采煤工作面液压支架的选型.docx

《采煤工作面液压支架的选型.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采煤工作面液压支架的选型.docx（21页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、辽宁工程技术大学采掘机械综合训练（二）题目：液压支架选型设计班级：矿电11-3姓名：李广达指导教师：师建国完成日期：2014.12.24综合训练任务书一、设计任务及要求(1)根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算;(2).编写综采工作面液压支架选型设计说明书；(3)工作面液压支护设备配套关系图设计原始数据及条件：煤层厚度截割阻抗A(N/mm)煤层倾角顶板条件工作面长度(m)设计产量(万Ta)生产安排HmaxHmin老顶直接顶1.71.438016Ill级2类2202001.一年工作日按300天计算2.实行三班工作制，两班采煤,一班准备，每天生产16小时。二、上交材料(1)设计图纸(综采工作

2、面设备配套关系图)(2)设计说明书三、进度安排(参考)(1)熟悉设计任务，收集相关资料(2)拟定设计方案(3)绘制图纸(4)编写说明书(5)整理及答辩四、成绩评定1确定液压支架的选型错误!未定义书签。1.1 确定架型错误!未定义书签。1.1.l顶板分类（级）错误!未定义书签。1.1.2架型与支护强度初选错误!未定义书签。2主要参数计算和支架型号的确定错误!未定义书签。2.1支架高度错误!未定义书签。2.2顶梁长度错误!未定义书签。2.3底座的宽度错误!未定义书签。2.4支架中心距错误!未定义书签。2.5支架移架步距错误!未定义书签。2.6支护强度和工作阻力错误!未定义书签。2.7初撑力错误!未

3、定义书签。2.8移架阻力及推溜力错误!未定义书签。2.9确定支架型号错误!未定义书签。3、性能验算错误!未定义书签。3.1底板比压校验错误!未定义书签。3.2工作阻力（支护强度）和初撑力的验算错误!未定义书签。3.3顶板覆盖率104、支架布置台数错误!未定义书签。5乳化液泵站的选型H5.1乳化液泵115.1.1泵站压力的确定115.1.2泵站流量确定135.1.3选择乳化液泵145.2乳化液泵的电机功率155.3乳化液箱容积的验算165.4乳化液176防护装置17参考文献171确定液压支架的选型1.1 确定架型按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。根据煤炭部（81）煤科字第429号文件关于缓

4、倾斜煤层工作面顶板分类方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。1.1.1 顶板分类（级）直接顶分为四类，见附件Io老顶分为四级，见附件Io1.1.2 架型与支护强度初选正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。在具体选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，就是根据国内外液压支架的使用经验，提出了各种顶板条件下适用的架型。它是选择支架架型的主要依据。对于不同类（级）顶板，其架型、支护强度的选择见（I）。液压支架架型的选择除了取决于顶板条件之外，还应考虑以下因素，

5、并结合各类支架的不同性能和特点，最终选择一种较为合理的架型。厚度煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度大于2.52.8m（软煤取下限,硬煤取上限）时，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。煤层倾角煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。当煤层倾角大于1015时，应设防滑和调架装置，当倾角超过18时，应同时具有防滑防倒装置。底板性质底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其

6、值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为I%216的丝软底板为098Mpa左右）。瓦斯涌出量对于瓦斯出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。地质构造地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在58病和20min以下时，暂不宜采用液压支架。根据附录1初选四柱支撑掩护式支架。2主要参数计算和支架型号的确定2.1 支架高度一般应首先确定支架适用煤层的平均采高，然后确定支架的高度。支架最大结构高度Hmax=Mmax+S1支架最小结构高度Hmin=Mmin-S2式中MmaX,Mmin煤层最大、最小采高，mm；Sl一一考虑伪冒顶落的最大厚度，对于大采

7、高支架取200-400mm,对于中厚度煤层支架取20030Omm,对于薄煤层支架取100-200mm;S2考虑到周期来压是的下沉量、移架时支架的下降量和顶梁上地板下的浮砰之和，对于大采高支架取500-90Omm,对于中厚度煤层支架取300-400,对于薄煤层支架取150-250mmoHmax=1900mmHmin=1200mm支架最大结构高度与最小结构之比称为支架的伸缩比，即Ks=HmaxHmin=1.58KS值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。采用单伸缩立柱，KS值一般为1.6左右。若进一步提高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱

