考虑。
本文将从液压支架的结构设计、选型依据、计算分析等方面详细介绍液压支架的选型设计。
一、液压支架的结构设计液压支架的结构设计是选型设计的基础，其主要包括以下几个方面：1.支架结构：液压支架通常由主体支架、活塞杆、液压缸、液压泵等部件组成。
主体支架是承载物体的部分，一般为钢结构或铝合金结构，需要具备足够的强度和稳定性。
活塞杆是支撑物体的部分，需要具备足够的刚度和耐磨性。
液压缸是实现活塞杆升降的部分，需要具备足够的承载能力和密封性。
液压泵是提供液压力的部分，需要具备足够的流量和压力。
2.密封装置：液压支架的密封装置是确保液压系统正常工作的关键。
液压缸和液压泵需要采用高质量的密封件，同时需要进行合理的润滑和维护，以保证密封性能和使用寿命。
3.控制系统：液压支架的控制系统是实现支架升降或调节高度的关键。
控制系统一般由液压阀、控制面板等组成，通过控制面板上的按钮或开关来控制液压阀的开关，从而实现支架的升降或高度调节。
二、液压支架的选型依据液压支架的选型依据通常包括以下几个方面：1.承载能力：液压支架需要能够承受被支撑物体的重量，因此选型时需要根据被支撑物体的重量来确定液压支架的承载能力，以确保支架的安全稳定。
2.高度调节范围：液压支架需要能够满足实际应用中的高度调节要求，因此选型时需要根据被支撑物体的高度范围来确定液压支架的高度调节范围。
3.工作环境：液压支架一般用于工业生产线或实验室等场合，因此选型时需要考虑工作环境的温度、湿度、腐蚀等因素，选择适合的材料和密封装置。
4.控制方式：液压支架的控制方式通常有手动控制和自动控制两种。
手动控制一般适用于较小的承载能力和高度调节范围要求，而自动控制适用于较大的承载能力和高度调节范围要求。
三、液压支架的计算分析液压支架的计算分析主要包括承载能力的计算和液压系统的计算。
支架选型
第三节综采工作面主要设备的选型原则（一）液压支架的选型原则：1、要顶得住，它的初撑力和工作阻力要适应直接和老顶岩层移动所产生的压力，使控顶区的顶板下沉量限制到最小程度。
2、要移得走，它的结构形式和支护特性要适应直接顶下部的岩层冒落特点，尤其要注意顶板在暴露后未支护民政部下的破碎状态，要尽量保持该处顶板的完整性，支架底座的比压要适应底板岩石的抗压强度，以防止底板松软而使底板下陷不能移架。
3、要适应采高变化和按煤层倾角考虑其对支架稳定性的要求。
4、要与采煤机的高度，刮板运输机长度与支架的宽度相匹配。
（二）采煤机1、采煤机必须满足煤层开采厚度和煤的切割阻力的需要，要与煤层的倾角适应。
2、要考虑与支架和刮板运输机配套，与移架速度和运输机运煤能力相适应。
3、具有有效的喷雾抑尘装置。
（三）、刮板运输机1、要满足工作面长度和倾角对于运输机铺设长度和稳定性的要求。
2、运输机必须与采煤机的能力相适应，要保证采煤机效能的发挥。
3、要与支架和采煤机配套，保证采煤机骑溜子（或爬底板）正常运行。
第一节液压支架选型一、选型依据1、煤层厚度为2.5——3.0米，老顶类别为二类，直接顶为一类，底板为中砂岩，起伏不大，煤层倾角12度——15度，中等瓦斯矿井。
2、根据以上条件及配套关系初选为ZF2400/16.5/25 型掩护式液压支架。
其技术数据如下：1、架型：四柱单摆杆放顶煤液压支柱2、支架高度： 1600~2400mm3、支架宽度： 1400~1570mm4、支架运输长度： 3815~4331mm5、支架中心距： 1500mm6、支护强度： 0.45~0.51MPa7、对底板比压： 0.42~0.90MPa8、支架初撑力： 1682~1852kN9、支架工作阻力：（P=3.90MPa） 2232~2417kN10、操作方式：本架11、泵站压力： 31.4MPa12、支架重量： 8050Kg13、立柱： LDGGW1413870L1根数： 4缸径： 140mm柱径： 160mm初撑力： 452kN工作阻力：（P=39.0MPa） 