采煤机械之液压支架
煤矿液压支架常见故障及其维护策略
煤矿液压支架常见故障及其维护策略摘要:液压支架是煤矿井下综采的重要的支护设备，与采煤机、刮板输送机等协同作业，完成煤炭的开采。
在煤炭开采的过程中，需要对液压支架支护状态及位置进行实时调整，由于井下作业的环境复杂且空间较狭小，进行液压支架调整时的劳动强度大，作业效率低，对煤矿的综合开采效率造成影响。
针对液压支架在煤矿开采过程中的应用，进行电液自动化控制系统的设计，采用PLC及CAN数据总线实现对液压支架工作过程的自动化控制，实现液压支架的无人化调整，提高液压支架的调整效率，从而保障煤矿的开采效率。
关键词：煤矿；液压支架；故障及维护中图分类号：TD355文献标识码：A引言在煤矿机械化采煤设备中，液压支架是必不可少的关键设备之一。
在煤矿开采中，液压支架和铲运机、采煤机等设备相互配合，承担着支撑煤矿工作面的重要任务。
液压支架的运行情况不仅关系到煤炭生产效率和设备安全，更关系着人员安全。
随着社会经济和采煤机技术的发展，液压支架发展迅速，以电液控制系统为核心的液压支架控制系统已经取代了传统的液压支架控制方式，工作面支撑效率和安全性得到了极大的提升。
1存在的问题1.1 安装尺寸不精准煤矿井下液压支架油缸装置主要是借助液压油缸所产生的液压能。
因此，液压油缸的密封装置的各个零部件的安装尺寸要求相对较高，只有在其安装过程中，各个部件之间实现无缝衔接，达到完全密封的状态，才能够保障其液压油缸的正常工作。
零部件之间一旦产生缝隙，使其密封性下降，不仅会导致液压油缸所产生的液压能不足，同时还会由于液压流过大而引发油缸泄漏故障。
1.2 液压支架油缸常见故障油缸是液压支架的主要部件，其安装、材料、工作环境和维护状态直接关系到液压支架的安全。
油缸的常见故障有：1）安装尺寸不准确。
液压支架密封装置安装时，通常不能保证其尺寸，因此会影响油缸的密封性，影响采矿。
2）材料选择不合理。
如果选材不合格，则无法保证煤矿人员的生命安全。
良好的材料可以有效地保证煤矿开采的安全稳定。
煤矿综采工作面中的设备简介
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电动机—固定减速箱—行星齿轮— 滚筒 这种方式在滚筒内装了行星齿轮传动后，简化了传 动系统，但筒壳尺寸加大，适合于中厚煤层采煤机。
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这种方式取消了摇臂，靠电动机、减速箱和滚筒组成 的截割部来调高，使齿轮数大大减少，即可的强度、刚 度增大，并可获得较大的调高范围，还可使机身长度大 大缩短，有利于采煤机开缺口. 等工作。
材料有良好的适应性；有一定的润滑性能；对人体皮
肤无刺激性等。
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乳化泵站及供液系统
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二 采煤机
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(一)采煤机的组成及作用
1、牵引机构： 牵引机构是采煤机的重要组成部分，担负着
移动采煤机并进行调整与保护的任务。是牵引动 力的输出装置，它牵引采煤机沿工作面方向穿梭 工作。
A、有链牵引机构 （1)牵引机构的类型：
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3 电气部
由电动机和电气控制箱组成
4、辅助装置
底托架是支撑采煤机整个机体的一个整体。采煤机的 电动机、截割部和牵引部在底托架上成为一个整体，并 且用螺栓固定在底托架上，通过底托架上的四个滑靴骑 在工作面输送机上。底托架与输送机之间具有足够的过 煤空间。
冷却喷雾装置中喷雾主要作用是降尘、湿润、冷却 截齿、扑灭滚筒截割时可能产生的火花、稀释有害气体 的浓度等。冷却系统用于冷却电动机、截割部、液压牵 引部。
1）截割部常见的传动方式
a、电动机—固定减速箱—摇臂（不含行星齿轮）—滚 筒 b、电动机—固定减速箱—摇臂—行星齿轮传动—滚筒 c、电动机—减速器—滚筒 d、电动机—摇臂—行星齿.轮—传动滚筒
这种方式传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，
支撑可靠，强度和刚度好，但摇臂下降位置受输送机
限制，卧底量小。
液压支架的作用原
• 2）承载 • 支架初撑后，进入承载阶段。随着顶板的缓慢下沉， 顶板对支架的压力不断增加，立柱下腔被封闭的液体压力 随之迅速上升，液压支架受到弹性压缩，并由于立柱缸壁 的弹性变形而使缸径产生弹性扩张，这一过程就是支架的 增阻过程。当下腔液体的压力超过安全阀5的动作压力时， 高压液体经安全阀泄出，立柱微微下缩，顶板对支架的压 力降低直至立柱下腔的液体压力小于安全阀的动作压力时， 安全阀关闭，停止泄液，从而使立柱工作阻力保持恒定， 这就是恒阻过程。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻 力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。支架的工作阻 力为 • pg=πD2p2ncosα×103/4 • 式中p2----支架安全阀的调定压力，MPa。
