薄煤层液压支架

A.薄煤层液压支架基本架型

1.国内外薄煤层液压支架的基本类型

薄煤层液压支架的架型有支撑式、掩护式、和支撑掩护式三大类。国内外薄煤层液压支架的架型和技术见下表。

2.薄煤层液压支架操作系统分类和选型

(1)操作系统的分类

操作系统可以分为一下三类：

第一类为手动邻架操作，可选用国内的元件和胶管，技术上成熟，质量上稳定可靠，价格也较低。但是管路系统复杂，过架胶管多，当支架有五个动作时，过架需设10根胶管，占用空间大，影响支架高度，妨碍行人；操纵阀尺寸大，所需操作力大。

第二类为液压先导操作，选用液压先导阀，采用多芯管制造，制造精度高，质量不易保证，造价高，使用维护难度大。

第三类为电液操作，可以实现工作面成组，单架程序控制，单架单动作按钮操作等形式。

程序控制系统具有技术上先进、占地空间小等优点。但电气系统复杂，又易受到地地质条件变化的干扰，造价也高。

按钮操作系统，在技术上先进，管路简化，占用空间小，电气系统简单，造价低，所需要操作力也小，但是自动化程序控制系统较低。

（2）操作系统的选用

根据技术条件、造价和我国国情，选用单用单动作按钮操作系统较好。当条件成熟时，可以逐步选用程序控制系统。

3.薄煤层支架的结构设计

由于空间的限制，所以对薄煤层支架的结构部件尺寸有一定的要求，即在满足强度要求的基础上，尽可能使结构尺寸减小，增加通道面积。

（1）顶梁结构

顶梁结构可以分为以下两种：

第一种为叠板式顶梁。在薄煤层综采工作面中，为保证采煤机身上方和支架顶梁间有一定的过机间隙，一般应大于200mm，为此把顶梁前端的箱形结构，改成3块钢板叠加焊接成叠板式，由于顶梁的载荷分布为前端小于后端，所以叠加时，顶梁上面第一块最长，以后两块依次向后缩一定距离，形成倒阶梯形。

第二块为弹性连接顶梁。为了适应顶板的起伏不平和改善顶梁的载荷分布，减少顶梁厚度，可采用前后梁中间用板弹簧连接。当顶梁前后端载荷较大时，顶梁可以在一定范围内向上，当顶梁中间载荷较大时，顶梁可以在一定范围内向下，从而可以适应顶梁载荷的变化。

当顶梁尺寸相同，立柱载荷不变时，刚性顶梁和弹性连接顶梁的受力分析如图7-1所示，

刚性顶梁在中部和在前后两端所收集中载荷时的最大弯矩均约为RL/2。

由于弹性连接顶梁在连接部位产生弹性变形，在弹性变形内，可以近视的看成如图7-2所示的前梁前后端和后梁前后端的集中载荷，此时前后顶梁的最大弯矩均约为RL/4。

通过以上受力分析得知，刚性顶梁的最大弯矩约等于弹性连接顶梁的两倍，从而在相同强度条件下，弹性连接顶梁可以减少结构尺寸。

（2）底座结构

底座结构可以分为以下三种：

第一种为整体式底座。由于整体式底座排矸能力小，一般很少采用。

第二种为分开式底座。在在薄煤层支架中，为尽可能减少底座高度，保证较大的排矸空间和对地板起伏变化的适应性。一般多采用分开式底座或设计成左右两根立柱和左右底座分别提起，提高对软地板的适应性能。

第三种为底座穿鞋和底座加靴板，在掩护式薄煤层液压支架中，为了减少底座前端的比压，有利移架和防止软地板下陷，可以采用在左右底座前端穿鞋，或左右底座前端分别铰接些靴板。

（3）前后连杆

一般前后连杆多采用分开式，由于薄煤层液压支架最低高度低，只有把后连杆做成分开式，才能使支架降到最低位置时，后连杆不与推移机构发生干涉。

（4）侧护板

在许多薄煤层工作面中，由于顶班较完整、漏矸问题并不严重，为简化支架结构，降低成本，一般采用两侧固定侧护板。在必要时，可设调架千斤顶，以增加防倒防滑性能。（5）推移杆

为了保证最小人行道，当支架处于最低工作位置时，人仍可在底座前方与输送机之间爬行，薄煤层支架推移装置的推移杆，做成偏宽槽形，一般选用厚40~50mm、宽300mm左右。（6）立柱

为了提高支架的伸缩比，一般薄煤层液压支架的立柱采用双伸缩，甚至有的采用三伸缩，实现了伸缩比达到3的要求。

（7）液压元件

为了安全，薄煤层液压支架必须采用邻架操作，各液压元件尽可能采用尺寸小、操作力小的小型化元件。

4薄煤层支架结构尺寸设计75o

（1）支架高度的确定

由于薄煤层的煤层厚度在0.7~1.3m之间，为适应采高，支架高度可设在0.5~1.5m之间，此时伸缩比系数正好为3，支架结构能满足要求。具体支架高度的确定，可根据煤层实际情况而定。

（2）四连杆机构尺寸设计中的几个问题

为防止冒落岩石砸坏掩护梁，可以减少后连杆与掩护梁的比值，从而可以减少后连杆与掩护梁铰点处至后连杆下铰点的距离，具体比值可根据具体要求来确定，或采用反四连杆机构。

为了提高调高范围，可以适当增加后连杆的摆角范围，即支架在最高位置时为75度~85度，支架在最低位置时可以小于25度。

（3）通道的确定

垛式液压支架和支撑掩护式液压支架为双通道，其人行道大，工作劳动条件好，掩护式液压支架或X形支撑掩护式液压支架为单通道。具体选择可根据煤层地质条件和瓦斯含量来选择，采高在其以上者可以选用单通道；采高小，瓦斯含量大者可选用双通道。

（4）支护方式的选择

薄煤层支架的人行道，必须保证在拉架的前后至少能通过一个爬坡，一般高为400mm、宽为600mm，为支架结构尺寸设计时进行验算。

在许多薄煤层工作面中，由于顶班较完整，为减少顶梁长度，一般采用先推溜后移架的工作方式；只有在破碎顶板条件下，选用及时支护方式。

B.ZY5000/085/17D型支架

（1）ZY5000/085/17D型支架结构如图所示

（2）ZY5000/085/17D型支架的主要技术参数如下：

高度 850-1700mm 宽度 1650-1850mm 中心距 1750mm 初撑力 3087-3787KN 工作阻力 3979-4345KN