回采液壓支架與頂板控制

1、液壓支架與頂板控制液壓支架與頂板控制生產技術部生產技術部謝謝 晉晉液壓支架與頂板控制液壓支架與頂板控制 內容提要：內容提要：第二節(jié)第二節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作第三節(jié)第三節(jié) 頂板控制頂板控制液壓支架與頂板控制液壓支架與頂板控制第一節(jié)第一節(jié) 液壓支架分類及基本知識液壓支架分類及基本知識液壓支架分類及基本知識液壓支架分類及基本知識 液壓支架按其對頂板的支護方式和結構特點不同，分為液壓支架按其對頂板的支護方式和結構特點不同，分為支撐式支撐式、掩護掩護式式和支撐掩護式和支撐掩護式三種基本架型。三種基本架型。 液壓支架按適用工作面截高范圍分為液壓支架按適用工作面截高范圍分為薄煤層支架、中厚煤層

2、支架和大薄煤層支架、中厚煤層支架和大采高支架采高支架。根據(jù)液壓支架在工作面的位置分根據(jù)液壓支架在工作面的位置分工作面支架、過渡支架工作面支架、過渡支架( (排頭支架排頭支架) )和和端頭支架端頭支架。按適用采煤方法分按適用采煤方法分一次采全高支架、放頂煤支架、鋪網支架和充填支一次采全高支架、放頂煤支架、鋪網支架和充填支架架。按控制方式分為按控制方式分為本架控制支架、鄰架控制支架和成組控制支架。本架控制支架、鄰架控制支架和成組控制支架。第一節(jié)第一節(jié) 液壓支架分類及基本知識液壓支架分類及基本知識1 1、液壓支架分類、液壓支架分類2 2掩護式支架掩護式支架掩護式支架是以單排立柱為主要支撐部件并帶有掩

3、護梁的液壓支架。掩護式支架是以單排立柱為主要支撐部件并帶有掩護梁的液壓支架。一般用于直接頂中等穩(wěn)定以下，頂板周期來壓不強烈的采煤工作面。一般用于直接頂中等穩(wěn)定以下，頂板周期來壓不強烈的采煤工作面。根據(jù)立柱布置和支架結構特點，掩護式支架分為根據(jù)立柱布置和支架結構特點，掩護式支架分為支掩掩護式支架支掩掩護式支架和和支支頂掩護式支架頂掩護式支架兩種。兩種。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓支架分類及基本知識液壓支架分類及基本知識圖圖1-1 1-1 掩護式支架結構型式掩護式支架結構型式我礦應用的支架類型之一我礦應用的支架類型之一（ZY3200-13/32型）型）金屬結構件有：伸縮梁、前梁、護幫板、頂梁、頂梁側護板、

4、掩護梁、掩護梁側護板、前后連桿、底座及推移桿等。點擊播放點擊播放3.1 3.1 掩護式液壓支架代號意義掩護式液壓支架代號意義 3、液壓支架的基本知識產品類型代號: 液壓支架 支 架 型 式 : 掩護式 兩個基本動作：升降、推移。利用乳化液泵站提供的高壓乳化液體，通過立柱、推移千斤頂來完成各種動作。一、升降：指液壓支架升起支撐頂板到下降脫離頂板整個工作過程。分為四個工作階段，分別是： 初撐階段 增阻階段 恒阻階段 降架階段 （1）、初撐階段）、初撐階段：立柱上升，達到初撐力。 立柱初撐力:Pzc=D2/4Pb103 支架初撐力: PjcPzcn3.2、液壓支架工作原理點擊播放 式中 Pzc立柱初