• 3）卸载 • 当操纵阀8处于降架位置时，高压液体进入立柱的上腔， 同时打开液控单向阀6，立柱下腔排液，于是立柱（支架） 卸载下降。 • 由以上分析可以看出，支架工作时的支撑力变化可分 为3个阶段，如图9—7所示，即开始升柱至单向阀关闭时 的初撑增阻阶t0，初撑后至安全阀开启前的增阻阶段t1，以 及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段t2,这就是液压支架的 阻力时间特性。它表明液压支架在低于额定工作阻力时， 具有恒阻性；为使支架恒定在此最大支撑力，又具有可缩 性，支架在保持恒定工作阻力的条件下，能随顶板下沉而 下缩。增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能， 恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现，因此安全阀、液控 单向阀和立柱是保证支架性能的3个重要元件。
液压支架的作用原理
贾发亮
• 一 液压支架的作用 • 液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠 而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区， 防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采 煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械 化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾， 进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻 煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的 生命安全。
综采液压支架 简介课件
综采液压支架在综采工作面中起到支护作用，防止工作面坍塌，确保采煤作业 安全；同时，它还可以控制工作面的形状和尺寸，保证采煤机的正常作业。
结构与组成
结构
综采液压支架主要由底座、立柱、顶梁 、掩护梁、前后连杆、推移装置等组成 。
VS
组成
底座是支架的基础，用于支撑整个支架； 立柱是支架的支撑机构，用于支撑顶梁； 顶梁是支架的顶部构件，用于支撑和固定 采煤机；掩护梁和前后连杆是支架的稳定 机构，用于保持支架的稳定性和整体性； 推移装置是支架的移动机构，用于实现支 架的前后移动。
随着科技的不断进步，综采液压支架的技术水平也在不断提高，更 加高效、安全、智能。
应用范围拓展
除了煤炭开采，综采液压支架也逐渐应用于其他矿产资源的开采， 如金属矿、非金属矿等。
技术瓶颈与突破方向
材料强度与轻量化
01
目前综采液压支架的材料强度和轻量化还存在一定的技术瓶颈
，需要进一步研究和突破。
智能化与远程控制
结构件损坏
如支架立柱弯曲、底座变形等。排除方法包括更 换损坏部件、进行校正等。
电气系统故障
如按钮失灵、指示灯不亮等。排除方法包括更换 电气元件、检查线路等。
05
综采液压支架的发展趋势与
挑战
市场需求与发展趋势
市场不断扩大
随着煤炭等矿产资源的需求不断增长，综采液压支架的市场需求 也在不断扩大。
技术水平提高
工作原理及特点
工作原理
综采液压支架的工作原理是利用液压能实现对工作面的支撑 和控制。液压能通过液压泵转化为机械能，推动立柱升降和 推移装置移动，实现支架的支撑、移动和调整。
工作特点
综采液压支架具有自动化、智能化、高效化的特点，可以实 现对工作面的快速支撑和稳定控制，提高采煤效率和质量； 同时，它还可以适应不同的地质条件和采煤要求，实现灵活 作业。
液压支架概述
液压支架安装综述运煤，支护和采空区处理等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使采煤技术进入一个新的阶段。
液压支架是综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
近年来，我国液压支架的研制工作发展很快，从基本上依靠进口，发展到自行设计、自行制造，而品种繁多、功能齐全、质量可靠。
北京展会场景介绍说明配上参展产品图片和解说性文字。
•“三机”配套•综采工作面的“采、运、支”等重点设备配套。
基本配置包括：采煤机；前、后运输机；基本架、排头、排尾、过渡及端头支架。
综采面设备布置1——采煤机2——刮板输送机3——液压支架4——下端头支架5——上端头支架6——转载机7——可伸缩带式输送机8——配电箱9——移动变电站10——设备列车11——乳化液泵站12——喷雾泵站13——液压安全绞车14——集中控制台三、液压支架产品介绍3.1 液压支架简介液压支架是一种采煤工作面支护设备，其作用是支撑和维护采煤工作面控顶区顶板，为采煤创造安全作业空间的设备。
工作面按开采方式不同支护设备分单体支架、液压支架和特种支架。
单体支架是由单体支柱与顶梁组成的支护设备。
单体支柱为支撑于顶板或顶梁和底板之间的单根杆状构件。
液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动，既能支撑又能维护顶板的支护设备，为采煤工作面综合机械化的主要设备。
特种支架按结构、功能等因素分为工作面锚杆支架、刚性或柔性掩护支架和气囊支架。
我公司的主导产品是液压支架，是应用于综合机械化采煤工作面的基本设备。
液压支架性能特点：纵横向稳定性好防护性能强移架速度快对顶板适应性强。
主要用途和适用范围：它是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，是综合机械化采煤不可缺少的配套设备。
煤矿用液压支架详细介绍-精选.