8、，其KS值一般为2.5左右。薄煤层支架可达3。2.2 顶梁长度顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支架方式有关。支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。根据选定的架型和支护方式，来估算所需支架的顶梁长度（范围），以供确定支架型号作参考。支撑掩护式，如图2-1所示。顶梁全场：l=bl+b2+b3b=A+y+d+-tga-c式中：A,y,d,”,c同前；铲煤板铲尖到煤臂的距离，取150mm；y=F+G+J+VF铲煤板宽度，一般取150240mm,取200mm；G中部槽宽，查特征表取722mm；J导向槽宽度，无链牵引时尚有齿轨部分宽度，取400mm；V电缆槽宽。参数查不到时可估算V=350

9、450mm；d超前移架时取截深，取800mm；图2-1H采高，1.55m；a立柱倾角,20；c梁端距，取250350mm。由结构而定，考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。a300mm；%通常%=o.91.2m,在中厚煤层中可设置为人行道;%由结构而定，一般情况为300500mm。计算得顶梁全长为3971mm。注：1.顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下，应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当采用滞后支护时，

10、顶梁全长为2.5m左右；当采用及时支护时，顶梁全长为3.04.0m0对于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排布置，故顶梁长度较小，通常1.52.5m,最大达3m左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。我国规定支架标准中心距为1.5m。掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.41.6m（下限为侧护板收缩时的运输宽度，1.5m为支架的正常宽度，1.6m为调架时侧护板伸出后的最大宽度）。垛式支架的架间距一般为0.10.2m02.3 底座的宽度支架底座宽度一般为l.l1.2m为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架，可加大到1.3m左

11、右，放顶煤支架为1.31.4m底座中间安装推移装置的槽子宽度，与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300380mm02.4 支架中心距支架中心距有1.25m,1.5m,1.75m,2.05m,与刮板输送机溜槽长度相适应。取1.5m。2.5 支架移架步距与配套采煤机截深相对应，推移装置的行程要大于采煤机的截深。取800mm）2.6 支护强度和工作阻力支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成

12、顶板维护困难。因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。下面为计算经验公式：q=KHWMpa式中：K一作用于支架上的顶板岩石系数，一般取58,取6。顶板条件好、皱起来压不明显时取下限，否则取上限；H一采高，计算取1.55m；/一顶板岩石密度，一般取2.3XCkg/ml计算得q=0.25Mpa放顶煤支架的支护强度一般为0.50.7MPa0支架工作阻力P应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。P=F10kN式中F一支架的支护面积，m2o可按下式计算F=(1.+C

13、)(B+K1)=(1.+C)A,m2式中1.一支架顶梁长度，取4m；C-梁端距,0.1-0.35m,取0.2；B一支架顶梁宽度，1.5m；K一架间距，0.1m；A一支架中心距，1.5m。F=6.75m2P=1575kN对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率。所以支架立柱的总工作阻力为P总=，&N支撑式支架的7=100%,支掩护式和支撑掩护式支架取=80%左右。P总=1968.8kN2.7初撑力初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言，并与

14、顶板的性质有关。液压支架的初撑力，对支架维护顶板的性能方面，要比工作阻力（支护强度）起着更加显著的作用。有足够初撑力的支架，一开始就能和顶板压力取得平衡，可最大限度地减小顶板下沉；初撑力偏低，要等顶板下沉时才能增阻，会增大顶板的下沉量；初撑力过大，会使顶板反复受拉导致直接顶蠕动，造成直接顶早剥离，使顶板管理困难。所以支架初撑力选择的合理与否，时非常重要的。目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下，多趋向于采用较高的初撑力。现在支架的设计中初撑力，已高达工作阻力（支护强度）的90%以上。根据有关资料介绍，初撑力与支护强度的比例关系，即=初撑力强度/支护强度，以顶板的的稳定性不同，一般在6085%区内选

15、取为宜。在确定出撑力时，可按以下原则考虑：对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作作阻力的80%；对于稳定顶板，初撑力不易过大，一般不低于工作阻力的60%,对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。综上所述，取初撑力为工作阻力的80%,为1575KN。2.8 移架阻力及推溜力移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关，通常根据煤层的厚度来考虑，即采高愈大，移架阻力愈大。一般薄煤层支架的移架力为100-150kN;中厚煤层支架为150300kN;厚煤层支架为300400kN0由此可知，取推溜力为150kNo2.9 确定支架型号根据以