5、撐力，KN； D立柱缸體內徑，mm； Pb泵站工作壓力，MPa； n每架支架的立柱數(shù)量； Pjc支架初撐力，KN； 支護效率。 支護效率主要取決于立柱的傾斜程度，當立柱直立時，支護效率為1。 支架的初撐力取決于泵站工作壓力、立柱數(shù)目、立柱缸徑以及立柱布置的傾斜程度。（2）、增阻階段）、增阻階段 支架達到初撐力后，隨著頂板的緩慢下沉，封閉在立柱下腔的工作液體緩慢升高，立柱的推力即支架對頂板的支撐力也隨之增大，直到立柱下腔壓力達到安全閥動作壓力為止，這一過程稱為支架的增阻階段； 立柱下腔的液體受壓而使其體積減小，以及立柱缸體的彈性膨脹，支架要下降一段距離，下降的距離稱為支架的彈性可縮值，下降的性質

6、稱為支架的彈性可縮性。（3）、恒阻階段）、恒阻階段 安全閥動作后，立柱下腔少量液體經安全閥溢出，壓力隨之減小，當?shù)陀诎踩y的調定壓力時，安全閥重新關閉，停止溢流，支架恢復正常工作狀態(tài)。 恒阻階段，支架對頂板產生的最大支撐力稱為支架的工作阻力 立柱的工作阻力 ：P zz D2/4Pa103 支架的工作阻力：PjzPzzn 式中 P zz 立柱的工作阻力，KN. Pa安全閥調定壓力，MPa. D立柱缸徑，mm. Pjz支架工作阻力，MPa. 支架的工作阻力取決于安全閥的調定壓力、立柱數(shù)目、立柱缸徑及立柱布置的傾斜程度。所以，安全閥調定壓力的準確性、動作可靠性，對支架的性能有著決定性的影響。 液壓支

7、架承載中達到工作阻力后能加以保持的性質叫做支架的恒阻性； 液壓支架因安全閥動作使立柱下腔液體少量溢出而下降的性質稱為支架的可縮性。 當工作面某些支架達到工作阻力而下降時，相鄰的未達到工作阻力的支架便成為頂板壓力作用的突出對象，即將壓力分擔到相鄰的支架上，這種支架相互分擔頂板壓力的性質叫做支架的讓壓性。 讓壓性可使支架受力均勻。（4）、降架階段）、降架階段 降架是指支架頂梁脫離頂板而不再承受頂板壓力。需移架時先降架。100200mm左右；破碎頂板帶壓移架。3.3 3.3 液壓支架的基本參數(shù)液壓支架的基本參數(shù)32104npDPbC32104npDPa310FPq式中 A支護面積，其計算值為（支架長

8、度+梁端距）（支架寬度+架間距）2、工作阻力P3、支護強度q1、初撐力Pc第二節(jié)第二節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作一、液壓支架支護方式一、液壓支架支護方式 綜采工作面的主要生產工序有采煤、移架和推移輸送機。綜采工作面的主要生產工序有采煤、移架和推移輸送機。1 1即時支護即時支護 一般循環(huán)方式為：割煤一般循環(huán)方式為：割煤移架移架推溜。推溜。 特點：頂板暴露時間短，梁端距較小。適用于各種頂板條特點：頂板暴露時間短，梁端距較小。適用于各種頂板條件，是目前應用廣泛的支護方式。件，是目前應用廣泛的支護方式。2 2滯后支護滯后支護 一般循環(huán)方式為：割煤一般循環(huán)方式為：割煤推溜推溜移架。移架。 特點：

9、支護滯后時間較長，梁端距大，支架頂梁較短。適特點：支護滯后時間較長，梁端距大，支架頂梁較短。適用于穩(wěn)定、完整的頂板條件。用于穩(wěn)定、完整的頂板條件。第二節(jié)第二節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作3 3復合支護復合支護 一般循環(huán)方式為：割煤一般循環(huán)方式為：割煤支架伸出伸縮梁支架伸出伸縮梁推溜推溜收伸縮收伸縮梁梁移架。移架。 特點：適用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能特點：適用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應高產高效要求。適應高產高效要求。 二、二、煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程對綜采工作面回采和頂板控制的規(guī)定對綜采工作面回采和頂板控制的規(guī)定 采用綜合機械化采煤時，必須遵守下列規(guī)定：采

