悬移顶梁支架.doc

一.1 悬移液压支架 悬移支架是介于单体液压支柱和自移式液压支架之间的一种过渡型支架， 与目前大量使用的单体液压支柱相比， 它可以实现移架机械化， 从而大大减轻了工人的繁重体力劳动；与自移式液压支架相比，装备一个工作面的投资大约只有综采工作面的二十分之一（如图 1 ）。 图 1 悬移支架组合示意图 （1）目前各大矿山应用的支架及其主要参数分析 a XDY-1系列悬移顶梁液压支架（图 2 ） 该支架是介于大型综采支架和单体液体液压支柱铰接顶梁之间的一种新型支护设备。它继承了综采支架安全、整体性好、能够自移的优点，又具有适应性强、体积小、重量轻、易操作、拆装、运输方便等优点。可用于地质条件好的工作面也可用于顶板破碎、地板软、易片帮、断层多的工作面及大倾角的工作面。对急倾斜特厚煤层开采效果更佳。 图 2 XDY-1系列悬移顶梁液压支架 主要技术要求及参数 1、 在倾角较大时加装联网装置，防止倒架。 2、 在使用中通过换柱改变采高。 3、 加装单双前伸梁超前护顶和护帮等。 4、 配装200或300套装底盘以适应底板软硬变化。 5、 可带压移架。 6、 推荐使用的工作面倾角42，俯倾角23。 7、 可适合于机采和炮采两种工作面 表 2 XDY-1系列悬移顶梁液压支架技术参数 产品型号 工作阻力KN 移架步距mm 初撑力KN 柱型 XDY-1TY/1200 1200 700、800、900 600 4x100 XDY-1T2/1200 1200 700、800、900 600 4x100 XDY-1TY/1800 1800 700、800、900 900 6x100 XDY-1T2/1800 1800 700、800、900 900 6x100 XDY-1TY/1600 1600 700、800、900 1000 4x120 XDY-1T2/1600 1600 700、800、900 1000 4x120 XDY-1TY/2400 2400 700、800、900 1500 6x120 XDY-1T2/2400 2400 700、800、900 1500 6x120 注1、支柱的高度系列为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0m。 2、以上型号为滑转前伸梁，配翻转前伸梁时将T改为F。 配套设备 乳化液泵站SRB80/20、XRB2B80/20 采煤机MG150/200 刮板运输机SGB630/220、SGB620/4040T b XDY-2系列转向式悬移顶梁液压支架（图 4 ） 它是调向装置的悬移支架，通过调整顶梁分合及收并达到调向目的。从而解决了前移过程中支架走偏的难题。该支架已取得了发明专利。 图4 XDY-2系列转向式悬移顶梁液压支架 主要技术要求及参数 1、 可在行进中调整方向和架间距。 2、 在倾角较大时加装联网装置，防止倒架。 3、 在使用中通过换柱改变采高。 4、 加装单双前伸梁超前护顶和护帮等。 5、 配装200或300套装底盘以适应底板软硬变化。 6、 可带压移架。 7、 推荐使用的工作面倾角42，俯倾角23。 8、 可适合于机采和炮采两种工作面。 表4 XDY-2系列悬移顶梁液压支架技术参数 产品型号 工作阻力KN 移架步距mm 初撑力KN 柱型 XDY-2TY/1200 1200 700、800、900 600 4x100 XDY-2T2/1200 1200 700、800、900 600 4x100 XDY-2TY/1800 1800 700、800、900 900 6x100 XDY-2T2/1800 1800 700、800、900 900 6x100 XDY-2TY/1600 1600 700、800、900 1000 4x120 XDY-2T2/1600 1600 700、800、900 1000 4x120 XDY-2TY/2400 2400 700、800、900 1500 6x120 XDY-2T2/2400 2400 700、800、900 1500 6x120 注1、支柱的高度系列为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0m。 