支架选型计算

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大型管道支吊架计算选型及安装施工步骤图解

假设使用M12膨胀螺栓，共计12个，则，能承受的剪力值为107.16KN
为管道重量的5倍。
此处，每个支架使用M12的膨胀螺栓12个，完全能够承受此种支架方DN400管道，每根管道长24米。DN400管道重量为92.5KG/M。故管道总重量为M=2*24*92.5=4440KG。
每根支架总长度为3米，与管道一次性固定3根支架。12.6#槽钢重量为12.4KG/M。
故支架总重量为M=3*3*12.4=111.6KG
支架与管道总重量为M=4440KG+111.6KG=4551.6KG
吊装过程采用4个葫芦同时均匀受力，此处每个葫芦承受的重量为4551.6/4=1137.9KG
葫芦采用3吨位的能够满足；
4成品支架展示
支架大样图及完成照片展示：
5施工保障措施
1、质量保障措施
(1)、所以进场材料全部进行验收，从材料源头开始控制质量，杜绝使用不合格产品。
(2)、所有焊工实名制管理，确保每道焊缝合格，对于焊缝全数检查。
(3)、支架所有焊缝采用专职焊工焊接，对于焊缝进行防腐处理。
2、成品保护措施
所有材料堆放于干燥、干净的场地，防止腐蚀。
将数据代入横担抗弯强度公式
即可知所验算材料型号是否符合受力要求。各种型号型钢计算结果如下表：
3螺栓及吊具选型
1、膨胀螺栓受力计算
膨胀螺栓设计参数如右表：
DN400无缝钢管重量表：
每个支架相当于承受两根4.8m DN400无缝钢管
总重量为M=230*4.8*2=2208Kg
故F=Mg=22080N=22KN
故其均布荷载为0.124N/mm；
槽钢横担的受力为两个集中应力和一个均布荷载的叠加。
集中应力受力分析图：

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。

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。

支架选型计算

支护设备选型（1）工作面顶板管理方式及支架型式国内外长壁工作面生产经验表明，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备，因此必须把支架的可靠性放在首位，不但要稳定可靠，故障率低，而且使用寿命长。

近年来液压支架朝重型化发展，结构型式简单实用，支架工作阻力不断增大，一般为6000kN ～8000kN ，最大达到10000kN 。

根据3号煤层顶、底板条件及工作面采煤设备配套的要求，设计本矿井回采工作面采用全部冒落法管理顶板。

并结合工作面最大采高3.3m 和邻近矿井机械化开采的实践经验，初步确定选用ZY3300/11/23型掩护式液压支架。

1）支架支护强度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，主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。

支架支护强度采用下列经验公式计算：βαγcos 1）（-'⋅⋅≥K q H q式中：q ——液压支架的支护强度，MPa ； H ——采高，平均2.2m ；γ——顶板岩石视密度，一般取2.3t/m 3；K ——顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.25～1.5； α——工作面倾角，（°）；β——附加阻力系数，二排柱支架取1.6，单排柱支架取1.2；q '——顶板周期来压动载系数。

q '值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q '取1.1；周期来压明显顶板：q '取1.3；周期来压强烈顶板：q '取1.5～1.7。

则：a q MP 31.02.16cos 13.13.13.22.2=⨯-⨯⨯≥）（2）支架工作阻力支架工作阻力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。