采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。
综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。
液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。
液压支架主要由以下几个基本部分组成：顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。
设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。
在支撑掩护式的设计过程中，前梁、主顶梁、掩护梁和立柱等结构件的设计是重点。
本论文介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，目的及要求，对掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。
目录中文摘要 .............................. 错误!未指定书签。
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第一章引言 .......................... 错误!未指定书签。
1.1前言........................... 错误!未指定书签。
1.2绪论........................... 错误!未指定书签。
1.2.1我国液压支架的发展 (2)1.2.2 液压支架的发展动向 (2)1.液压支架的组成与分类………………………………………………………第二章支架设计 ....................... 错误!未指定书签。
2.1 工况分析 ...................... 错误!未指定书签。
2.2 液压支架工作原理 (4)2.2.1 支架升降 (4)2.2.2 支架移动和推移输送机 (6)2..支架结构的选择 (6)2.3.1 顶梁的选取 (7)2.3.2 侧护板的选取 (7)2.3.3 底座的选取…………………………………………………………… ..72.3.4 推移装置的选取 (7)2.3.5 护邦装置的选取 (8)2.3.6 防倒滑装置的选取 (8)2.3.7 液压支架的主要液压元件和泵站 (8)2.3.7.1 立柱 (8)2.3.7.2 液控单向阀 (9)2.3.7.3 安全阀 (9)2.3.7.4 操纵阀 (10)2.3.7.5 泵站 (10)2.4 支架主要尺寸的确定 (11)2.4.1 已知参数 (11)2.4.2 支架高度的确定 (11)2.4.3 中心距和宽度的确定 (12)2.4.4 梁端距和顶梁长度的确定 (12)2.4.5 支架四连杆机构尺寸设计及计算 (12)2.4.6 底座长度的确定 (16)2.4.7 顶梁长度的确定 (16)2.4.8 立柱的技术参数确定 (18)2.4.8.1 立柱数的确定 (19)2.4.8.2 支撑方式 (19)2.4.8.3 立柱缸体内径 (19)2.4.8.4 立柱间距 (20)2.5 液压支架的受理分析和计算 (21)2.5.1 顶梁的受力分析 (21)2.5.2 掩护梁的受力分析 (22)2.5.3 底座受理分析 (25)2.6 液压支架主要部件的强度校核 (26)2.6.1 顶梁强度校核 (26)2.6.2 掩护梁强度校核 (32)2.6.3 底座强度校核 (35)2.6.4 立柱强度校核 (38)2.7 液压系统设计 (42)第三章结束语 (44)第四章参考资料 (46)20世纪50年代前，在国内外煤矿生产中，基本上采用木支柱、木顶梁或金属摩擦支柱铰接顶梁来支护顶板。
综采工作面液压支架常见故障及预防措施
综采工作面液压支架常见故障及预防措施发布时间：2023-02-02T07:19:29.462Z 来源：《科技新时代》2022年18期作者：李正强[导读] 液压支架是综采工作面重要机械设备之一，综采工作面液压支架主要由液压元件及结构件组成，李正强陕煤集团神南产业发展有限公司陕西省榆林市摘要：液压支架是综采工作面重要机械设备之一，综采工作面液压支架主要由液压元件及结构件组成，主要利用液压系统、阀类以及支撑件联合控制作用实现对工作面顶板的支护，同时隔离采空区内矸石向工作面内涌入，从而保证工作面安全回采。
但是在实际回采过程中，由于受地质条件、支架检修水平以及操作维护等限制，液压支架经常出现故障，造成支架部分功能失效，如千斤顶无法升降、推移杆不动作、卸压以及漏液等，不仅增加了液压支架故障率，降低了支架使用寿命，而且威胁着工作面安全回采。
关键词：综采工作面；液压支架；故障分析；预防措施中途分类号：TD353 文献标识码：A 引言液压支架作为煤矿开采工作的主要设备之一，其一直工作在采煤工作的最前沿，对于保障安全生产及高效采煤工作至关重要。
由于工作环境恶劣，液压支架工作的可靠性受到较严重的挑战，尤其是实施自动化控制的液压支架，由于其电液控制系统结构复杂，涵盖了液压、电气、监控、通信等技术，液压、电气等元件数量众多，故障率也随之升高，而且这些元件较难进行快速排查及定位，故障处置起来难度较大，容易导致液压支架电控系统不同程度的失效，影响液压支架功能发挥，对安全生产不利。
1 液压支架控制系统常见故障随着煤矿智能化、信息化技术的不断进步，煤矿井下综采工作面“三机”设备的自动化程度不断提升，朝着高效率、高可靠性和高实时性方向快速发展。
液压支架作为煤矿井下综采工作面唯一支撑设备，在承担支撑采煤空顶区任务的同时还承担着推溜、采煤机定位的作用。
因此，液压支架可靠、稳定运行直接关系到综采工作面的生产效率。
综采工作面液压支架在实际运行中，液压支架的控制系统经常出现以下故障：1）液压支架不稳定，即液压支架在运行过程中发生倾斜、打滑、反转等故障。
煤矿综采液压支架的故障分析与改进措施
改进 措施是：①检 查压力表 的数值是否符合规 定，如果 未达到