600kN液压行程： 870mm14、前推溜千斤顶： QGKF127076A1 根数： 1缸径： 125mm柱径： 70mm推力/拉力： 120.8/264.5kN 行程： 700mm 15、后推溜千斤顶： QGEK107070F1根数： 1缸径： 100mm柱径： 70mm推力/拉力： 246.6/125.7kN行程： 700mm16、侧推千斤顶： QSEL634517B1 根数： 2缸径： 63mm柱径： 45mm推力/拉力： 99.7/49.8kN行程： 170mm19、伸缩梁千斤顶： QGEL804570E1根数： 2缸径： 80mm柱径： 45mm推力/拉力： 157.8/107.9kN行程： 700mm二、液压支架参数的确定1、支护强度的计算：q=K1Hr×10 -3式中：q——支护强度 MPaK1——作用于支架上顶板岩石的厚度系数一般取5~8；H——采高 Mr——岩石容重一般取2.3×104 KN/M 3q=K1Hr×10-3 =(5~8)(2.5~3)×23=287~552MPa2、工作阻力和初撑力工作阻力是支架的重要参数，支架的结构尺寸、强度和支撑力能力基本上决定于工作阻力的大小，工作阻力是支架在顶板压力作用下，因安全阀所限制的最大承载能力，虽然，这种最大承载能力应于支架工作时的顶板载荷相适应，但，它最终由安全阀限定。
液压支架选型配套
生产厂家
ZY3600/08/18 ZYG3600/08/18 MG150/346-WD
SGZ730/264 SZZ630/75
山东天晟煤矿装备有限公司 山东天晟煤矿装备有限公司 天地科技股份有限公司上海分公司 山东矿机集团股份有限公司 山东矿机集团股份有限公司
中间第8架 机尾第2过渡架
机尾第1过渡架
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二、液压支架的设计选型
2.2 底板分类
煤炭行业标准MT553-1996《缓倾斜煤层采煤工作面底 板分类》
工作面底板分类的基本指标是指底板允许的载荷强度为 计算标准。底板分类的辅助指标是指允许底板刚度，参考 指标是指允许底板单向抗压强度。
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《液压支架选型和配套》
2.7 支架中心距确定
液压支架中心距有：1.25m、1.5m、1.75m、2.05m。
2.8 支架移架步距确定
与配套采煤机截深相对应。推移装置行程要大于截深。
2.9 支架底板比压确定
液压支架底座前端对底板比压的最大值应小于底板允许 的比压值。
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二、液压支架的设计选型
6.现场实测
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二、液压支架的设计选型
2.5 支架支护强度、工作阻力确定
综采工作面支护强度确定以后，支架的工作阻力主要取
决于支护顶板的控顶面积。
额定工作阻力 F≥ P·Bc·L/
式中：P — 综采工作面支护强度，KN/m2；
L — 支架中心距，m；
Bc— 控顶距，m； η— 支撑效率。
综采工作面液压支架选型的基本依据和原则
综采工作面液压支架选型的基本依据和原则综采工作面液压支架选型的基本依据和原则一、引言在煤矿开采过程中，为了确保工作面的安全稳定运行，液压支架的选型是至关重要的。
本文将介绍综采工作面液压支架选型的基本依据和原则。
二、依据1. 矿井地质条件：不同矿井地质条件下，岩层稳定性、岩性特点等因素会直接影响液压支架的选型。
在软弱地层中，需要选择具有较大承载能力和稳定性的液压支架。
2. 工作面布置：工作面布置决定了液压支架的尺寸和形式。
根据工作面长度、宽度以及煤层倾角等因素，选择适合的液压支架类型。