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。

管道井立管支架选型计算e

萧山万象汇管道井立管支架选型计算
1、拟在一层、四层设承重支架，支架未12#槽钢。

横担跨距为2250mm。

2、管井内为4根DN200立管，查得四根立管总重为8040KG。

3、校核槽钢强度：
1、首先查得12#槽钢的一些根本参数〔单位长度重g、截面模量W〕，查?机械设计手册?g=123kg/cm，W=cm³
2、查普通槽钢的容许应力b〔即限制工字钢材料最大只能承受多大的力，这个是国家规定的〕，因为普通槽钢是Q235型号的碳素钢，结构容许应力
[b]=1400kg/cm²
3、列出承受弯矩最大计算公式：M=1/8GL²-1/8gL²，〔L=225cm，G：计算最大均布荷载，g：单位长度重〕
4、因为M/W=b，所以：W×b=M=1/8L²〔G-g)：那么：G-g=×1400×8/225²=kg/cm
G=23=kg/cm=1382kg/m，这是容许在米范围内均匀放1382kg/m的重量
所以管井内的四根12#槽钢能承载的重量为：1382××4=12438＞8040。

所选槽钢能满足承重要求。

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。

采煤工作面支架选型计算

采煤工作面支架选型计算
综采能否实现安全高效关键在于架型选择是否合理。

15号煤层首采区选用综采放顶煤液压支架。

1、支护设备强度确定
根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为6-8倍采高的顶板岩石的重量，现取8倍采高的顶板岩石重量计算：
F=8×h×L控×b×γ×g=8×2.5×5.154×1.5×2.7×9.8=4091KN
式中：F——工作面上覆8倍采高岩石所需支撑阻力；
γ——上覆岩层平均容重，2.7t/m3；
h——工作面采高，2.5m；
L控——工作面最大控顶距，5.154m；
b——支架宽度，1.5m；
g——重力换算单位，取9.8 m/s2。

设计选用ZF6800/17/32D型支架（预留智能化端口），工作阻力6800KN。

根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。

ZF6800/17/32D液压支架技术特征见下表。

液压支架技术特征表
矿井15号煤层回采工作面顺槽超前支护超前20m 支护采用ZQL2×3200/19/38型超前支架。

回采工作面端头及顺槽超前支护20m范围内，巷道高度不得低于2m。

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

水管支架计算,选型

剪力
mm
N
N
N
N
N
N
N
N*mm
1
137.5
300
2
150
300
41250 86250
3
282.5
4
340
1443
1443
822510 1313130
5
379.5
3213
4143164
6
419
3213
5489411
7
0
8
0
9
0
10
L
1708.5
Y拉力
6963
X拉力
2949
表三
第四
X拉力（N） X力臂（mm）
3+4+5..+ 7
3+4+5..+ 8
3+4+5..+ 9
3+4..+10
283
623
1002
1421
1421
1421
1421
1421
84750 186750 300600 426300 426300 426300 426300 426300
1443 4
340
1443 4+5 720
1443 4+5+6 1139
405533 847934 1681121 2683894 3803167 5038938 5038938 5038938 5038938 5038938
300
300
300
300
300
300
300
300
300
2
2+3

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。

DN300空调水管道支吊架选型计算书

以10千克为基数，不满按10千克计算： 10.000 150.000
三、计算支架受力
F=M*g= 12000 N
四、载荷计算：简图
由上图可知：最不利点的位置。为计算方便，取1/2处为最不利点，计算支架标准荷载M1值（N.mm)
F:集中力= 12000 a:离边距离=
270
b:跨度
1016
标准载荷Mk= F*a*a/b= 861024 N*mm
一、支架简图
支吊架选型计算书
二、已知条件
支架间距设置(米）：
8
水管保温厚度（米）：
0.05
每米管重每米水重每米保温重每米满水重
管径（mm) 壁厚（m) 外径（m) 内径（m)
（kg)
（kg)
（kg)
（kg)
300.000 0.009
0.325
0.307 70.135 74.021 2.523 146.679
水管保温厚度（米）：
0.05
管径（mm) 壁厚（m)
外径（m)
内径（m)
每米管重（kg)
每米水重每米保温重每米满水重
（kg)
（kg)
（kg)
300.000 0.009
0.325
0.307 70.135 74.021 2.523 146.679
每个支架承受的重量M= 2346.871 KgF=M*gN/m2计算及查表得出以下数值
槽钢型号
Mk
Mx(N*mm) My(N*mm) Wx(mm3) Wy(mm3) 计算结果是否适用
12.6 861024 1162382 348715 62100
10200
79
适用
10