规定应力值 则需要调整压 力或检验乳化液泵 ；②检查与推移油缸相 连的高压胶 管，看它是否损坏 ，如果有损坏则需要更换 ；③检测推 移油缸是 否存在损坏或泄漏， 如果存在则需要修补或更换推移油缸 。 ２ ． ３ 底 座 故 障 液压支架的底座直接与底板 接触 ，它是支架 的主要承载和受力 部位，也是液压 支架整体 结构 中受力最集 中、最复杂 的部位 。依据 煤层底板 的起伏程度和抗压强度， 底座的结构形式分为 刚性整体式 、 刚性分体式和分体式三种 。下 图显示 了液压支架底座 的三种工况加 载方式。因为底 座在 工作 过程 中主要收到扭转力 的作用 ，而且受力 情况复杂，容易产 生裂纹和发生裂纹扩展 。所 以，底座的故障通常 为主筋断裂和球 窝碎裂两种。 改进 措施：减 小底座 的受力情况 ，特别是减小扭转力的大小和 幅度，同时耍对底座进行定期检查和维护 。
液压支架的立柱故障主要体现在五个方面 ，故障分 析及排 除和
处理方法如下：
２ ． １ ． １乳化液外漏 故障主要原因是：①密封件 尺寸不合 适或者 已经损坏 ；②接头 焊缝中有裂纹；⑨沟槽存在缺陷 。 改进措施是：①更换尺寸不合适或者 已损坏 的密封件 ；②修补
接头处的焊缝；③ 处理沟槽 中的缺陷 。
２ ． １ ． ２ 立柱不能升架或升速慢 故障主要原因是：①泵压较低，流量较小；②操纵 阀窜液或者 漏液：③截止阀没有打开或打开得 不够 ：④立柱 内窜或外漏 ；⑤过 滤器被堵塞。 改进措施是：①检查泵压是否达到要 求，有 需要便 调整泵压 ， 同时检查与调节液源和管路的流量大小；②检查操纵 阀是否漏液或 窜液，如果有则需要更换片阀或操 纵阀组 ；③打开截止 阀，并打开
液压支架讲解
液压支架产品讲解综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。
液压支架是综合机械化采煤的关键设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备，与电牵引采煤机、重型刮板运输机、桥式转载机、可伸缩皮带机相配套，可实现工作面的支护、采煤、装煤、运煤等工序的高度机械化。
对现代化矿井的煤炭安全生产起着关键作用，是煤矿高产高效安全生产的重要保证。
我公司于2004年9月开始研制第1台液压支架，到目前为止总共生产了4种型号近500于台液压支架。
并全部在国家安全生产北京矿山支护设备检测检验中心一次性通过检验，取得MA合格证。
液压支架是综采工作面的主要设备之一，它的适应性和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。
在液压支架制造标准中，严禁焊接成型后进行整形，以防止因整形而造成构件内部微缺陷，从而影响其支护质量，降低安全系数。
我们根据产品的结构及用途特点选择合理的焊接方法，编制了成型及下料、焊接工艺，制定了防变形措施。
从样机加工制作开始就对结构件、液压元部件制定了严格的质量检验方案，按照ISO9001质量体系要求慎重选择外购件分承包方，为液压支架的产品质量创造了良好的前提条件。
液压支架的型式按架型结构及围岩关系分：1）掩护式支架；2）支撑掩护式支架；3）支撑式支架按适用煤层倾角分：1）一般工作面支架；2）大倾角支架按适用采高分：1）薄煤层支架(<1.3m)；2）中厚煤层支架(1.31m~3.5m)；3）大采高支架(>3.5m)按适用采煤方法分：1）一次采全高支架；2）放顶煤支架；3）铺网支架；4）充填支架按在工作面中的位置分：1）工作面支架；2）过渡支架（排头支架）；3）端头支架按稳定机构分：1）四连杆机构支架；2）单铰点机构支架；3）反四连杆机构支架；4）单摆杆式支架；5）机械限位支架（橡胶限位、弹簧钢板限位、千斤顶限位）按组合方式分：1）单架式支架；2）组合式支架按控制方式分：1）本架控制支架；2）邻架控制支架；3）成组控制支架按控制原理分：1）液压直接控制支架；2）液压先导控制支架；3）电液控制支架液压支架的命名原煤炭工业部标准MT-154.5-87《煤矿用液压支架产品型号编制方修改序号补充特征代号液压支架最大高度(dm)液压支架最小高度(dm)液压支架工作阻力(KN)第二特征代号第一特征代号产品类型代号常见型式液压支架基本特点及适用范围掩护式液压支架1、基本特点1）单排立柱支撑。
液压支架的结构原理及常见故障
一、液压支架的工作原理及结构1、液压支架的工作原理：液压支架是以高压液压为动力，由若干液压元件（液压缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种采煤工作面支护设备，它能实现升架（支撑顶板）、降架（脱离顶板）、移架、推动刮板输送机前移以及顶板管理一整套工序，并能可靠地支撑顶板，有效地隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证了正常作业所需的空间。
液压支架与采煤机、工作面刮板输送机配套使用，实现了采煤综合机械化，解决了机械化采煤工作面顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步提高了采煤和运输设备的效能，减轻了煤矿工人的劳动强度，改善了安全生产条件。
2、液压支架的基本组成部分：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质等组成。
图—1液压支架的组成1—前立柱；2—后立柱；3—顶梁；4—掩护梁；5—前连杆；6—后连杆；7—底座；8—操作阀；9—推移千斤顶⑴承载结构件有：顶梁、掩护梁和底底座等。
顶梁是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件；掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件；底座是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。