3. 采煤机参数：采煤机的功率、高度、宽度等参数也是选型过程中需要考虑的因素。
根据采煤机尺寸确定合适的液压支架高度和宽度。
4. 生产能力需求：根据生产能力需求确定每台液压支架的推力和承载能力。
确保液压支架能够满足工作面的采煤进度和产量要求。
三、原则1. 安全性原则：选型过程中，必须优先考虑液压支架的安全性。
选择具有良好稳定性和承载能力的液压支架，确保在采煤过程中不发生倒塌和事故。
2. 经济性原则：在满足安全性的前提下，应选择经济合理的液压支架。
考虑到液压支架的购买成本、维护成本以及使用寿命等因素，选择具有较高性价比的产品。
3. 适应性原则：根据实际工作面条件和采煤机参数，选择适应性强的液压支架。
考虑到不同地质条件下的变化，选型时应选择具有一定适应性和调整能力的产品。
4. 可靠性原则：选型过程中要考虑液压支架的可靠性。
选择具有良好品牌声誉、质量可靠、维修方便等特点的产品，降低故障率，提高生产效率。
5. 环保性原则：在选型过程中，要考虑液压支架的环保性能。
选择具有低噪音、低排放、节能等特点的产品，减少对环境的影响。
四、选型流程1. 收集相关信息：了解矿井地质条件、工作面布置、采煤机参数以及生产能力需求等信息。
2. 确定基本要求：根据收集到的信息，确定液压支架的基本要求，如承载能力、推力需求等。
3. 筛选候选产品：根据基本要求，筛选出符合条件的液压支架候选产品。
3-4 液压支架选型
1075＜DL≤1145
N=1～2 3～4 L0=82～105 105～120 L0=66～85 85～96 L0=53～68 68～78 L0=47～55 55～62
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
随着采煤工作面从开切眼向前推进，采空区直接顶悬露 面积逐渐增大，其下沉和变形也随之增大。当推进到初次 垮落步距（从开切眼到工作面初次切顶线的距离）时，直 接顶开始冒落，形成冒落带Ⅰ。直接顶冒落后，基本顶悬 露出来。随着工作面向前推进，基本顶在矿压作用下不断 产生裂隙和变形，形成裂隙带Ⅱ。当达到极限垮落步距时 发生断裂和垮落，即基本顶初次来压。以后随着工作面推 进，基本顶呈周期垮落。在弯曲下沉带Ⅲ中，裂隙很少， 仅岩层间有离层现象，它对支护设备的载荷影响不大。
18m＜lz≤28m 28m＜lz≤50m
2类(中等稳定)
3类(稳定)
4类(非常稳定)
第一节 采煤工作面顶板组成及其分类
2．基本顶矿压显现分级 基本顶(原称老顶)指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较 大，较难跨落的岩层或岩层组合，其运动特征对于综采工 作面支架设计和选型意义重大。 基本顶断裂对工作面压力显现的影响程度取决于： (1)基本顶初次或周期来压步距→基本顶厚度、抗拉或抗 压强度及被裂隙弱化程度的综合反映。 (2)直接顶垮落后的充填程度，用直接顶厚度与采高的 比值表示。 (3)采高，在直接顶厚度一定情况下，采高愈大，矿压 显现愈强烈 。
第三节 液压支架参数确定
支架调高范围：
——支架的最大结构高度与最小结构高度之差。
调高范围越大，支架适用范围越广，但过大调高范围给 支架结构设计造成困难，可靠性降低。 支架最大结构高度和最小结构高度取值应符合规定。 支架伸缩比： 支架的最大结构高度与最小结构高度之比。
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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。
此外，由于某些顶板条件比较特殊，故可采用多种形式的液压支架，因此液压支架架型的选择既要以顶板性质作为依据，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液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。
