液壓支架選型原則

液壓支架選型原則在現(xiàn)代綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中，工作面頂板的支護(hù)和管理是關(guān)系安全生產(chǎn)的主要因素，而實(shí)現(xiàn)綜采工作面頂、底板支護(hù)的唯一設(shè)備就是液壓支架。它是以乳化液作為動(dòng)力介質(zhì)，將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種機(jī)構(gòu)。液壓支架的選型，其根本目的是使綜采設(shè)備更好地適應(yīng)礦井和工作面的地質(zhì)和生產(chǎn)條件，投產(chǎn)后做到高產(chǎn)、高效、安全，并為礦井的集中生產(chǎn)、優(yōu)化管理和取得最佳經(jīng)濟(jì)效益提供前提條件。1、液壓支架的基本形式支撐式液壓支架：頂梁較長(zhǎng)，一般超過(guò)4m左右，立柱垂直于底座，有較強(qiáng)的支撐力。掩護(hù)式液壓支架：頂梁較短，一般不超過(guò)3.5m，帶有掩護(hù)梁，分隔采空區(qū)和作業(yè)空間，立柱呈傾斜分布，作業(yè)空間和通風(fēng)斷面較大。支撐掩護(hù)式液壓支架：有上述兩種支架的特點(diǎn)，采用四連桿機(jī)構(gòu)，更好地承受頂板水平推力及扭轉(zhuǎn)分力，對(duì)圍巖既有較強(qiáng)的支撐、切頂作用，又有較好的掩護(hù)、隔離作用，但價(jià)格較前兩者昂貴。2、液壓支架選型的基本依據(jù)及原則進(jìn)行液壓支架選型時(shí)，其基本依據(jù)是頂?shù)装逍再|(zhì)、煤層條件和經(jīng)濟(jì)成本等。2.1頂?shù)装逍再|(zhì)2.1.1頂板一般情況下，根據(jù)直接頂?shù)念?lèi)別和基本頂級(jí)別選擇架型。不同的直接頂和基本頂基本決定了所采用的液壓支架架型和工作方式。直接頂?shù)姆诸?lèi)有：不穩(wěn)定頂板，中等穩(wěn)定頂板，穩(wěn)定頂板，堅(jiān)硬頂板?；卷敿?jí)別：I級(jí)頂板（周期來(lái)壓不明顯）、II級(jí)頂板（周期來(lái)壓明顯）、111級(jí)頂板（周期來(lái)壓強(qiáng)烈）、1V級(jí)頂板（周期來(lái)壓極其強(qiáng)烈）。由上可知，直接頂?shù)念?lèi)別和基本頂級(jí)別，兩者的劃分都無(wú)嚴(yán)格的定量評(píng)定指標(biāo)，因此按頂板性質(zhì)分級(jí)來(lái)選擇架型不一定十分科學(xué)、嚴(yán)密。具體選用時(shí)可遵循下列原則：（1） 對(duì)于基本頂周期來(lái)壓不明顯的巾等穩(wěn)定或破碎頂板，可選用掩護(hù)式液壓支架；對(duì)于直接頂穩(wěn)定的頂板，可選用支撐式或支撐掩護(hù)式液壓支架。（2） 對(duì)于基本頂周期來(lái)壓強(qiáng)烈（III?W級(jí)）、直接頂不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架；對(duì)于直接頂穩(wěn)定或堅(jiān)硬的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架或支撐式液壓支架。此外，由于某些頂板條件比較特殊，故可采用多種形式的液壓支架，因此液壓支架架型的選擇既要以頂板性質(zhì)作為依據(jù)，還應(yīng)考慮頂板級(jí)別劃分的模糊性。在頂板類(lèi)、級(jí)大致估定的條件下，宜側(cè)重于選用防護(hù)性能較好的液壓支架，如掩護(hù)式支架或帶有護(hù)幫裝置的液壓支架。2.1.2底板底板軟硬程度或強(qiáng)度大小，決定了底座結(jié)構(gòu)形式和支承面積。底座是液壓支架的主要承載部件，它將頂板壓力傳至底板。其結(jié)構(gòu)形式分為以下幾種：整體剛性結(jié)構(gòu)。用鋼板焊接成箱形結(jié)構(gòu)，底部封閉，強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，對(duì)底板比壓小，但排砰性差。適用于底板較松軟、采高與傾角較大及穩(wěn)定頂板等條件。