2、以上型号为滑转前伸梁，配翻转前伸梁时将T改为F。 配套设备 乳化液泵站SRB80/20、XRB2B80/20 采煤机MG150/200 刮板运输机SGB630/220、SGB620/4040T c XDY-3系列底梁式悬移顶梁液压支架（图5） 它是针对软底板工作面而设计的架型，该支架不仅对底板比压大大减小，而且对顶板起伏变化大的情况也有极强的适应能力，支护强度大，可在推进过程中通过换支柱适应采高的变化，它具有工作面有效通道大等特点。采用同步油路技术系统保证两底梁在升降柱时同时动作。集中控制型液压支柱大大减少了移架的辅助时间，箱式结构的底梁，对底板的允许比压减小，达到2.0MPa，倒锥形底梁结构以增加稳定性。球型柱底铰接装置适应了底板的不平度。 图5 XDY-3系列底梁式悬移顶梁液压支架 主要技术要求及参数 1、适用软底板一次采全高工作面，机采效果更好。 2、加装单双前伸梁超前护顶和护帮。 3、推荐使用的工作面倾角1.35MPa。 表5 XDY-3系列底梁式悬移顶梁液压支架 产品型号 工作阻力KN 移架步距mm 初撑力KN 柱型 XDY-3FTY/1200 1200 600、700 600 4x100 XDY-3T2/1200 1200 600、700 600 4x100 XDY-3TY/1800 1800 600、700 900 4x120 XDY-3T2/1800 1800 600、700 900 4x120 注1、支柱的高度系列为1.8、2.0、2.2、2.5m。 2、以上型号为滑转前伸梁，配翻转前伸梁时将T改为F。 d XDY-4系列挡矸式悬移顶梁液压支架（图6） 挡矸式悬移支架主要用于一次采全高顶板破碎的回采工作面，它的主要特点是支架尾部设有挡矸装置。在回采作业时能防止顶板冒落的矸石涌入工作面。有适应性强、体积小、重量轻、易操作、移动、拆装、运输方便等优点。用于顶板破碎、底板软、易片帮、断层多的工作面。 图6 XDY-3系列底梁式悬移顶梁液压支架 主要技术要求及参数 1、 在倾角较大时加装联网装置，防止倒架。 2、 在使用中通过换柱改变采高。 3 、加装单双前伸梁超前护顶和护帮等。 4 、配装200或300套装底盘以适应底板软硬变化。 5 、推荐使用的工作面倾角2.0的可提前进行高压注水软化。 ②安装容易。悬移支架机动灵活，结构简单，重量不足1吨，搬家容易。 ③经济效益明显。每个工作面投资与单体柱相近，采用悬移支架工作面，能大幅度降低吨煤成本。 ④工人劳动条件得到改善。悬移支架炮采工作面与普通炮采工作面相比支护空间大，工人行走、操作方便，且支护整体性强，作业条件好。工人移架时不用搬柱，从而大大减轻了工人的体力劳动。 缺点 根据现场的使用反馈信息，悬移液压支架的缺点是很明显的，主要表现在 ①支架不稳定，易倒架，使用中不好控制方向，容易在工作面形成网兜，不利于工作面的管理与安全； ②支架使用寿命短。支架的双向支柱、四连杆滑块、固定软帮端头的锚链、弹簧、吊柱子的油丝绳、推进油缸、注液阀等极易损坏； ③适用范围窄。煤层倾角超过20不能采用，底板软的煤层,支柱只有穿鞋才能用； ④前伸梁强度不够，易损坏； ⑤单体支柱易插入底板,影响支柱阻力的提高； 一 2 ZHF系列分体顶梁组合悬移液压支架 支架简介 ①分体结构顶梁，需要铺顶网； ②预留双前伸梁位置，标准配置右、单前伸梁； ③具有组合支架的特点稳定性好、操作简单、性价比高； ④支架高度根据用户地质情况确定，最高支架2500mm。 