⑵执行元件有：立柱和各种千斤顶。
立柱是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸，立柱是支架的主要动力执行元件，它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围；千斤顶是除立柱以外的各种油缸，它完成推移刮板输送机、移设支架和调整支架及完成各种保护动作等。
⑶控制和操纵元件有：操纵阀、截止阀及各种油缸的控制阀等。
操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀，它是支架的动作指挥元件。
根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同，操纵阀的结构也不一样。
液压支架上所用的控制阀较多，但油缸控制阀只有液控单向阀和安全阀。
⑷辅助装置：除上述三项构件以外的其它构件。
它包括推移装置、复位装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置和照明等。
煤矿液压支架的受力分析
煤矿液压支架的受力分析摘要：随着时代的发展，液压支架工作已经成为煤矿开采中的重要组成部分。
在有关设备的配合检测下，对液压结构设计和受力情况进行分析，就可以精确得到最适合于煤矿开采情况的液压支架结构参数。
并且在实际生产中，有关部门还可以进行煤矿开采工作的协调，通过对液压结构设计和受力分析的有关参数配合，在最大限度中降低煤矿液压的比例，并结合支架构造的受力情况进行分析，得到良好的比例数据。
关键词：煤矿液压支架；受力研究1煤矿液压支架的概念及认识在煤矿机械的开采中，煤矿液压支架是通过立柱、底座、顶梁等结构组合而成的整体，并经过钢板结构进行拼接。
在主体水平面的构造上具有较为平缓的倾斜度，在顶部结构中可以采用总体顶煤开采的形式来进行开采工作，适合倾斜度较小的煤矿开采工作中，有利于水平综合面的上煤矿开采。
我们大致能够从煤矿液压的总体结构发现，煤矿液压支架主要是煤矿总体结构的整体构造，在煤矿的开采中起着关键作用。
更加能够承担顶部煤矿结构的隔离，对原煤能起到很好的隔离效果，从整体上推动煤矿工作面的改造以及相关位置的传送，有利于配套设备机械能效的发挥。
在采煤机械效率的提升中，明显比计划中的煤矿开采有很大差距，对于煤矿和设备运输的传送来说会大幅度降低机械运输性能的调动，从根本上减少工作人员的工作量，能够在一定范围中实现智能自动化管理，为人们的生命安全做出必要保证。
2煤矿液压支架的结构上面已对煤矿液压支架的概念和认识做了阐述，下面对它的结构做一说明。
如果按其组成部分，即其结构为其概念的话，那么我们可以这样说：煤矿液压支架是一种以液压为动力，由液压缸和液压阀等液压元件和其他金属构件组成的一种支护设备。
如果按照概念意义来说，液压支架是由以下几个部分组成：承载构件、执行元件、控制、操纵元件和辅助装置。
下面笔者对每个组成部分做一一概述。
承载构件：顶梁、掩护梁等。
顶梁与顶板直接接触，承受顶板上作业面岩石的压力；掩护梁，阻挡冒落的岩石进入工作面，并承受其压力，从而承受顶板水平推力的部件；底座与底板接触，传递并承受顶板压力。
液压支架基础知识
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(四） 按控制系统和工作阻力分： 低端液压支架 高端液压支架或者说一次采全高液压支架 (五) 按支架的适用采高分： 薄煤层支架、中厚煤层支架、大采高支架
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三、液压支架型号表示方法
支架型号命名分3部分
1
2
3
产品类 型及特征 代号，用 大写汉语 拼音字母 表示。
(5)液压支架“修改序 号” :
（A）——第一次改型、（B）——第（八矿综采二队丁56-14190采面为例）
• ZY4000/12/25 • • 支架最大高度： 2.5m • 支架最小高度： 1.2m • 支架工作阻力：4000kN • 支 架 型 式： 掩护式 • 产品类型代号：液压支架
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液压支架
第二节
液压支架基础知识
主讲人：张靖媛
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教学目的：
通过本节课的学习,使学员了解并 掌握液压支架的概念、分类、支架型号 的表示方法以及液压支架的组成。
教学重点：
液压支架型号的表示方法
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一、概述
液压支架是以高压液体为动力，由若 干液压元件与金属构件按一定连接方式， 组成的一种采煤工作面支护设备。
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二、采煤工作面液压支架的分类：
（一）
按支护方式
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1、支撑式支架
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2、掩护式支架
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3、支撑掩护式支架
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(二) 按支架的特种功能分： 放顶煤支架、铺网支架、充填支架 (三) 按支架的控制方式分： 手动控制、自动控制
煤矿综合机械化采煤成套设备的液压支架研究设计毕业设计(论文)
摘要本论文题目来源于煤矿综合机械化采煤成套设备的液压支架研究设计，主要任务是论述液压支架的主要设计过程。
