采煤工作面液压支架的选型

辽宁工程技术大学《采掘机械》综合训练（二）题目：液压支架选型设计班级：矿电11-3*名：***指导教师：***完成日期：2014.12.24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) 工作面液压支护设备配套关系图设计原始数据及条件：二、上交材料(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 确定液压支架的选型............................... 错误!未定义书签。

1.1确定架型.................................... 错误!未定义书签。

1.1.1顶板分类（级） ........................ 错误!未定义书签。

1.1.2架型与支护强度初选 .................... 错误!未定义书签。

2主要参数计算和支架型号的确定 ..................... 错误!未定义书签。

2.1支架高度.................................... 错误!未定义书签。

2.2顶梁长度.................................... 错误!未定义书签。

2.3 底座的宽度 ................................. 错误!未定义书签。

2.4支架中心距.................................. 错误!未定义书签。

2.5支架移架步距................................ 错误!未定义书签。

2.6支护强度和工作阻力.......................... 错误!未定义书签。

2.7初撑力...................................... 错误!未定义书签。

2.8移架阻力及推溜力............................ 错误!未定义书签。

2.9确定支架型号................................ 错误!未定义书签。

3、性能验算........................................ 错误!未定义书签。

3.1底板比压校验................................ 错误!未定义书签。

3.2工作阻力（支护强度）和初撑力的验算.......... 错误!未定义书签。

3.3顶板覆盖率 (10)4、支架布置台数.................................... 错误!未定义书签。

5乳化液泵站的选型 (11)5.1乳化液泵 (11)5.1.1 泵站压力的确定 (11)5.1.2泵站流量确定 (13)5.1.3选择乳化液泵 (14)5.2乳化液泵的电机功率 (15)5.3乳化液箱容积的验算 (16)5.4乳化液 (17)6防护装置 (17)参考文献 (17)1 确定液压支架的选型1.1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。

1.1.1顶板分类（级）直接顶分为四类，见附件1。

老顶分为四级，见附件1。

1.1.2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，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10~15时，应设防滑和调架装置，当倾角超现象。

当煤层倾角大于0018时，应同时具有防滑防倒装置。

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m和20min以下时，暂不宜采用液压支架。

时间分别在5~82根据附录1初选四柱支撑掩护式支架。

2主要参数计算和支架型号的确定2.1支架高度一般应首先确定支架适用煤层的平均采高，然后确定支架的高度。

支架最大结构高度Hmax=Mmax+S1支架最小结构高度Hmin=Mmin-S2式中Mmax，Mmin——煤层最大、最小采高，mm；S1——考虑伪冒顶落的最大厚度，对于大采高支架取200--400mm，对于中厚度煤层支架取200--300mm，对于薄煤层支架取100--200mm；S2——考虑到周期来压是的下沉量、移架时支架的下降量和顶梁上地板下的浮矸之和，对于大采高支架取500--900mm，对于中厚度煤层支架取300--400，对于薄煤层支架取150--250mm。

Hmax=1900mmHmin=1200mm支架最大结构高度与最小结构之比称为支架的伸缩比，即Ks=Hmax/Hmin=1.58Ks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，Ks值一般为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Ks值一般为2.5左右。

薄煤层支架可达3。

2.2顶梁长度顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支架方式有关。

支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。

根据选定的架型和支护方式，来估算所需支架的顶梁长度（范围），以供确定支架型号作参考。

支撑掩护式，如图2-1所示。

顶梁全场：l=b1+b2+b3c tg H ad y b -⋅-+++∆=α1式中：c H d y ,,,,,α∆同前；∆——铲煤板铲尖到煤臂的距离，取150mm ；y=F+G+J+VF ——铲煤板宽度，一般取150～240mm ，取200mm ；G ——中部槽宽，查特征表取722mm ；J ——导向槽宽度，无链牵引时尚有齿轨部分宽度，取400mm ； V ——电缆槽宽。

参数查不到时可估算V=350～450mm ；d ——超前移架时取＞截深，取800mm ；H ——采高，1.55m ；α——立柱倾角,20；c ——梁端距，取250～350mma ——由结构而定，考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。

a ＞300mm ； 图2-12b ——通常2b =0.9～1.2m ，在中厚煤层中可设置为人行道；3b ——由结构而定，一般情况为300～500 mm 。

计算得顶梁全长为3971mm 。

注：1. 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；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。

我国规定支架标准中心距为1.5m。

掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.4~1.6m(下限为侧护板收缩时的运输宽度，1.5m为支架的正常宽度，1.6m为调架时侧护板伸出后的最大宽度)。

垛式支架的架间距一般为0.1~0.2m。

2.3 底座的宽度支架底座宽度一般为1.1~1.2m。

为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架，可加大到1.3 m左右，放顶煤支架为 1.3~1.4m。

底座中间安装推移装置的槽子宽度，与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300~380mm。

2.4支架中心距支架中心距有 1.25m，1.5m，1.75m，2.05m，与刮板输送机溜槽长度相适应。

取1.5m。

2.5支架移架步距与配套采煤机截深相对应，推移装置的行程要大于采煤机的截深。

取800mm。

2.6支护强度和工作阻力支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。

从理论上分析，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应取决于工作面采场矿压的大小。

但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。

下面为计算经验公式：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，取6。

顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否则取上限；H —采高，计算取1.55m ；γ—顶板岩石密度，一般取2.3×310kg/m 3。

计算得q=0.25Mpa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。

310,kN P qF =⨯式中 F —支架的支护面积，m 2。

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，取4m ；C —梁端距，0.1-0.35m,取0.2；B —支架顶梁宽度，1.5m ；1K —架间距，0.1m ；A —支架中心距，1.5m 。

2m 75.6F =P=1575kN对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。