10、用綜合機械化采煤時，必須遵守下列規(guī)定：(1)(1)綜合機械化采煤工作面，必須根據(jù)礦井各個生產環(huán)節(jié)、綜合機械化采煤工作面，必須根據(jù)礦井各個生產環(huán)節(jié)、煤層地質條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出量、自然煤層地質條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出量、自然發(fā)火傾向和礦山壓力等因素，編制設計發(fā)火傾向和礦山壓力等因素，編制設計( (包括設備選型、包括設備選型、選點選點) )。第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作(2)(2)運送、安裝和拆除液壓支架時，必須有安全措施，明確運送、安裝和拆除液壓支架時，必須有安全措施，明確規(guī)定運送方式、安裝質量、拆裝工藝和控制頂板的措施。規(guī)定運送方式、安裝質量、拆裝工藝

11、和控制頂板的措施。(3)(3)工作面煤壁、刮板輸送機和支架都必須保持直線。支架工作面煤壁、刮板輸送機和支架都必須保持直線。支架間的煤、矸必須清理干凈。傾角大于間的煤、矸必須清理干凈。傾角大于1515時，液壓支架必時，液壓支架必須采取防倒、防滑措施。傾角大于須采取防倒、防滑措施。傾角大于2525時，必須有防止煤時，必須有防止煤( (矸矸) )竄出刮板輸送機傷人的措施。竄出刮板輸送機傷人的措施。(4)(4)液壓支架必須接頂。頂板破碎時必須超前支護。在處理液壓支架必須接頂。頂板破碎時必須超前支護。在處理液壓支架上方冒頂時，必須制定安全措施。液壓支架上方冒頂時，必須制定安全措施。(5)(5)采煤機采煤

12、時必須及時移架。采煤和移架之間的懸頂距采煤機采煤時必須及時移架。采煤和移架之間的懸頂距離，應根據(jù)頂板的具體情況在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定；超過離，應根據(jù)頂板的具體情況在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定；超過規(guī)定距離或發(fā)生冒頂、片幫時，必須停止采煤。規(guī)定距離或發(fā)生冒頂、片幫時，必須停止采煤。 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作(6)(6)嚴格控制采高，嚴禁采高大于支架的最大支護高度。當嚴格控制采高，嚴禁采高大于支架的最大支護高度。當煤層變薄時，采高不得小于支架允許的最小高度。煤層變薄時，采高不得小于支架允許的最小高度。(7)(7)當采高超過當采高超過3 m3 m或片幫嚴重時，液壓支架必須有護幫板，或片幫

13、嚴重時，液壓支架必須有護幫板，防止片幫傷人。防止片幫傷人。(8)(8)工作面兩端必須使用端頭支架或增設其他形式的支護。工作面兩端必須使用端頭支架或增設其他形式的支護。(9)(9)工作面轉載機安有破碎機時，必須有安全防護裝置。工作面轉載機安有破碎機時，必須有安全防護裝置。(10)(10)處理倒架、歪架、壓架以及更換支架或拆修頂梁、支柱、處理倒架、歪架、壓架以及更換支架或拆修頂梁、支柱、座箱等大型部件時，必須有安全措施。座箱等大型部件時，必須有安全措施。第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作(11)(11)工作面爆破時，必須有保護液壓支架和其設備的安全措工作面爆破時，必須有保護液壓支架和其

14、設備的安全措施。施。(12)(12)乳化液的配制、水質、配比等，必須符合有關要求。泵乳化液的配制、水質、配比等，必須符合有關要求。泵箱應設自動給液裝置，防止吸空。箱應設自動給液裝置，防止吸空。 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作第三節(jié)第三節(jié) 頂板控制頂板控制-冒落帶冒落帶-裂隙帶裂隙帶-彎曲下沉帶彎曲下沉帶1-煤層煤層2-直接頂直接頂3-基本頂基本頂 從開切眼向前推進，直接頂懸露面積逐漸增大，下沉和變形隨之增大。當推進到初從開切眼向前推進，直接頂懸露面積逐漸增大，下沉和變形隨之增大。當推進到初次垮落步距次垮落步距(從開切眼到工作面初次切頂線的距離從開切眼到工作面初次切頂線的距離)時