本文在详述液压支架发展历史及国内发展现状的基础上，分析了液压支架的组成和工作原理，并对一下内容做了设计计算：液压支架的选型设计、主要参数的确定、主要零部件的设计及强度校核。
根据所要求的支撑条件，采用掩护式液压支架形式。
本支架针对较薄煤层赋存特点，结构紧凑，支撑效率高。
支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩小支架升降过程中的顶梁前端前后移动的距离。
立柱采用双伸缩液压缸，以满足支架最低及最高位置时的高度要求。
平衡千斤顶采用2个Φ125mm缸径千斤顶，增加了平衡千斤顶作用可靠性以及连接装置的可靠性。
底座采用中封式整体刚性底座，既可保证推移机构能顺利排出浮煤，又可提高支架整体刚度。
关键词：液压支架；四连杆；立柱；顶梁；底座AbstractThe task of the graduation design comes from coal mechanized coal mining equipment research and design of hydraulic support, the main task is to discuss the main hydraulic design process. This paper details the history and development of hydraulic support domestic development status, based on analysis of the composition and hydraulic works, and what content to do the design calculations: selection of hydraulic design to determine the main parameters of the main components The design and strength check.According to the support required by the conditions, using the cover of hydraulic support form.The support for the thin coal seam characteristics, compact structure, support and high efficiency. Support a four-link mechanism, to improve the support of the loading force, the process of narrowing down the top support beam before and after the move away from the front.Column by double telescopic hydraulic cylinder, to meet the minimum and maximum position bracket height requirements. Balanced by two Φ125mm bore jack jack, jack the role of increased reliability and balance the connecting device reliability. Base used in sealing the overall rigid base, organizations can ensure a smooth discharge floating over coal, but also improve the overall stiffness of scaffold.Keywords: hydraulic pressure support ; upright four-link mechanism ; prop; Top-beam ; foundation毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
液压支架的结构原理及常见故障
一、液压支架的工作原理及结构1、液压支架的工作原理：液压支架是以高压液压为动力，由若干液压元件（液压缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种采煤工作面支护设备，它能实现升架（支撑顶板）、降架（脱离顶板）、移架、推动刮板输送机前移以及顶板管理一整套工序，并能可靠地支撑顶板，有效地隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证了正常作业所需的空间。
液压支架与采煤机、工作面刮板输送机配套使用，实现了采煤综合机械化，解决了机械化采煤工作面顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步提高了采煤和运输设备的效能，减轻了煤矿工人的劳动强度，改善了安全生产条件。
2、液压支架的基本组成部分：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质等组成。
2 3图一1液压支架的组成1一前立柱；2一后立柱；3一顶梁；4一掩护梁；5一前连杆；6一后连杆；7一底座；8一操作阀；9一推移千斤顶⑴承载结构件有：顶梁、掩护梁和底底座等。
顶梁是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件；掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件；底座是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。
⑵执行元件有：立柱和各种千斤顶。
