采掘機(jī)械第三篇3章

1、 第三章第三章 單體支護(hù)設(shè)備單體支護(hù)設(shè)備 單體支護(hù)設(shè)備包括金屬摩擦支柱、單體液壓支柱、金 屬鉸接頂板、切頂支柱和滑移頂梁支架。 第一節(jié)第一節(jié) 金屬摩擦支柱金屬摩擦支柱 金屬摩擦支柱是靠摩擦力來工作的，有急增阻和緩增阻類型。一、急增阻支柱（圖3-3-1）n組成：由柱體1、活柱2、垂直楔4（有1：80或1：100 斜度）、柱鎖（由鎖箍3、垂直楔4、傳動(dòng)楔5、 水平楔6和摩擦板8組合）等組成。 這種支柱適用于煤層傾角25，厚度在0.62.5m，頂板中等穩(wěn)定，下沉量小的地質(zhì)條件。nHZJA型支柱的工作特性如圖3-3-1b所示。因?yàn)榛钪倍却?，故支柱被壓縮時(shí)工作阻力增加較快，而最大壓縮量卻小。二、緩增阻

2、支柱 圖3-3-2為HZWA型緩增阻支柱?；钪?是用兩根特殊斷面的合金鋼對焊而成的，其一側(cè)有1：1250的斜度，上端有頂托。柱體1是用兩根U型鋼對焊而成的。n柱鎖 組成：柱鎖結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它由鎖箍3、摩擦板4和6、滑塊5、楔塊7、水平楔8、卡塊9、彈簧10等組成。 自動(dòng)鎖緊過程：架設(shè)支柱時(shí)，將活柱從柱體中拉出與頂梁接觸，然后打緊水平楔。此時(shí)，由于彈簧的作用，滑塊和摩擦板6處于上極限位置，從而帶動(dòng)楔塊和水平楔一起向上傾斜68。當(dāng)頂板下沉，作用于支柱上的載荷達(dá)到5080kN時(shí)，活柱開始隨著頂板下沉，但活柱與摩擦板之間無相對滑動(dòng)。這是因?yàn)榛钪c摩擦板6間的摩擦力較大，足以帶動(dòng)楔塊和水平楔繞卡塊的o點(diǎn)一起

3、向下轉(zhuǎn)動(dòng)的緣故。從活柱帶動(dòng)摩擦板、楔塊、水平楔由上極限位置開始下移，到滑塊被柱體擋住為止這一過程叫自動(dòng)鎖緊過程。n該支柱最大壓縮量可達(dá)400mm，極限工作阻力達(dá)400kN。其工作特性如圖3-3-2b所示。n這種支柱用于頂板下沉量較大的緩傾斜煤層工作面。n主要技術(shù)參數(shù)見表3-3-1。 第二節(jié)第二節(jié) 單體液壓支柱單體液壓支柱n它是靠液壓力工作的，工作特性是恒阻的。按供液方式不同，有內(nèi)注式和外注式兩種。一、內(nèi)注式單體液壓支柱（圖3-3-3） 內(nèi)注式單體液壓支柱是利用支柱內(nèi)的手搖泵注液升柱的。它主要由活柱4、缸體6、活塞7、泵活塞11和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)14等組成。取下頂蓋1和通氣閥2可向柱內(nèi)A腔注入液壓油

4、。n該支柱的動(dòng)作包括升柱、初撐、承載和回柱四個(gè)過程，其動(dòng)作原理是：1、升柱：立起支柱，通氣閥2靠自重打開，A腔與大氣相通。將手搖把套入曲柄方頭上，然后旋轉(zhuǎn)手把，通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)14使泵活塞11以中心導(dǎo)向管5為導(dǎo)向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)泵活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B 腔形成負(fù)壓；A腔的 液壓油即被吸入B腔；當(dāng)泵活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，B腔的液壓油經(jīng)進(jìn)液閥10、單向閥8進(jìn)入活塞7的下腔C ，活柱4因受液壓力作用而升起。連續(xù)搖動(dòng)手把，知道活柱接頂，即完成升柱過程。n2、初撐：活柱接頂后，繼續(xù)搖動(dòng)手把。當(dāng)泵活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A腔的液壓油繼續(xù)流入B腔，并通過進(jìn)液閥10和環(huán)形槽9充滿于二級(jí)泵的內(nèi)腔空間12。當(dāng)泵活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于