简单管道支架的选型

简单管道支架的选型管道安装在机电安装工程中占较大的比重，而管道支架的制作安装在管道安装中扮演着主要的角色，它直接关系到管道的承重流向及观感。

目前各实施项目中制安的各种管道支架，各有特点，但也暴露出不少缺点，而且有些支吊架不但影响观感，更存在着安全隐患，为了消除管道支吊架存在的各种隐患，使管道支吊架制安达到较高水平，现对管道支架的选型做一个简单的介绍与分析。

一些常见的简单管道支架形式：角钢及槽钢类：1.倒挂式：2.L型及三角型支架3.龙门式:除了支架形式的选择外，支架所承受的管道本身及介质的质量等也要充分考虑。

以下为管道重量的相关表格：槽钢及角钢荷载：以上为支架选型及计算的一些准备条件，现以苏州泽璟项目为例，简单计算一下：以上为动力机房两个简单的管道支架：关于支架计算动力机房管道支架图（1）支架总长度2640mm，共6根管路，Φ325两根，Φ159三根，Φ76一根.按照3.5米一个支架计算.管路总重量(含水)：Wt：155.6*3.5*2+45.3*3*3.5+14.1*3.5=1614KG耐震因素F=Z*I*Cp*Wt=1614*0.33*1.5*0.75=599.2Z：建筑物之震区水平加速度系数0.33I：用途系数1.5Cp:局部震力系数0.75总重：1614+599.2=2213.2KG〈2667KG选用14#槽钢动力机房管道支架图（2）支架总长度3200mm，共7根管路，Φ325三根，Φ159三根，Φ377一根.按照3.0米一个支架计算.管路总重量(含水)：Wt：155.6*3*3+45.3*3*3+210*3=2438KG耐震因素F=Z*I*Cp*Wt=2438*0.33*1.5*0.75=905KGZ：建筑物之震区水平加速度系数0.33I：用途系数1.5Cp:局部震力系数0.75总重：2438+905=3343KG在2231KG与3422KG之间.选用14#槽钢以上为各规范等整理的相关数据及资料，望对一些简单的管道支架选型有一些帮助，合理的选用管道支架在保证安全及美观的前提下，还能对项目的成本有很大的节省。

水管支架计算选型

水管支架计算选型在水管工程设计中，水管支架起到了固定和支撑水管的作用，确保水管系统的可靠运行。

选择合适的水管支架是设计过程中非常重要的一环，本文将对水管支架的计算和选型进行详细讨论。

1.计算水管支架的载荷在进行水管支架选型之前，首先需要计算水管支架所承受的载荷。

这些载荷通常包括水管自重、水流冲击力、温度变化引起的热应力以及其它外部荷载等。

计算这些载荷可以通过使用静力学和动力学原理来进行。

2.水管支架的材料选择水管支架通常由金属制成，常见的材料包括碳钢、不锈钢和铸铁等。

选择合适的材料应考虑水管运行环境的要求，如耐腐蚀性、抗震能力和使用寿命等。

3.水管支架的类型选择根据具体工程需求和管道系统的特点，可以选择不同类型的水管支架。

常见的水管支架类型包括吊架、支座和支撑等。

-吊架：吊架用于支撑水平敷设的水管，在需要跨越较大距离时使用。

-支座：支座用于支撑垂直敷设的水管，在需要固定水管高度时使用。

-支撑：支撑用于支撑水平或斜向敷设的水管，在需要固定水管位置时使用。

4.水管支架的安装方式选择水管支架的安装方式通常有焊接、固定和夹紧等。

根据具体工程需求，选择合适的安装方式可以确保水管支架的稳定性和可靠性。

5.水管支架的连接方式选择水管支架的连接方式通常有螺纹连接、法兰连接和卡箍连接等。

选择合适的连接方式应考虑管道系统的压力等级、流体介质以及安装和维护方便性等因素。

6.水管支架的防腐措施选择根据水管环境的要求，选择合适的防腐措施可以延长水管支架的使用寿命和稳定性。

常见的防腐措施包括镀锌、喷涂防腐涂料和涂装等。

7.水管支架的设计要求在水管支架的选择和设计过程中-管道系统的运行温度和压力；-管道系统的长度、直径和墙厚；-支架的间距和布置；-振动、冲击和气候等外部环境因素。

