放顶煤液压支架的创新与发展

放顶煤液压支架的创新与发展

当前我国煤炭行业主要采取综采的技术，使得在实际的施工过程中对放顶煤液压支架的需求增加，本篇文章对放顶煤液压支架以及技术进行简单的阐述，并深入分析了放顶煤液压支架的发展现状，从而提出放顶煤液压支架存在的问题，支出放顶煤液压支架的创新与发展，希望能够对以后放顶煤液压支架技术的使用提供一定的启发。

标签：放顶煤液压支架；创新；发展现状

1 关于放顶煤液压支架的简述

我国对于放顶煤液压支架的研究最开始是在20世纪80年代，经历了20多年的迅速发展，已经成为全世界放顶煤液压支架发展最迅猛、数量最多的国家。各种放顶煤液压支架的研制使得煤层开采工艺进入了一个新时代。放顶煤液压支架的发展与运用使得采煤机的机械化水平得到较大的提高。放顶煤液压支架由液压元件、金属构成，动力来自高压液体，实现支撑、切顶、移架和推送输送机等功能。放顶煤液压支架在支护能力、强度、安全性、可行性等方面都有较高的优势。

1.1 放顶煤液压支架的类型

放顶煤液压支架主要分为落煤窗式放顶煤液压支架和掩护尾梁插板式放顶煤液压支架这两种。前者分为掩护式和支撑掩护式两种结构，依据输送机的数量可分为单输送机和双输送机两类。后者则主要以支撑掩护式为主，其中又包括正四连杆式和反四连杆式这两种情况。

1.2 放顶煤液压支架出现的问题

虽然我国在放顶煤液压支架技术方面取得了不小的成就，但是与某些发达国家相比，还是有不少方面需要提高。首先是我国的产煤量和综采涉及的范围与技术之间不适应；其次是在放顶煤液压水平控制方面，还是具有一定的差距，尤其是材料、工艺、支架性能方面还是有待提升。

2 放顶煤液压支架的创新分析

伴随着放顶煤液压支架技术的不断发展和进步，低位放顶煤技术已经成为当前煤炭行业综放工作的重要内容，主要是以正四连杆与反四连杆、两柱掩护式、单摆杆方式等多种支架形式。在实际的应用中，放顶煤液压支架在综放工作中具有相当重要的意义和价值，具备极高的实用性。

2.1 正四连杆柱液压支架

正四连杆柱液压支架广泛地应用在综放的工作面中，并且具有很好的发展前景，优势相当明显。具体表现在，正四连杆柱液压支架具有很强的稳定性、操作性以及高产能力，而且在实际的运用中具有较高的人性化。但是正四连杆柱液压支架由于前后排立柱之间的受力是不平衡的，使得正四连杆柱液压支架的支护能力很难得到很好的发挥，这样的问题主要凸显在放煤环节。若出现拔后柱的现象，就会直接影响了工作面的顺利推进。

2.2 反四连杆液压支架

这类支架主要由我国自主研发而成的，和前面所提的正四连杆柱液压支架相比，反四连杆液压支架能够使前后排立柱之间的受力较为均衡，充分体现了良好的力学性能，从而使后部放煤的空间得到最大的扩展。另外反四连杆液压支架还能够很好地调整人行道的采高，使得人行道能够随着采高的改变而改变，但是若受到一定的阻力时，这种结构布置便具有较大的难度。所以反四连杆液压支架在综放工作中主要起着过渡的作用。

2.3 单摆杆液压支架

这类支架重要运用在中小煤矿当中，具有投入低、质量轻、操作便利等有点，在一定程度上能够提高煤矿开采的机械化。不过单摆杆液压支架对于软顶煤的控制能力较差，稳定性和强度也比较低，没办法提高空间。因此单摆杆液压支架在煤矿开采中属于轻型的支架。

