液压支架培训教材[1]

长壁采煤工作面的构成
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三、采煤工作面断面图
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第一节 液压支架的组成
l 由四大部分组成： a、承载结构件 b、执行元件 c、控制元件 d、 辅助装置
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一、承载结构件
l 顶梁：直接与顶板接触，传递支撑力并起护顶作用。
l 底座：直接与地板接触，传递支撑力并用于支托立柱和
l 产品类型及特征代号——大写汉语拼音字母
l 主要参数代号
——阿拉伯数字
l 补充特征及修改序号——阿拉伯数字和汉语拼音字母
一、液压支架产品型号说明
l 1、产品类型代号——Z
l 2、第一特征代号，表示产品的支护功能、主要用途。
D－垛式
J－节式
Z－支撑掩护式
Y－掩护式 F－放顶煤 C－充填式
l 3、第二特征代号，表示产品的结构特征、使用场所等。
四、按支架的特种功能分：
l 1、放顶煤支架：用于放顶煤采煤工艺的专用液压支架。 l 2、铺网支架：具有沿顶（底）板铺设垫网功能的液压
支架。
l 3、充填支架：提供充填作业空间，用于充填法采煤工
作面的液压支架。
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l 五、按支架的控制方式分： l 1、手动控制：有本架控制、单向邻架控制、双向邻架
l 滞后支护：采煤机割煤后，液压支架按照推溜－降架－
移架－升架的次序动作，用于稳定、完整的顶板条件。
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第二章 液压支架的分类
l 一、按照支架与围岩的相互作用关系分： 1、 支撑式：立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。分
为垛式和节式两类； 2、 掩护式：以单排立柱为主要支撑部件并带有掩
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千 斤 顶 安 装 位 置
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掩护式、支撑掩护式
支撑掩护式
掩护式
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三、控制元件
l 两大类：压力控制阀和方向控制阀 l 压力控制阀：安全阀 l 方向控制阀：液控单向阀、操纵阀、电液控制阀、先导
控制阀 l 1、安全阀：限制液体压力的液压元件。
式中 P zz ——立柱的工作阻力，KN. Pa——安全阀调定压力，MPa.
D——立柱缸径，mm.
Pjz——支架工作阻力，MPa.
支架的工作阻力取决于安全阀的调定压力、立柱数目、 立柱缸径及立柱布置的倾斜程度。所以，安全阀调定压力 的准确性、动作可靠性，对支架的性能有着决定性的影响。
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l 5、“补充特征代号”是“第二特征代号”的补充
L－机械联网
C－插腿式或插板式
l 6、“修改序号”用带括号的大写英文字母依次表示，如 第一次改型用（A）表示，第二次改型用（B）表示。
l 7、所有汉语拼音字母一律采用大写字母，其中不得用“I” 和“O”两个字母，以免与“1”和“0”相混淆
l 8、型号中字体大小相仿，不得采用角标。
联接。 l 动作顺序：降架－移架－升架－推移刮板输送机。 l 推移步距：600mm、800mm、900mm。由相配套的采煤
机截深决定。 l 动作实现的两种方式：手动、电液控制自动。
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第三节 液压支架的支护方式
l 即时支护：采煤机过后，液压支架按照降架－移架－升
架－推溜的次序动作，及时支护新裸露的顶板，应用广泛；
l 防倒访滑装置：防止支架倾倒和支架移动时下滑装置的总称。
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第二节 液压支架的工作原理
l 两个基本动作：升降、推移。
l 利用乳化液泵站提供的高压乳化液体，通过立柱、推移千 斤顶来完成各种动作。
l 一、升降：指液压支架升起支撑顶板到下降脱离顶板整
个工作过程。分为四个工作阶段，分别是： 初撑阶段 增阻阶段 恒阻阶段 降架阶段
又称刚性底座，稳定性好、强度高，不易变形，与底 板的接触面积大，比压小。一般用于掩护式和支撑掩护式 支架。缺点是接底性较差。
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l 2、对分式底座 分为前后或者左右对分式结构，接底性好，有较大的
变形能力，又称半刚性底座。缺点是稳定性较差。 l 3、底靴式底座