8.水管支架的安装和维护在水管支架的安装和维护过程中，需要确保支架的稳定性和可靠性。

安装时应按照设计图纸和规范进行，并进行必要的检测，如强度试验和承载力试验等。

煤矿支架选型计算

已知：S=M=γ=K=Σh=M/(K-1)=α=°33A=n 0=n=P 0=S=解：kN已知：M max =M min =R 1=m R 2=解：mmH max =M max -S 1=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㎜。

2.2H min =M min -B=1.25H max =M max +0.2=S 1=k×M max ×R 1=0.04S 2=k×M max ×R 2=0.0640.8R 1为前柱到煤壁的距离，m。

R 2为后柱到煤壁的距离，m。

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，（°）。

2H min =M min -S 2-a=1.50.51.3861.96410P—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；P=A×9.8S γMcos α=Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度），m；273.20901397.96 1.991.251折算法33.58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2.1岩石碎胀系数，取450°30′″㎜（？）k=㎜（？）a=mB=m0.25250～350㎜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0㎜左右。

0.040.064壁的距离，m。

P—支架最大工作阻力，kN/根；n 0—单体支柱支护密度，根/㎡；P 0—单体支柱平均最大工作阻力，kN/根；如能将初撑力提高到工作阻力的60％～70％，则较为理想。

