掩护式液压支架总体及推移千斤顶设计.doc

前言
综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志,是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤,研制和使用液压支架是十分关键的。我们60年代起支撑式液压支架,至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式支架,这些系列化一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。
至今,我国煤矿中使有的支架类型很多,按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头支架和中间液压支架。端头液压支架简称端头支架,专门安装在每个采煤工作面的两端。中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面上所的位置的支架。
目前使用的液压支架分为三类。即:支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看,由于架型的不同,它的支撑力分布和作用也不同;从顶板条件来看,由于直接类别和老顶级别的不同,支架所承受的载荷也不同,所以为了在使用中合理地选择架型,要对支架的支撑力承载力的关系进行分析,使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。
,老顶级别为二级,直接顶类别为一类的掩护式液压支架的设计。其架型特点支柱一排,每排2根。多呈倾斜布置,靠采空区一侧,装有掩护梁和四连杆机构。安的支撑力大,切顶性能好,防护性能好,结构稳定,这类支架适用于直接顶为不稳定。老顶有明显或强烈周期来压。***含量较大的中厚煤层中。
1 液压支架的概述
液压支架的用途
在采煤工作面的煤炭生产过程中,为了防止顶板冒落,维持一定的工作空间,保证工作人员安全和各项作业正常进行,必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体作为动力,由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备,它能实现支撑、切顶、移动和推移输送机等一套工序。实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组成综合机械化采煤设备,它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此,液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠,是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。
液压支架的工作原理
液压支架在工作过程中,必须具备升、降、推、移四个基本动作,这些动作时利用泵站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。
1) 升柱当需要支架上升支护顶板时,高压乳化液进入立柱的活塞腔,另一腔回液,推动活塞上升,使与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触顶板。
2) 降柱当需要降柱时,高压液进入立柱的活塞杆腔,另一腔回液,迫使活塞杆下降,于是顶梁脱离顶板。
3) 支架和输送机前移支架和输送机的前移,都是由底座上的推移千斤顶来完成的。当需要支架前移时,先将柱卸载,然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔,另一腔回液,以输送机为支点,缸体前移,把整个支架拉向煤壁;当需要推输送机时,支架支撑顶板后高压液进入推移千斤顶的活塞腔,另一腔回液,以支架为支点,使活塞杆伸出,把输送机推向煤壁。
支架的支撑力与时间的曲线,称为支架的工作特性曲线,如图1-1所示。
图1-1 支架的工作特性曲线
Fig 1-1 curve support the work of
t0—初撑阶段; t1—增阻阶段; t2—恒阻阶段;
p1—初撑力; p2—工作阻力
支架立柱工作时,其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段。支架在升柱时,高压液进入立柱下腔,立柱升起使顶梁接触顶板,立柱下腔压力增加,当增加到泵站工作压力时,泵站自动卸载,支架的液控单向阀关闭,立柱下腔压力达到初撑力,此阶段为初撑力阶段t0;支架初撑力后,随顶板下沉,立柱下腔压力增加,直至增加到支架的安全阀调正压力,立柱下腔压力达到工作阻力。此阶段为增阻阶段t1;随着顶板压力继续增加,使立柱下腔压力超过支架的安全阀压力调正值时,安全阀打开而溢流,立柱下缩,使顶板压力减少,立柱下腔压力降低,当低于安全阀压力调整值后,安全阀停止溢流,这样在安全阀调整压力的限止下,压力曲线随时间呈波浪形变化,此阶段为恒阻阶段t2。
液压支架架型的分类
根据支架与围岩相互作用和维护回采空间的方式,液压支架可分为:支撑式、掩护式和支撑掩护式支架三类。
支撑式
支撑式支架是利用立柱与顶梁直接支撑和控制采面顶板的。其顶梁较长,立柱较多,而且一般呈垂直布置靠支撑作用来维持一定的工作空间,而顶板。支撑式支架的架型有垛式支架和节式支架两种型式。支架的稳定性由支柱的复位装置来保证。因此底座坚固定,它靠支柱和顶梁的支撑作用控制工作面的顶板,维护工作空间。顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。
因此,这类支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能;但采空区防矸不严密,仅适用老顶来压强烈的和极强烈的、直接顶稳定和坚硬的顶板。
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