适用范围 ①炮采、炮采放顶煤； ②除地质条件较好的工作面以外，适应软煤、破碎顶板、软底、层理节理发育好的煤层； ③压力较小的工作面； ④工作面倾角≤45（为大倾角工作面量身定做）。 配置说明 ①标配 100外注式双向液压支柱； ②大倾角工作面底部需采取防滑措施； ③如工作面压力较大，后柱可采用采用工作阻力较大的大直径支柱，顶梁强度根据工作阻力确定； ④分体顶梁组合支架亦有一次采全高型，最高支架3000mm。 ⑤一次采全高采用液压集中控制。 ⑥配套泵站流量80L/min以上各种型号乳化液泵站； ⑦配套运输机SGB620/40T以下，根据工作面长度确定； 表4-8 ZHF系列分体顶梁组合悬移液压支架配置参数 名 称 单 位 参 数 支架高度 mm 2200 支架长度 mm 2500 支架中心距 mm 1000 支柱数量 根 4 支架行程 mm 800 前伸梁行程 mm 800 工作阻力 KN 1200 初撑力 KN 616 支护强度 Mpa 0.48 最大控顶距 mm 3300 磅站压力 Mpa 19.6 工作液 M10 乳化液浓度5％ 该系列支架通过拖梁连在一起，两个顶梁以拖梁为支撑移动，在工作面拖梁全部前移后一次移动到位，克服了悬移支架稳定性较差的弊端。但是适应性较差，当工作面应力较大时，支架的稳定性也成了问题。 4.2.2.3 ZHZ系列整体顶梁组合悬移液压支架 整体顶梁液压支架是介于悬移顶梁液压支架与综采支架之间的一种自移式轻型支护产品。它既保持了综采支架安全、支护面积大、支护强度高、移架速度快等优点，又具有适应性强、体积小、重量轻、移动灵活、易维护、易操作、运输方便等特点。尤其是使全部支架联为整体的结构特点，使其具有显著的整体性和稳定性；操作系统采用液压集中控制，减少了操作工序，提高了自动化水平，实现了快速移架，使采煤工艺衔接更加紧凑，极大地提高了工效；顶梁为整体箱式结构，护顶面积达95以上，实现了对顶板的封闭性支护。 该系列主要包括ZH1400/15/22Z、ZH1600/16/24Z、ZH1800/16/24Z、ZH2000/15/35Z 、ZH2200/17/22Z等类型。如图9所示。 图9 ZHZ系列整体顶梁组合悬移液压支架 该系列支架的核心技术为 ①工作面支架通过托梁系统全部联为整体； ②移架时，支架的支柱可同时提起； ③托梁系统整体移动。 支架的结构如图10所示。 图4-10 ZHZ系列整体顶梁组合悬移液压支架结构示意图 （1）支架特点 ①支架稳定性好 由于工作面支架通过托梁系统联为一个整体，使得支架稳定性明显增强，安全性极大提高。如果某架上方出现顶空或未支撑好，相邻支架通过前后托梁托起该支架整体支护顶板，使其不歪扭、不倾倒、不下落，有效避免了工作面歪架、倒架。 ②护顶面积大 标准顶梁规格为宽0.96米、长2.6米（架型不同而异）的整体箱式结构，护顶面积可达95％以上（与综采支架相同），由于对顶板实现了全封闭管理，所以在破碎顶板工作面不会出现漏顶现象，支护效果良好。 ③移架速度快 由于该支架液压系统采用集中控制，而使前移动作简单，移架速度快，极大地提高了工效。 ④可用于松软底板工作面 支架在坚硬底板工作面使用时可不用底盘；在松软底板工作面使用时，可加装两柱共用的底盘。 ⑤采高增大，支护力调节范围宽 良好的稳定结构及可加长、加强的顶梁，当配以大直径或加长支柱时，采高可达3米。 ⑥后排可增加支柱，以加强切顶力 一般情况下，支架标配4根支柱，前后各两根；当采场压力增大时，后柱可增加到3根，以加强切顶能力。 （2）适用条件 ①炮采或炮采放顶煤； ②除地质条件较好的工作面以外，适应软煤、破碎顶板、松软底板，层理、节理发育紊乱的煤层，煤层厚度变化较大的工作面； ③工作面倾角≤18； ④适应煤层厚度2米以上； ⑤支架可过空（必须与采煤方法、技术、经验结合）； （3）配置说明 ①标准配置110外注式双向液压支柱，亦可根据用户要求采用液压集中控制； ②可选支柱柱径125、140。