整个底座分为四个底靴，每个底靴上支撑一个立柱， 立柱之间用弹簧钢板连接。这种底座结构轻巧，动作灵活， 对地板不平适应性强，但是刚度差，稳定性差接地面积小， 对底板比压大，易压入底板，所以只适用于底板坚硬且起 伏较大的工作面，多用于节式支架。
l
液压支架承载中达到工作阻力后能加以保持的性质叫
做支架的恒阻性；
l
液压支架因安全阀动作使立柱下腔液体少量溢出而下
降的性质称为支架的可缩性。
l
当工作面某些支架达到工作阻力而下降时，相邻的未
达到工作阻力的支架便成为顶板压力作用的突出对象，即
Байду номын сангаас
将压力分担到相邻的支架上，这种支架相互分担顶板压力
的性质叫做支架的让压性。
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支撑掩护式液压支架
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二、按支架的移动方式分：
l 1、整体自移式液压支架：一般均为整体结构，移架
和推溜公用一个推移千斤顶，能以刮板机为支点实现拉架， 以支架为支点实现推溜。
l 2、迈步移动式液压支架：有一定连接关系的主、副
架组成，移架与推溜是各自独立实现的。移架时主、副架 互为支点，交替迈步自移；推溜时以支架为支点，推移千 斤顶只与支架相连，另一端自由。
l
让压性可使支架受力均匀。
l 4、降架阶段
降架是指支架顶梁脱离顶板而不再承受顶板压力。需 移架时先降架。100～200mm左右；破碎顶板带压移架。
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5、液压支架的特性曲线
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二、推移
l 移支架、推刮板输送机，靠推移千斤顶的推拉完成。 l 一个推移千斤顶，两端分别和支架的底座和刮板输送机相
三、按支架在工作面的位置分：
l 1、基本支架：布置在工作面内，支护工作面顶板。 l 2、排头支架：又叫过渡支架，用于工作面两端刮板输
送机传动部分顶板的支护。两端各为2～5架。
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l 3、端头支架：用于支护端头处巷道顶板的支架。 l 4、超前支护支架：用于运输巷和回风巷支护的支架。
其他部件。
l 掩护梁：连接顶梁与底座（或连杆），承受支架水平力
和垮落顶板岩石压力，防止采空区冒落矸石进入支架的构
件。是掩护式和支撑掩护式的特征构件。 l 前、后连杆：掩护式和支撑掩护式的特征构件，与掩护
梁、底座铰接形成四连杆机构，即可承受顶板水平力，使 立柱无需复位装置，又可在支架升降时顶梁前端沿双纽线 移动，使梁端距变化较小，提高支架控制顶板的可靠性。
l 9、型号中不得用地区或单位名称作为“特征代号”。
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二、液压支架型号示例
l ZY10000/27/56D l ZFS4000/16/28C l ZY4000/17/35P
D ——电液控制 C ——插板式 P ——铺网支架
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第四章 液压支架结构
l 分为承载结构件、辅助装置、液压元件
等作用的装置。
l 梁端支护装置：割煤后梁端距扩大，用于及时支护顶板的装置，
如伸缩梁、前梁等。
l 挡矸装置：防止矸石从采空区涌入工作面的装置。 l 复位装置：保证支撑式支架立柱在垂直顶板的位置，使支架结构
稳定且具有抵抗水平分力的装置；
l 护帮装置：在支架前方顶住煤壁，防止煤壁片帮或在片帮时起到
遮蔽作用的装置。
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2020/11/25
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第一章 液压支架概述
• 用于长壁开采综采工作面； • 以液压为动力实现升降、前移等动作； • 作用：支撑和维护顶板，提供安全作业的支护； • 两大功能：支护、前移； • 重要性：重量和初期投资费用占整套综采设备的
60％～70％
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第一节 承载结构件
主要有顶梁、掩护梁、底座和前后连杆
一、 顶梁
是支架的直接承载部件，对防止顶板冒落具有重要意义。 要求有较高的刚度和强度外，还要对顶板有较高的覆盖率， 要尽可能适应顶板起伏不平的变化，具有较好的稳定性。 结构型式主要有以下几种：
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l 1、支撑式支架顶梁
刚性顶梁 铰接式顶梁 刚性主梁与铰接前梁的组合顶梁 刚性主梁与前伸梁的组合顶梁 l 2、掩护式支架顶梁 长顶梁与短顶梁 l 3、支撑掩护式支架顶梁
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二、执行元件
l 立柱：缸径系列：140、160、180、200、230、
250、280、320、360、380、400、420.