分式剛性結(jié)構(gòu)。左右對(duì)稱，座箱上部用過(guò)橋或箱形結(jié)構(gòu)固定連接。底板不封閉，排砰性較好，對(duì)頂板適應(yīng)性較好。左右分體結(jié)構(gòu)。兩個(gè)獨(dú)立而對(duì)稱的箱形結(jié)構(gòu)，兩部分用鉸接過(guò)橋或連桿連接，可在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)，對(duì)不平底板適應(yīng)性好，排砰性較好。2.2煤層條件2.2.1煤層厚度煤層厚度是液壓支架選型的一項(xiàng)重要指標(biāo)。煤層厚度及其變化情況決定了液壓支架的結(jié)構(gòu)高度和伸縮范圍，采高和頂板性質(zhì)直接決定了液壓支架的工作阻力或支護(hù)強(qiáng)度。液壓支架的工作阻力實(shí)質(zhì)上是液壓支架在工作中能承受頂板的載荷，是衡量液壓支架支護(hù)性能的最主要的技術(shù)參數(shù)，可按下式計(jì)算：Q=Zb(L+C)式中：z為支護(hù)強(qiáng)度；b為支架中心距；L為頂梁長(zhǎng)度；C為頂梁前端到煤壁距離。在液壓支架出廠代號(hào)中都明確地標(biāo)有其工作阻力，如ZZ6000液壓支架(工作阻力為6000kN)。液壓支架最大高度的確定?？紤]到頂板有頂板冒落或可能局部冒落而壓住液壓支架，為保證立柱有一定的行程量，液壓支架最大高度應(yīng)在煤層最大采高基礎(chǔ)上，再加200mm?300mm。液壓支架最小高度的確定?？紤]到液壓支架上、下浮煤堆積影響，移架操作時(shí)支架立柱要有150mm左右的回縮量等因素，液壓支架最小高度應(yīng)在煤層最小采高基礎(chǔ)上再減200mm?300mm。選型原則：對(duì)于薄煤層(采高小于1.3m)開(kāi)采，在液壓支架選型時(shí)應(yīng)考慮通風(fēng)斷面和作業(yè)空間較大的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度超過(guò)1.5m時(shí)，頂板對(duì)液壓支架有一定的水平和側(cè)向推力，這種情況下應(yīng)優(yōu)先選用抗水平力和扭轉(zhuǎn)能力強(qiáng)的掩護(hù)式結(jié)構(gòu)的液壓支架，而不宜用支撐式支架。煤層厚度超過(guò)2.5m時(shí)，煤壁和懸頂部分頂板可能在礦壓作用或采煤機(jī)割煤時(shí)振動(dòng)而引起的垮落，需要選用帶有護(hù)幫裝置的液壓支架，一般多采用支撐掩護(hù)式支架。如果煤層厚度變化較大，由于雙伸縮立柱的行程范圍較大，能更好地適應(yīng)這種煤層條件。對(duì)于煤層厚度大、煤層松軟或節(jié)理發(fā)育，因其不便于分層開(kāi)采，煤層較破碎，在礦壓作用下易冒落，可選用放頂煤支架。2.2.2煤層傾角煤層傾角主要影響液壓支架的穩(wěn)定性能?！睹旱V安全規(guī)程》第67條規(guī)定：煤層傾角大于15°時(shí)，液壓支架應(yīng)采取防倒、防滑措施。2.2.3瓦斯量瓦斯涌出量大的煤層，應(yīng)考慮通風(fēng)要求，優(yōu)先選用通風(fēng)面積大的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式液壓支架。3、經(jīng)濟(jì)成本在地質(zhì)條件允許的情況下，液壓支架選擇范圍較大，且使用數(shù)量較多，此時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)型的液壓支架，以降低企業(yè)成本。在管理上做好液壓支架的日常檢修和維護(hù)，可大大減少使用過(guò)程中的維檢資金，爭(zhēng)取最大的經(jīng)濟(jì)效益。4、結(jié)語(yǔ)液壓支架在現(xiàn)代綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中是重要的支護(hù)設(shè)備，其選型的好與壞也是關(guān)系到礦井高產(chǎn)、高效的關(guān)鍵性因素。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和礦壓觀測(cè)的模糊性，使得液壓支架