立柱是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸，立柱是支架的主要动力执行元件，它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围；千斤顶是除立柱以外的各种油缸，它完成推移刮板输送机、移设支架和调整支架及完成各种保护动作等。
⑶控制和操纵元件有：操纵阀、截止阀及各种油缸的控制阀等。
操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀，它是支架的动作指挥元件。
根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同，操纵阀的结构也不一样。
液压支架上所用的控制阀较多，但油缸控制阀只有液控单向阀和安全阀。
⑷辅助装置：除上述三项构件以外的其它构件。
它包括推移装置、复位装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置和照明等。
煤矿液压支架故障分析及应用
煤矿液压支架故障分析及应用煤矿液压支架是在煤矿井下用于支撑煤层和保护矿工安全的重要设备。
在使用过程中，液压支架可能会出现各种故障，影响其正常工作。
本文将对液压支架故障进行分析，并介绍其应用。
液压支架常见的故障有以下几种：1. 液压系统故障：液压泵、液压缸、液压阀等液压部件出现漏油、压力不稳等问题，造成液压系统失效。
2. 机械故障：支架的液压缸、伸缩杆、连接螺栓等机械部件出现损坏、松脱等问题，导致支架无法正常伸缩和固定。
3. 电气故障：液压支架的电气控制系统出现故障，如传感器故障、电缆连接松脱等，影响支架的控制和操作。
出现故障时，需要及时进行故障分析，并采取相应的维修措施。
对液压系统进行检查，排除压力不稳、漏油等问题，修复或更换故障部件。
对机械部件进行检修，确保液压缸、伸缩杆等机械部件正常工作。
对电气系统进行检查，修复或更换故障传感器、连接松脱等问题。
1. 支撑煤层：液压支架通过伸缩杆和液压缸的作用，支撑煤层，防止煤层塌方，保护矿工安全。
支架的承载能力和稳定性是煤矿安全的重要保障。
2. 防止支架漏煤：液压支架在支撑煤层的还可以使用喷洒水雾等方式，防止支架漏煤，减少煤尘污染。
3. 提高采煤效率：液压支架能够快速伸缩、移动和固定，提供便利的采煤条件，提高采煤效率。
支架的伸缩速度和稳定性对采煤效果有重要影响。
4. 减少人工劳动强度：传统的支架需要手动操作，劳动强度大。
而液压支架可以通过电气控制实现自动操作，减少矿工的劳动强度，提高工作效率。
煤矿液压支架的故障对煤矿生产和安全有重要影响，需要及时进行故障分析和维修。
液压支架的应用能够提高矿工的安全性、生产效率和工作质量。
煤矿液压支架的研发和改进，对煤矿行业的发展具有重要意义。
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第四节 支架参数确定
一、支架高度 首先确定支架适用煤层的平均截割高度，然后 确定支架高度
支架最大结构高度 H max M max S1
(3)控制元部件 包括液压系统操纵阀、单向阀、 安全阀等各类阀，以及管路、液压电控元件。主要 功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工 作特性
(4)辅助装置 如推移装置、护帮(或挑梁)装置、 伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、 喷雾装置…
一、顶梁 顶梁形式： 整体顶梁、铰接顶梁
1．整体顶梁 2．铰接顶梁 铰接顶梁的前段称为前梁，后段为主梁，简称顶梁
3. 推移千斤顶倒装
移架力：
FY
4
D2 pm
推溜力：
FT
4
(D2
d 2 ) pm
六、梁端距和顶梁长度 梁端距 ——移架后顶梁端部至煤壁的距离 梁端距是由于工作面顶板起伏不平造成输送机和采
煤机的倾斜，以及采煤机割煤时垂直分力使摇臂和滚 筒向支架倾斜，为避免割顶梁而留的安全距离
支架高度越大，梁端距应越大
支架伸缩比： ——支架的最大结构高度与最小结构高度之比
Ks Hmax / Hmin
二、支护强度和工作阻力
支护强度：
——支架有效工作阻力与支护面积之比 顶板所需支护强度取决于顶板等级和煤层厚度
制订不同顶板等级的支护强度标准，支护强度按规
定选用或按经验公式估算
1．岩石自重法
已知工作面上覆岩层裂隙带高度时，在工作面上覆
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
引入基本顶初次来压当量Pe，得到基本顶压力 显现级别
项目
分级 界限
Ⅰ级 (来压不
明显)
Pe≤895
基本顶压力显现等级
Ⅱ级 (来压 明显)
895＜ Pe≤975
Ⅲ级 (来压强
烈)
975＜ Pe≤1075
Ⅳ级
来压很强烈 来压极强烈
L LA LB xE L0 (C Cd )
采用及时支护方式时，Cd = 0； 采用滞后支护方式时，Cd =截深
第六节 支架结构选择
根据液压支架各部件功能和作用，组成：
(1)承载结构件 如顶梁、掩护梁、底座、连杆 等。主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷
(2)液压缸 包括立柱和千斤顶。主要功能是实 现支架的各种动作，产生液压动力
例 ZZ5600/17/35 支撑掩护式支架，支架工作阻力5600kN，支架 最小高度17dm，支架最大高度35dm
例 ZFZ4400/16/28ST 中位放顶煤支架，工作阻力4400kN，最小高度 16dm，最大高度28dm，四连杆机构，抬底座装置
第三节 采煤工作面顶板组成及其分类
一、采场围岩移动 采场围岩包括煤层上方的直接顶、基本顶和煤层下 方的直接底板 采场围岩的机械性质和运动特征对工作面支护设备 选型和支护参数选择至关重要
支护强度除按规定选用外，还可按经验公式估算
q 72.3h 4.5Lp 78.9Lc 10.24N 62.1
q——支护强度，kN / m2； Lp——基本顶周期来压步距，m； Lc——控顶距，Lc = L+C，m； L——支架顶梁长度，m； C——梁端距，m； N——直接顶充填系数，为直接顶厚度与采高的比值