n—液压支架柱数，根；S—液压支架的支护面积，㎡。

P=(n 0P 0S)/n=500等稳定、中等坚固的岩石为界，低者取6～8，高者取9～11倍。

采煤工作面液压支架的选型

液压支架的选型一、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、支护强度和顶板治理方法.1、顶板分类〔级〕直接顶分为四类,见〔I〕.老顶分为四级,见〔I〕.2、架型与支护强度初选正确选择支架的架型,对于提升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,〔I〕表9-1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、下滑等现象.当煤层倾角大于100~150时,应设防滑和调架装置,当倾角超过180时,应同时具有防滑防倒装置.⑶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, 根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时间分别在5~8m2和20 min以下时,暂不宜采用液压支架.二、主要参数计算和支架型号确实定1、支护强度〔工作阻力〕支架的结构尺寸确定之后,与支架重量和本钱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；过小那么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.下面介绍两个经验公式：H q ：⑴ q _ ------------------- ---- -(K -1)cos：式中：q ------ 液压支架的支护强度,〔T/m2〕；H ------ 7i^[Wj,〔m〕；V------顶板岩石容量,一般取2.3T /m3；K------顶板岩石破碎膨胀系数,一般取 1.2〜1.5;a——工作面倾角,〔度〕；P ------附加阻力系数,二排立柱支架P取1.6,单排立柱支架P取1.2;q'------顶板周期来压动载系数.q = ＞叫机叱压, q'值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q'取q非周期来压时矿压值1.1;周期来压明显顶板：q'取1.3;周期来压强烈顶板：q'取1.5〜1.7.(2) q = KH 10',Mpa式中：K 一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,否那么取上限；H 米tWj, m;了一顶板岩石密度,一般取 2.3x 103kg/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 一支架的支护面积,m2.可按下式计算F =(L C)(B K1) =(L C)-A,m2式中L一支架顶梁长度,m；C—梁端距, m；B一支架顶梁宽度,m；K1一架间距,m；A一支架中央距,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,称为支架的支撑效率 n o 所以支架立柱的总工作阻力 p 总为支撑式支架的*1=100%,支掩护式和支撑掩护式支架取刈=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.液压支架的初撑力,对支架维护顶板的性能方面,要比工作阻力〔支护强度〕起着更加显著的作用.有足够初撑力的支架,一开始就能和顶板压力取得平衡, 可最大限度地减小顶板下沉；初撑力偏低,要等顶板下沉时才能增阻, 会增大顶板的下沉量；初撑力过大,会使顶板反复受拉导致直接顶内选取为宜.在确定出撑力时,可按以下原那么考虑：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,为了预防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%.3、移架阻力及推溜力移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关,通常根据煤层的厚度来考虑,即采高愈大,移架阻力愈大.一般薄煤层支架的移架力为 100〜150 kN ; 中厚煤层支架为150〜300 kN ;厚煤层支架为 300〜400 kN .推溜力一般为100〜150 kN .4、支架高度支架高度一般系指支架的最大和最小结构高度, 它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度.最小高度过大,可能会出现压架现象；最大支撑高度过小,可能会造成丢煤浪费资源,或支架顶空现象.支架的最大和最小支撑高度,应根据煤层厚度的变化合理选择, 片面地认为调高范围越大越好,过大地加大调高范围将增加设备重量及制造本钱. 支架高度可由下式计算：H min ——支架最小结构高度,〔m 〕； h 大 -- 煤层最大米［Wj, 〔 m 〕； h小 -- 煤层最小米tWj,〔 m 〕；蠕动,造成直接顶早剥离,使顶板治理困难. 的.所以支架初撑力选择的合理与否,时非常重要目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下,中初撑力,已高达工作阻力〔支护强度〕的强度的比例关系,即=初撑力强度/支护强度, 多趋向于采用较高的初撑力.现在支架的设计90 %以上.根据有关资料介绍,初撑力与支护以顶板的的稳定性不同,一般在60〜85%区 H max =八大—S1+0.2S i ------支架前柱上方顶板下沉量,一般取 0.1m ； S 2------支架后柱上方顶板下沉量,一般取 0.2m; a ------支架前移时可缩余量,一般取不小于 0.05m ;C ------支架与顶底板间的浮煤,破肝厚度一般取0.1m .根据一些生产的实际经验,为预防伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因素,最大结构高度 H max,要在计算的根底上,再考虑增加 0.1〜0.3m 的富裕量.确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度.支架的伸缩比K s 值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应水平,其值越大,说明支架适应煤层厚度变化的水平超强.采用单伸缩立柱, K s 值一般为1.6左右.假设进一步提升伸缩比,需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱,其K s 值一般为2.5左右.