l 千斤顶：前梁千斤顶、推移千斤顶、侧推千斤顶、
平衡千斤顶、护帮千斤顶、伸缩千斤顶、防倒防 滑千斤顶、抬底千斤顶、调架千斤顶。
缸径系列：63、80、100、125、140、160、 180、200等。
3、恒阻阶段
安全阀动作后，立柱下腔少量液体经安全阀溢出， 压力随之减小，当低于安全阀的调定压力时，安全阀重新 关闭，停止溢流，支架恢复正常工作状态。
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l
恒阻阶段，支架对顶板产生的最大支撑力称为支架的
工作阻力
立柱的工作阻力 ：P zz ＝ πD2/4×Pa×10－3 支架的工作阻力：Pjz＝Pzz×n×η
护梁的液压支架。调高范围大，掩护性和稳定性较好。
3、支撑掩护式：具有顶梁和掩护梁，有两排（少
数有三排）立柱的液压支架。具有支撑力大，切顶性好， 工作空间宽敞的优点，用于直接顶中等稳定以上、周期来 压明显或强烈、瓦斯涌出量较大的煤层。
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垛式液压支架
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掩护式液压支架
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顶梁
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二、掩护梁
是掩护式和支撑掩护式支架的重要承载部件，作用是 防止采空区冒落矸石涌入工作面，并承受冒落矸石的压力。 也是钢板焊接结构件，上端与顶梁铰接，下端前、后连杆 铰接，前、后连杆和底座连接，形成四连杆机构。梁内焊 有固定侧护千斤顶和弹簧的套筒，梁上两侧挂有侧护板， 有的梁上焊有平衡千斤顶的连接耳座。
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P
b
2、增阻阶段
支架达到初撑力后，随着顶板的缓慢下沉，封闭在立 柱下腔的工作液体缓慢升高，立柱的推力即支架对顶板的 支撑力也随之增大，直到立柱下腔压力达到安全阀动作压 力为止，这一过程称为支架的增阻阶段；
立柱下腔的液体受压而使其体积减小，以及立柱缸体 的弹性膨胀，支架要下降一段距离，下降的距离称为支架 的弹性可缩值，下降的性质称为支架的弹性可缩性。
控制等。支架推进速度慢，不能保证支架的额定初撑力， 工人劳动强度高。
l 2、自动控制：分程序控制、先导式程序控制、遥控等。
支架推进速度提高3～5倍，保证支架的初撑力。明显改善 支架对顶板的支护效果，易于实现带压移架，降低工人劳 动强度，改善劳动条件，实现完全自动化综采工作面。
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第三章 液压支架型号表示方法
1、初撑阶段：立柱上升，达到初撑力。 立柱初撑力:Pzc=πD2/4×Pb×10－3 支架初撑力: Pjc＝Pzc×n×η
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式中 Pzc——立柱初撑力，KN；
D——立柱缸体内径，mm； Pb——泵站工作压力，MPa； n——每架支架的立柱数量； Pjc——支架初撑η力，KN； η——支护效率。 支护效率主要取决于立柱的倾斜程度，当立柱直立时， 支护效率为1。 支架的初撑力取决于泵站工作压力、立柱数目、立柱 缸径以及立柱布置的倾斜程度。
超过调定压力——开启 低于恢复压力——关闭 2、 液控单向阀：闭锁并控制释放立柱或千斤顶工作腔液 体，使其获得额定工作阻力的液压元件。 3、操纵阀：液压系统中使液压缸换向，实现各种动作。
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四、辅助装置
l 推移装置：用于推移支架和刮板输送机的装置。 l 侧护装置：布置在顶梁、掩护梁或连杆侧面，起挡矸和防倒调架
有折线型掩护梁和直线型掩护梁两种型式。
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掩护梁
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三、底座
是将支架承受的顶板压力传递到底板并稳固支架的 承载部件；满足一定的刚度和强度要求外，还要求对底板 起伏不平的适应性要强，对底板的接触比压要小，有足够 的空间为立柱、推移装置和其他辅助装置提供必要的安装 条件；要便于人员操作和行走；能起一定的挡矸作用及一 定的排矸能力；目前有以下三种结构型式： l 1、整体式底座
H－滑移顶梁 X－立柱“X”形布置 P－铺网
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Y－后立柱支在掩护梁上 S－双运输机或水砂充填
D－单运输机
F－风力充填
l 4、主参数代号依次表示液压支架的工作阻力、最小高度 和最大高度，均用阿拉伯数字表示，参数之间用“/”符号 隔开，工作阻力单位KN,高度单位dm，一般舍去小数。