直接顶稳定性分类指标
项目
1类(不稳定) 1a(极不稳定) 1b(较不稳定)
2类(中等 稳定)
3类(稳定)
4类(非常 稳定)
基本 指标
辅助 指标
lz＜4m
4m＜lz≤8m
8m＜ lz≤18m
18m＜ lz≤28m
28m＜ lz≤50m
2．基本顶矿压显现分级 基本顶指位于煤层直接顶之上，抗弯刚度较大，
(二)支架移动和推移输送机 支架和输送机的前移由底座上的推移千斤顶4完成 移架
推移输送机
二、液压支架分类
液压支架按架型结构及与围岩关系，分支撑式、 掩护式和支撑掩护式支架
按适用采高分薄煤层支架、中厚煤层支架、大 采高支架和特大采高支架四类
按适用采煤方法分一次采全高支架、放顶煤支 架、铺网支架和充填支架
按在工作面中的位置分基本支架、过渡支架、端 头支架和超前支架
按控制方式分液压手动控制支架和电液控制支架 用于年产500万t以上工作面或用户要求按高可靠 性设计的支架为A类支架，A类之外的其他支架及 放顶煤工作面支架为B类支架
液压支架型号组成
设计修改代号 补充特征代号 主参数 第二特征代号 第一特征代号 产品类型代号Z
一般取初撑力为(0.6～0.8)倍的工作阻力
液压支架的初撑力取决于泵站工作压力、立柱数
和立柱的缸径
（1）增加立柱数，即支架的立柱数越多，初撑力
越大，但增加立柱数会使支架尺寸变大，结构复杂
（2）加大立柱的缸径 （3）提高泵站工作压力
Pc
4
D2
pbn
五、移架力和推溜力 移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质 等有关
支架最小结构高度 Hmin M min S2
Mmax、Mmin为煤层最大、最小截割高度，mm； S1考虑伪顶冒落的最大厚度； S2考虑周期来压时的下沉量、移架时支架的下降 量和顶梁上、底板下的浮矸之和。
支架调高范围： ——支架的最大结构高度与最小结构高度之差 支架最大结构高度和最小结构高度取值应符合规定
1-煤层 2-直接顶 3-基本顶
1-煤层 2-直接顶 3-基本顶
Ⅰ-冒落带 Ⅱ-裂隙带 Ⅲ-弯曲下沉带
从开切眼向前推进，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，直接顶冒 落，形成冒落带Ⅰ
直接顶冒落，基本顶悬露。随工作面推进，基 本顶形成裂隙带Ⅱ。当达到极限垮落步距时发生 断裂和垮落→基本顶初次来压
综采工作面工序采煤、移架和推溜。工序不同组合，
形成3种支护方式 1)及时支护方式 割煤—移架—推溜，顶板暴露时间短 2)滞后支护方式 割煤—推溜—移架，顶板暴露时间长 3)复合支护方式 割煤—支架伸缩梁伸出—推溜—伸缩梁缩回—移架，
支护滞后时间短，增加反复支撑次数
顶梁长度受支架型式、配套采煤机截深(滚筒宽度)、 刮板输送机尺寸、配套关系及立柱缸径、通道要求、 底座长度、支护方式等因素制约
大采高（≥5m）、高工作阻力（≥9000kN）支架 一般采用1.75m中心距
特大采高（≥6.5m）液压支架中心距宜采用 2.05m(2.4m)
支架宽度： ——顶梁的最小和最大宽度 宽度的确定应考虑支架的运输、安装和调架要求 支架顶梁一般装有活动侧护板，侧护板行程170～200 mm 支架中心距1.75m时，最小宽度取1650～1680mm， 最大宽度取1850～1880mm
移架力一般为支架质量的2.5～3倍 支架推移速度应与采煤机移架速度相适应
液压支架推移千斤顶的控制方式
1. 推移千斤顶正装
移架力：
FY
4
d2
pm
推溜力：
FT
4
D2 pm
移架力<推溜力
2. 浮动活塞式推移千斤顶
移架力：
FY
4
(D2
d2)
pm
推溜力：
FT
4
d2
pm
浮动活塞式推移千斤顶的D、d关系为
D 2d
支架额定工作阻力为
R qF /
kN
F——支架的支护面积，m2
支撑效率η ——有效工作阻力与支架工作阻力之比值
支撑式支架支撑效率为100%； 掩护式支架和支撑掩护式支架顶梁与掩护梁铰接， 立柱斜撑，支撑效率小于1，初选支架时可取～80%
三、支架中心距和宽度 支架中心距等于工作面一节中部槽长度
液压支架中心距有1.25m、1.5m、1.75m、2.05m 和2.4m
第三章 液压支架
按照支护机械化程度分： 普通机械化采煤(简称普采)——单体支柱支护 综合机械化采煤(简称综采)——液压支架支护
第一节 单体支护设备
单体支护设备包括木支柱、金属摩擦支柱和液压 支柱
煤矿安全规程（2016版）：采煤工作面严禁使用 木支柱(极薄煤层除外)和金属摩擦支柱支护
液压支柱分单体液压支柱和放顶支柱
随工作面推进，基本顶周期垮落。在弯曲下沉 带Ⅲ，裂隙少，对支护设备载荷影响不大
二、顶底板稳定性特征及分类 1．直接顶稳定性划分 直接顶是工作面支架首要的支护对象。对直接顶的 稳定性评价，是支架结构和支护参数选择的首要依据
直接顶初次垮落步距是综合反映稳定性的指标 直接顶初次垮落步距lz与直接顶分层厚度、岩石单轴 抗压强度、裂隙密度密切相关
根据顶板条件和使用要求，顶梁可设置伸缩梁
伸缩梁一般是为实现超前支护而设置的，伸缩量 根据使用要求确定，一般为600～800mm
二、侧护板 侧护板装置组成：侧护板、弹簧筒、侧推千斤顶、 导向杆和连接销轴… 支架活动侧护板形式：直角式单侧活动侧护板、直 角式双侧可调活动侧护板和折页式单侧活动侧护板
直角式单侧活动侧护板一侧固定， 一侧活动。固定侧护板是梁的边筋 板，可增加梁体强度，减轻支架重 量
Ⅳa
Ⅳb
1075＜ Pe≤1145
Pe≥1145
长壁工作面的开采边界条件，如周围未采、一侧 采空、两侧采空等因素对围岩应力及基本顶断裂步 距有一定的影响，特别是当基本顶初次来压步距超 过工作面长度1/2时，影响显著——进行基本顶初次 来压步距等效值计算
3．采煤工作面底板分类 对综采工作面围岩控制有重要影响的是直接底板 对支架的抗压入特性
岩层内有较高的离层空间情况下，断裂岩层完全作用
在支架上
q Kh 105
MPa