薄煤层支架可达 3.5、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, 支护和滞后支护两种方式.根据选定的架型和支护方式, 以供确定支架型号作参考.⑴直接撑定掩护式支架,如图 4-1所示.b] - y d l -0.3 tg ： -c式中：△ —— 铲煤板铲尖到煤臂的距离, 取100〜200mm 〔具体大小也可计算〕；y =F+G+J+V式中：F------铲煤板宽度,一般取 150〜240mm ；G------中部槽宽〔查特征表〕；J------导向槽宽度,无链牵引时尚有齿轨局部宽度； 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；滞后移架时可取零； e------人行道宽度,不小于 0.6m,高度不小于采高的H ----- 采高,〔m 〕；«——立柱倾角；C ——梁端距,取 250〜350mm ...1 , b 2 b 12顶梁全长：l -b 1 b 2 ⑵支撑掩护式,如图 4-2所示.〞K SH max Hmin还与支架方式有关.支护方式有超前来估算所需支架的顶梁长度〔范围〕,1^1 1-2b i :△y d a - H tg ： - c式中：." y, d, H , , c同前；a------由结构而定,考虑支架稳定性和减少底座前端的比压.a > 300mm;b2------通常4 =0.9〜1.2m,在中厚煤层中可设置为人行道;b3 ——由结构而定,一般情况为300〜500 mm.顶梁全长：1 =匕b2 b3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央距为 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.底座的宽度支架底座宽度一般为 1.1〜1.2m.为提升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.6、确定支架型号根据以上所确定的架型和计算的参数,查附录 5 〔或〔I〕表8-4〕支架技术特征表选择支架.注：⑴采高到达 2.5〜2.8m以上时,需要选择带有护帮装置的液压支架.⑵要考虑是否需设防倒防滑装置.我国?缓倾斜煤层工作面顶板分类方案?中规定：煤层倾角大于10.,支撑式支架应带有防滑装置；煤层倾角大于15.,掩护式和支撑掩式支架应带有防滑装置；煤层倾角大于18.,各类支架都应带有防倒装置；⑶考虑到支架对底板的最大比压,预防支架底座会被压如底板.三、性能验算1、底板比压顶板压力是通过顶梁、支柱传到底板的,如底板的抗压如强度小于支架所要求的抗压强度,那么支架底座会被压如底板. 因此,合理的选择支架对底板的最大比压〔支架技术特征表中可查〕,是支架选型中一个很重要的指标,特别对于底板松软的工作面更为重要,必要时应进行测定和计算.计算公式如下：q >qmK ' K2式中：q 实测底板的最小抗压入强度, [kg/cm2〕；K i .------底板载荷集中系数,一般取 3; K 2------洒水影响系数,一般取 1.2〜1.6;2q m ------支架对底板的最大比压,［kg/cm 〕.可由支架特征表查得,假设查不到也可计算. q m 的计算：⑴平均接触比压 qp ：假设正压力正好通过底座的形心,且底座为刚性,那么接触比压在整个接触面积上是均匀分布的.它的平均接触比压为：P Ab L式中：P A ------支架工作阻力;b ------底座与底板的接触宽度； L ------底座与底板的接触长度；⑵最大接触比压qm ：实际上,支架底座对底板的正压力并不通过底座的形心. 如图4-3所示底座正压力作用点的位置.底座正压力作用点的位置可按下述公式求出：L i = L —〔 L o + S 〕 +H tg 中式中：L i ------正压力作用点到底座前端的距离；L ------底座与底板的接触长度； S ------ P A 的作用点到O 点水平距离；L o ------底座后端到O 点的水平距离；H ■------支护高度；中 --- 顶梁与顶板的摩擦角 f =tan 中f =0.1 〜0.3.正压力作用点位于接触长度前半段时：-1 ................................................................当L1w —1时：接触比压分布图形为三角形,如图34-4a 所示.最大接触比压数值为:q m =2 P A3 b L 1>2q p,11 ,一… .................... ..当1 ■ L < L1 < 1 -L 时：接触比压分布图形为梯形,如图3 24-4b 所示,最大接触比压数q p< q m <2q p正压力作用点位于接触长度后半段时：最大接触比压位于底座后端与底板的接触点处. 接触比压分布图形与前面所述相似,如图4-4c 和d 所示.q m ,的计算类同上述情况,只要将式中 L i 用L 2代替即可.假设 L i ( L 2)确定不下来,可按 q m =2q p 来验算.我国煤田一般顶底板单轴抗压强度试验数据岩石类别抗压强度(kg/cm 2)砂岩类细砂岩中粒砂岩粗砂岩粉砂岩1060〜1460875〜1360 580〜1260 370〜560 砾岩类沙砾岩 *710〜1240 820〜960 页岩类砂质页岩 * 400〜920 190〜400 灰岩石灰岩540〜16102、工作阻力〔支护强度〕和初撑力的验算对于掩护式和支撑一掩护式支架、立柱, 多为倾斜布置.因此,工作阻力和初撑力随支架的工作高度的不同而不同.高度大,支撑力大,支架的技术特征大多给出的是最大值〔在最大高度下〕.值为:q m 二 4L -6L 16 L 2P A为此,对于立柱倾角比拟大时,需验算该支架用于这个采高低的工作阻力和初撑力,即：所选定的支架在H采高时的支撑力〔支护强度〕?计算值.当然假设使用高度与支架本身的最大高度相差不多或立柱倾斜角较少时,可以不用计算. 3、顶板覆盖率RI支架顶梁对支护面积的覆盖率为R = -------- B1 --------- x 100%〔L C〕〔R K i〕式中：6 -------- 覆盖率；R——顶梁宽度,〔m〕；K i------支架间距,〔m〕；L------顶梁长度,〔m〕；C------梁端距,〔m〕；K1 :由侧护板的支架取0.1m,无侧护板的支架取0.1〜0.2m.6 :覆盖率应符合顶板性质的要求,一般不稳定顶板不小于85%95%中等稳定顶板不小于75%~85%;稳定顶板不小于60%~70%.四、支架布置台数L n = —A 式中：n------支架布置台数；L——工作面长度,〔m〕；A ——一台支架支护宽度,通常为 1.5m.。