15、，直接頂冒落，形成冒落帶時，直接頂冒落，形成冒落帶。 直接頂冒落，基本頂懸露。隨工作面推進，基本頂在礦壓作用下不斷產生裂隙和變形，直接頂冒落，基本頂懸露。隨工作面推進，基本頂在礦壓作用下不斷產生裂隙和變形，形成裂隙帶形成裂隙帶。當達到極限垮落步距時發(fā)生斷裂和垮落。當達到極限垮落步距時發(fā)生斷裂和垮落基本頂初次來壓?；卷敵醮蝸韷骸?隨工作面推進，基本頂周期垮落。在彎曲下沉帶隨工作面推進，基本頂周期垮落。在彎曲下沉帶，裂隙少，僅巖層間有離層現(xiàn)象，裂隙少，僅巖層間有離層現(xiàn)象，對支護設備載荷影響不大。對支護設備載荷影響不大。 1 1、液壓支架過破碎頂板時的措施、液壓支架過破碎頂板時的措施 破碎頂板下如

16、采用綜采，應選用掩護式液壓支架，其特點是破碎頂板下如采用綜采，應選用掩護式液壓支架，其特點是控頂距小，支架的支撐力主要在頂梁端部，能防止頂板從煤控頂距小，支架的支撐力主要在頂梁端部，能防止頂板從煤壁切開漏頂。綜采工作面可采用如下方法處理破碎頂板。壁切開漏頂。綜采工作面可采用如下方法處理破碎頂板。(1)(1)采用帶壓移架法采用帶壓移架法(2)(2)挑順山梁挑順山梁 如圖如圖3-13-1所示所示圖圖3-1 3-1 挑順山梁護頂挑順山梁護頂(a)(a)先移一架順山梁；先移一架順山梁；(b)(b)移相鄰支架移相鄰支架 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作(3)(3)鋪金屬網。鋪金屬網。為保證

17、其拉力，扭結時至少扭兩扣，新網片要放為保證其拉力，扭結時至少扭兩扣，新網片要放在舊網片之下。移架時，網片翻到頂梁上面。在舊網片之下。移架時，網片翻到頂梁上面。局部頂板壓力大，頂板破碎嚴重或因網片質量不局部頂板壓力大，頂板破碎嚴重或因網片質量不好時，可在網下穿順山大板，或臨時改雙層網。好時，可在網下穿順山大板，或臨時改雙層網。(4)(4)架走向棚。架走向棚。 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作圖圖3-2 3-2 超前架設走向棚超前架設走向棚( (垛式支架垛式支架) )(a)(a)移架前架走向棚及臨時順山抬棚；移架前架走向棚及臨時順山抬棚；(b)(b)先移一架，前梁挑住順山棚梁，撒去棚

18、腿；先移一架，前梁挑住順山棚梁，撒去棚腿；(c)(c)移相鄰支架移相鄰支架 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作圖圖3-3 3-3 煤層片幫架走向梁煤層片幫架走向梁(a)(a)木柱與前梁支撐走向梁；木柱與前梁支撐走向梁；(b)(b)木柱、單體支柱與前梁支撐走向梁木柱、單體支柱與前梁支撐走向梁 第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作2、堅硬頂板條件下綜采工作面頂板管理、堅硬頂板條件下綜采工作面頂板管理第三節(jié)第三節(jié) 液壓支架安全操作液壓支架安全操作 堅硬頂板的巖層厚、強度大、完整，能在采空區(qū)懸露較大面積而不垮落，工作堅硬頂板的巖層厚、強度大、完整，能在采空區(qū)懸露較大面積而不垮落，工作面初次來壓及周期來壓步距大，來壓時產生動壓沖擊，容易損壞支架。面初次來壓及周期來壓步距大，來壓時產生動壓沖擊，容易損壞支架。 控制堅硬頂板的基本手段是采用強力支架，不僅要有高工作阻力和高初撐力，控制堅硬頂板的基本手段是采