2.1.2 底板
底板软硬程度或强度大小，决定了底座结构形式和支承面积。
底座是液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至底板。
其结构形式分为以下几种：
(1)整体刚性结构。
用钢板焊接成箱形结构，底部封闭，强度高，稳定性好，对底板比压小，但排矸性差。
适用于底板较松软、采高与倾角较大及稳定顶板等条件。
(2)分式刚性结构。
左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。
底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。
(3)左右分体结构。
两个独立而对称的箱形结构，两部分用铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，对不平底板适应性好，排矸性较好。
2.2 煤层条件
2.2.1 煤层厚度
煤层厚度是液压支架选型的一项重要指标。
煤层厚度及其变化情况决定了液压支架的结构高度和伸缩范围，采高和顶板性质直接决定了液压支架的工作阻力或支护强度。
(1)液压支架的工作阻力实质上是液压支架在工作中能承受顶板的载荷，是衡量液压支架支护性能的最主要的技术参数，可按下式计算：Q=Zb(L+C)
式中：z为支护强度；b为支架中心距；L为顶梁长度；C为顶梁前端到煤壁距离。
在液压支架出厂代号中都明确地标有其工作阻力，如ZZ6000液压支架(工作阻力为6000kN)。
(2)液压支架最大高度的确定。
考虑到顶板有顶板冒落或可能局部冒落而压住液压支架，为保证立柱有一定的行程量，液压支架最大高度应在煤层最大采高基础上，再加200mm～300mm。
(3)液压支架最小高度的确定。
考虑到液压支架上、下浮煤堆积影响，移架操作时支架立柱要有150mm左右的回缩量等因素，液压支架最小高度应在煤层最小采高基础上再减200mm～300mm。
选型原则：对于薄煤层(采高小于1.3 m)开采，在液压支架选型时应考虑通风断面和作业空间较大的掩护式或支撑掩护式液压支架。
煤层厚度超过1.5m时，顶板对液压支架有一定的水平和侧向推力，这种情况下应优先选用抗水平力和扭转能力强的掩护式结构的液压支架，而不宜用支撑式支架。
煤层厚度超过2.5 m时，煤壁和悬顶部分顶板可能在矿压作用或采煤机割煤时振动而引起的垮落，需要选用带有护帮装置的液压支架，一般多采用支撑掩护式支架。
如果煤层厚度变化较大，由于双伸缩立柱的行程范围较大，能更好地适应这种煤层条件。
对于煤层厚度大、煤层松软或节理发育，因其不便于分层开采，煤层较破碎，在矿压作用下易冒落，可选用放顶煤支架。
2.2.2 煤层倾角
煤层倾角主要影响液压支架的稳定性能。
《煤矿安全规程》第67条规定：煤层倾角大于15°时，液压支架应采取防倒、防滑措施。
2.2.3 瓦斯量
瓦斯涌出量大的煤层，应考虑通风要求，优先选用通风面积大的掩护式或支撑掩护式液压支架。
3 、经济成本
在地质条件允许的情况下，液压支架选择范围较大，且使用数量较多，此时应优先考虑经济型的液压支架，以降低企业成本。
在管理上做好液压支架的日常检修和维护，可大大减少使用过程中的维检资金，争取最大的经济效益。
4、结语
液压支架在现代综合机械化采煤过程中是重要的支护设备，其选型的好与坏也是关系到矿井高产、高效的关键性因素。
由于地质条件的复杂性和矿压观测的模糊性，使得液压支架呈现出多样化、大流量化发展趋势，并且随着安全生产越来越被重视，其已成为现代生产中的主要因素，液压支架从设计和选型上也要突出考虑这一关键因素。
液压支架的选型是一门综合性的学问，涉及煤矿地质和机械制造等学科，应根据煤矿实际条件而选型。