2.4 两柱掩护式液压支架

两柱掩护式液压支架普遍采用的是电液控制，在推移千斤顶上，还装备有位移传感器，与此同时，采煤机上也装备有红外线传感装置，立柱缸的直径超过400毫米。

3 放顶煤液压支架的发展探析

伴随着科技的发展与进步，我国煤矿开采技术特别是综放设备这方面也获得了进步。我国地域广阔、地理条件优越、人口众多，不过煤矿开采的条件却较为复杂，使得综放技术的发展也变得多样化。

3.1 大采高液压支架

一般来说，非常厚的煤矿层厚度在14-20米之间，而大采高液压支架比较适合这种煤层，这比较适合采全高工作。大采高液压支架的支架高为5米，而且都有相应的配套措施，一次性能够采高到20米。采取大采高综放设备，具有几大优势。

一是能够增加支架工作的阻力，在运用过程中围岩横向与纵向所涉及的范围由于大采高液压支架采高而获得了扩大，能够在增加煤矿压力的前提下很好地处

理了5米大采高所遇到的阻力问题，通过增加大采高液压支架前端和后端的失稳来增强回转的能力，从而为大采高液压支架提供了强有力的保证。

二是增强了大采高液压支架的初撑力，提升了支撑顶板的主动性，从而使煤壁能够减少压力，确保了煤壁的完整，从而更好地抑制制片帮。在这个过程中，需要借助带压架来确保顶板的支护，从而保证顶板与顶梁之间能够充分接触到，在一定程度上减少了煤壁前支撑力。另外要注意将护帮板与煤壁紧密靠在一起，从而加大侧向的约束力，进一步减少煤壁偏帮的程度。若发生一些异常的现象，便能够很好地控制煤壁片帮。针对异常带来说，为了增强煤壁的稳固性，可以通过降低采高来完成，从而减少采煤机的截深，做好采煤机牵引，减少偏帮的程度。在环境允许的前提下，俯斜开采的方式是比较科学的。

三是大采高液压支架具有很强的稳定性，若采用5米的大采高液压支架，通常情况下为了增加大采高液压支架的初撑力，扩大中心距，可以采取四连杆的参数。这种方式还可以极大地缩短径向与周口之间的间隙，保证大采高液压支架能够更加稳固。

四是若采取通式与双前后连杆液压支架，那么便可以扩大支架的空间，使其稳定性进一步增强。

如图1所示，大采高液压支架具有十分优秀的综合新能，体现在质量小、采煤高度大、采煤阻力小等，但是大采高液压支架运输的难度比较大，所以需要对其进行优化和整体设计，在选择材料时以强度较高为主，并且借助先进技术来降低大采高液压支架的质量。

3.2 直线型与分体组合式液压支架

由于煤矿行业开采的不断深入，煤矿区内会有很多煤柱、小块段煤和边角煤等，这直接影响了工作面布置过程中的回收工作与综放工作。若使用较大的综放设备，那么就难以与边角煤相适应，无法保证工作效率。但是对于中小型的煤矿来说，狭窄的巷道使得大型综放设备难以经过，如图2所示，这时采用直线型与分体组合式液压支架便可以解决这个问题，主要有下面两个特点。一方面是直线型与分体组合式液压支架的顶梁与尾梁、底座与护帮板是分体的，借助铰接能够将顶梁与底座连接起来，从而防止因为顶板不平而出现的偏载现象。另一方面，直线型与分体组合式液压支架的适应性、稳定性都比较强。一条铅垂直线为直线型与分体组合式液压支架的轨迹，使得受力状态比较良好，不过在实际的生产活动中支架复杂性较高，存在着较大的随机性，顶板压力作用的位置、大小甚至是接触顶梁情况都会有相当的影响。

4 结束语

总的来说，在综放设备中液压支架具有相当重要的作用，特别是放顶煤液压支架的使用，使得工作面得到较好的控制与支撑，对煤矿安全作业空间起着重要的维护作用。