支架选型计算

支护设备选型(1）工作面顶板管理方式及支架型式国内外长壁工作面生产经验表明，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备,因此必须把支架的可靠性放在首位,不但要稳定可靠，故障率低，而且使用寿命长。

近年来液压支架朝重型化发展，结构型式简单实用,支架工作阻力不断增大，一般为6000kN~8000kN ，最大达到10000kN 。

根据3号煤层顶、底板条件及工作面采煤设备配套的要求，设计本矿井回采工作面采用全部冒落法管理顶板。

并结合工作面最大采高3。

3m 和邻近矿井机械化开采的实践经验,初步确定选用ZY3300/11/23型掩护式液压支架。

1）支架支护强度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,主要以经验法或实测数据,来确定支架的支护强度.支架支护强度采用下列经验公式计算：βαγcos 1）（-'⋅⋅≥K q H q式中:q ——液压支架的支护强度,MPa ； H——采高，平均2。

2m ；γ——顶板岩石视密度，一般取2。

3t/m 3；K —-顶板岩石破碎膨胀系数,一般取1。

25～1。

5；α-—工作面倾角，（°)；β——附加阻力系数，二排柱支架取1.6,单排柱支架取1。

2；q '——顶板周期来压动载系数。

q '值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q '取1。

1;周期来压明显顶板:q '取1。

3；周期来压强烈顶板:q '取1。

5~1.7。

则：a q MP 31.02.16cos 13.13.13.22.2=⨯-⨯⨯≥）（2）支架工作阻力支架工作阻力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。