5、C腔內(nèi)壓力較高，而B腔內(nèi)的液壓油雖然被壓縮，但油壓仍比較低，因而打不開單向閥8，只能經(jīng)泵活塞上的阻尼孔和泵活塞與活柱間的間隙返流到A腔。與此同時(shí)，空間12的液壓油受壓縮后經(jīng)環(huán)形槽流至進(jìn)液閥與單向閥間的油腔，此高壓油迫使進(jìn)液閥關(guān)閉、單向閥打開，而流入C腔，將活柱進(jìn)一步撐緊頂板。連續(xù)搖動(dòng)手把，直到支柱達(dá)到規(guī)定的初撐力可達(dá)7080kN。 3、承載 支柱初撐后，隨著頂板下沉，作用在支柱上的載荷逐漸增大。當(dāng)載荷增大到支柱的工作阻力時(shí)，安全閥3開啟溢流（C腔的液壓油經(jīng)中心導(dǎo)管作用于安全閥上，溢流的液壓油又流回A腔），支柱在恒阻下讓壓下縮（工作阻力300kN左右）。 4、回柱 只要扳動(dòng)卸載手把15，將卸載閥

6、16打開，C腔的液壓油即經(jīng)卸閥流回A腔，活柱在自重作用下快速下降。二、外注式單體液壓支柱 外注式單體液壓支柱（圖3-3-4）的結(jié)構(gòu)原理與液壓支架的立柱相同，但它是通過注液槍把泵站的高壓乳化液注入支柱的。支柱升柱和初撐時(shí)，首先將注液槍9插入支柱三用閥2的注液孔中，然后握緊注液槍手把，泵站的高壓乳化液就由供液管10經(jīng)注液槍和三用閥中的單向閥進(jìn)入支柱下腔，使活柱3升起（同時(shí)復(fù)位彈簧5被 拉長）。當(dāng)支柱升起撐緊頂板后，拔出注液槍。隨著采煤工作面的推進(jìn)和頂板下沉，工作面頂板作用在支柱上的載荷增加。當(dāng)頂板壓力超過三用閥中安全閥限定的支柱工作阻力時(shí)，支柱內(nèi)的高壓液體將三用閥中的安全閥打開，液體外溢，腔內(nèi)壓力

7、隨之降低，支柱下縮；當(dāng)支柱所受載荷低于工作阻力時(shí)，安全閥關(guān)閉，腔內(nèi)液體停止外溢?；刂鶗r(shí)，扳動(dòng)卸載手柄8，打開三用閥中的卸載閥，柱內(nèi)高壓液體就由卸載閥排至柱外采空區(qū)，不予回收?；钪谧灾睾蛷?fù)位彈簧作用下回縮，達(dá)到降柱的目的。n三用閥： 三用閥結(jié)構(gòu)如圖3-3-5所示，它包括單向閥、安全閥和卸載閥，分別承擔(dān)支柱的進(jìn)液升柱、過載保護(hù)和卸載降柱三種功能。 單向閥由鋼球、小彈簧、尼龍閥座和閥體組成。 安全閥為平面密封式，由閥針閥墊9、閥座16、彈簧11等組成； 卸載閥主要由閥墊4和卸載彈簧5等組成，降柱時(shí)，將專用扳手插入左端孔14，并扳動(dòng)手柄，通過安全閥套7的右移，壓縮卸載彈簧5，使卸載閥墊4與右閥套內(nèi)的