标准配置240底盘，用户可根据底板情况订制所需底盘； ③架间距根据煤的硬度调整，标准为40mm，最大80mm； ④配套泵站流量80L/min以上各种型号乳化液泵站； ⑤配套运输机SGB620/40T以下，根据工作面长度确定； （4）支架工作原理 来自泵站的高压乳化液，经主进液管路被送到工作面，与每架支柱相连，然后导入支架，再通过操纵阀组分配到液压缸，使支架按要求完成所需动作。从支架流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱，进入下一次循环。 顶梁与托梁机构互为支撑。移架时，双向液压支柱首先卸载并提起，顶梁落在托梁上，此时，向推进缸注液，活塞杆伸出，以后托梁为支点顶梁前移，落下支柱，支撑顶板，完成移架；整个工作面移梁完成后，所有支柱处于支撑状态，托梁无载荷地吊挂在顶梁上。这时，向托梁的供液系统供液，工作面推进缸的活塞杆全部收回，托梁前移，完成一个动作循环。当顶梁与顶板紧贴后便产生初撑力支撑顶板。由于顶板逐渐下沉，支架所承受的压力便逐渐由初撑力变成工作阻力，立柱控制阀中的安全阀便自行开启释放压力，直至活塞腔恢复到工作阻力时为止。如图11所示。 1. 响炮后，提起后柱，前柱卸载使顶梁落在托梁上 5. 提起两前柱 2. 推进缸活塞杆伸出，顶梁与后柱向前移 6. 推动滑动梁带着两根前柱向前移 3.落下后柱，全部支柱加载支撑顶板 7. 落下两根前柱支撑顶梁 4.托梁无载荷的吊挂在顶梁下 8. 推进缸活塞杆收回托梁前移 图11 工作面支架工作原理示意图 （5）工作面支架动作关系 全部托梁用托梁连接套和托梁连接杆联为一体，工作是整体向前移动。支柱与顶梁是以每架为一组向前移。可以多架一起移，但不允许相邻两架同时移。如图12所示。 图12 工作面支架动作关系示意图 （6）局部采空条件适应性 对于局部顶空（宽度不超过3架架宽，即3米；高度不超过１米）的情况，该支架依然能保持安全稳定性。如图11所示 图13 局部顶空适应性示意图 （7）工作面典型布置 如图14、图15所示。 图14 工作面典型布置示意图 图15 工作面布置照片 （8）适宜性评价 ZHZ系列整体顶梁组合悬移液压支架是介于悬移顶梁支架和综采液压支架之间的一种新型液压支架。采用整体顶梁掩护、托梁滑道移步、双向四柱支撑及液压推进缸推进的设计结构。该支架吸取了综采液压支架的优点，在悬移顶梁支架基础上进行了技术创新。结构简单、重量轻、安装运输方便，在工作面将所有支架联成一体，整体性好，具有较好的安全性和稳定性。 （1）采用刚性整体顶梁结构, 设活动侧护板,全封闭, 有效控制漏顶煤现象。 （2）支架顶梁长度为2.6～3.2米,不用铺设顶网，支架可在破碎顶板工作面使用； （3）支架工作阻力、支护强度满足开采需求,支架零部件损坏率较低,压力渗漏损耗小, 降低了维护成本，工作状态良好。 （4）该支架结构简单,安装运输方便,体积小,重量轻,价格低,且整体性能好,支护强度大,安全,稳定不倒架,工作面安全性有保障,工作面回采率由原来的25左右提高至80左右。 （5）该支架在坚硬底板工作面使用时可不用底盘。在中软底板工作面使用时，支架可制成两前柱共用一个底盘，两后柱共用一个底盘。如遇工作面底板非常软时，可制造成4个支柱共用一个大底盘，底盘面积可达1.2平方米以上，大大减少了支架插底现象。 （7）该支架采用液压集中控制，移架速度快，减少了工人劳动强度，避免了顶板来压的影响，满足了工作面的速度要求。 （8）由于全工作面支架通过托梁系统被联为一个整体，稳定性好，工作面可做到不倒架；如果某支架上方出现顶空现象或未支撑好，相邻支架将抬着该支架并帮其支护顶板，使其不会倾倒，所以工作面完全避免了歪架、倒架现象，安全性大大提高。