兴隆煤矿1802B工作面支架选型计算

定该煤矿工作面液压支架的型号为：ＺＦ７６ｏ０／１６／３２。关键词：兴隆煤矿；１８０２Ｂ工作面；支架选型
综合上述（１）和（２）的计算结果进行比较，并考虑一定的安全富ｉ兴隆煤矿１８０２Ｂ工作面地质条件顶板：直接顶为砂质泥岩，厚度为１．２ｍ，普氏硬度 Ⅲ。直接顶板裕系数和国内近期配套趋势，决定选用７６００工作阻力支架。多为深灰色泥岩，致密，滑面发育，含较多植物化石碎片。２．４支架型号根据上述分析，最后选择和确定工作面液压支架的型号为：底板：直接底为砂质泥岩，厚度为２．２ｍ，普氏硬度 Ⅲ ；老底为砂７６００／１６／３２。质泥岩，厚度为３．２ｍ，普氏硬度 Ⅳ；直接底板多为深灰色砂泥岩，具ＺＦ水平层理，砂泥结构，性脆夹硅质及大量的黄铁矿结核。３ＺＦ７６００／１６／３２型放顶煤液压支架技术参数确定３．１支架：四柱支撑掩护式低位放顶煤支架。支架型号：ＺＦ７０００／煤层情况：走向长为３０６米，倾斜长为６０米。煤层倾角２３度一２９度，平均倾角２５度。煤层厚度１．８－２．４米，平均２．２米。该面地质构１６／３２；支撑高度：１６００ — ３２００ａｒｍ；支架宽度：１４３０ — １６００ｍｍ；支架中心造简单，稳定。运输、材料巷道上宽３．４ｍ，下宽４．４ｍ，净高２．４ｍ。最大距：１５００ｍｍ；初撑力：６１８４ｋＮｆＰ＝３１．５ＭＰａ）；工作阻力：７６０ｏｋＮ（ｐ＝８．７ＭＰａ）；支护强度：１．０ — １．０２ＭＰａ；底板平均比压：２．５ — ２．７ＭＰａ；适应单件下井几何尺寸（长Ｘ宽Ｘ高）：小于５６００ｘ１５００ｘ１６００ａｒｍ。最大件３不可拆卸重量：小于１４吨。煤层倾角： ≤４Ｏ。（加防倒防滑装置）；泵站压力：３１．５ＭＰａ；操纵方式：２支架参数计算和选型本邻架控制。２．１架型选择３．２立柱、千斤顶的主要技术参数：低位放顶煤的支架主要有两种形式，一种是反四连杆放顶煤支３．２．１立柱：双伸缩立柱，４根。缸径（大缸，中缸）ｌ２５０／中１８０ｍｍ；架，另一种是正四连杆放顶煤支架。因为反四连杆放顶煤支架受其柱径ｆ中缸／活柱）：ｑｂ２３０／ｑｂ１６０ｍｍ；行程：１５５０ａｍ；初撑力（ｒＰ＝１．５ＭＰａ）：１５４６ｋＮ；工作阻力（Ｐ＝３８．７ＭＰａ）：１９００ｋＮ。结构限制，在大工作阻力的情况下四连杆机构的强度较难保证，且３不太适合高度范围变化大的支架。而正四连杆放顶煤支架能克服其３．２．２推移千斤顶：１根。缸径／杆径：ｄｐｌ６０／ｑｂｌＯ５ｍｍ；行程：缺点，并且在全国广泛使用，其效果十分理想，此种架型在国内有单７００ｍｍ；拉架力／推溜力（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）：６３３／３６０ｋＮ。３．２．３前梁千斤顶：２根。缸径／杆径：中１８０／ｑｂ１２０ａｒｍ；行程：面年产超过６００万吨的纪录。结合综放工作面的特点，选择正四连２００ｍｍ；推力／拉力：８０２／４４５ｋＮ；支撑阻力（Ｐ＝３８．７ＭＰａ）：９８５ｋＮ。杆低位放顶煤支架。２．２支架中心距３．２．４护帮千斤顶：２根。缸径／杆径：ｑｂ１００／￣７０ｍｍ；行程：３５ｍｍ；推力／拉力（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）：２４７／１２６ｋＮ。支架中心距的选择与工作面的长度、推进速度以及支架的重量４等因素有关，结合兴隆煤矿的实际条件，综合考虑到放顶煤工作面３．２．５尾梁千斤顶：２根。缸径／杆径：１８０／ｄｐ１２０ｍｍ；行程：受后部放煤的影响，推进速度较慢；而支架的重量较轻，有利于运输５４５ｍｍ；推力／拉力：８０２／４４５ｋＮ；支撑阻拦（Ｐ＝３８．７ＭＰａ）：９８５ｋＮ。安装等各项因素之后，取支架中心距为１．５ｍ。３．２．６插板千斤顶：２根。缸径，杆径：ｑｂ８０／ｑｂ６０ｍｍｉ行程｛５５０ｍｍ；２．３综放支架工作阻力确定推力／拉力（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）：１５８／６９ｋＮ。