8、臺(tái)肩分離，于是活柱下腔液體便從該分離口處排出，支柱下降。n注液槍（圖3-3-6） 注液槍是向支柱供液的主要工具，通過它將供液管來的高壓液體供給支柱。它由注液管、鎖緊套、手把、頂桿、隔離套和單向閥等組成。 使用時(shí)，將注液管2插入三用閥注液閥體上，掛好鎖緊套3，扳動(dòng)手把4，通過頂桿8頂開單向閥的閥芯17。這時(shí)，由泵站來的高壓液體便通過單向閥和注液管2注入支柱，使支柱升起。 當(dāng)支柱接頂后，松開手把4，頂桿8在高壓液和彈簧16的作用下復(fù)位，閥芯17壓向閥座18，切斷供油管的高壓液體。與此同時(shí)，由于頂桿8復(fù)位使密封圈11與頂桿之間的密封失去作用，因而在三用閥注液孔與注液槍中的單向閥之間殘存的高壓液便從隔

9、離套10和頂桿8的間隙溢出，使注液槍卸載，從而可以容易地摘下鎖緊3，取下注液槍。n單體液壓支柱使用于煤層傾角小于25、底板不宜過軟、頂板冒落后不影響支柱回收的地質(zhì)條件。n和金屬摩擦支柱相比，單體液壓支柱有以下優(yōu)點(diǎn)：1、初撐力大，一般在70100kN。大的初撐力可以減小頂板的下沉速度，使作業(yè)更加安全。2、工作阻力大而且穩(wěn)定。而金屬摩擦支柱工作阻力不穩(wěn)定，工作面受載不均，頂板容易冒落。3、回柱安全靈活，可根據(jù)工作面頂板情況逐漸卸載。而金屬摩擦支柱一打松水平楔，活柱就立即下落。4、工作面的產(chǎn)量和效率都比金屬支柱高得多，而且材料也少。n其缺點(diǎn)是初期投資較大，單體液壓支柱的價(jià)格約為金屬摩擦支柱的45倍。

10、n與液壓支架相比，雖然用單體液壓支柱支護(hù)頂板的勞動(dòng)量較大，但在采高和傾角變化大的煤層中，比液壓支架適應(yīng)性更好，初期投資也小得多。 第三節(jié)第三節(jié) 金屬鉸接頂梁金屬鉸接頂梁n金屬摩擦支柱和單體液壓支柱必須配備金屬鉸接頂梁才能用于頂板的支護(hù)。n目前廣泛使用的金屬鉸接頂梁為HDJA型頂梁。它適合厚度在1.12.5m的緩傾斜煤層中配合單體支柱支護(hù)頂板。nHDJA型頂梁的結(jié)構(gòu)如圖3-3-7所示，它由梁身1、楔子2、銷子3、接頭4、定位塊5和耳子6等組成。n頂梁的選用：選用時(shí)，應(yīng)使其長度與采煤機(jī)截深相適應(yīng)。 選用支柱時(shí)，其最大高度應(yīng)為煤層最大厚度減去頂梁的高度；支柱最小高度，應(yīng)保證支柱在頂板下沉量最大的情況

11、下能順利回撤，因此，支柱最小高度應(yīng)是煤層最小厚度減去頂板最大下沉量和頂梁高度及支柱卸載高度。 第四節(jié)第四節(jié) 切頂支柱切頂支柱 在普采工作面，切頂支柱配合單體支柱管理頂板，使切頂、移動(dòng)輸送機(jī)等實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。配用切頂支柱后，可取消木垛、臺(tái)棚、矸石帶、密集支柱等特殊支護(hù)設(shè)備，降低坑木消耗，簡化支護(hù)工藝，提高工作面支護(hù)強(qiáng)度，改善頂板狀況，確保生產(chǎn)安全。n圖3-3-8是SDZ-型切頂支柱結(jié)構(gòu)圖，它由支柱1、底座5、復(fù)位橡膠2、控制閥3、推移千斤頂4等組成。連接頭7與工作面輸送機(jī)相連。n該切頂支柱特點(diǎn)：1、支柱上有螺紋加長桿，可無級(jí)調(diào)高；2、支柱1的中部設(shè)有復(fù)位橡膠2，可使支柱工作不致因橫向力過大而損壞。3、支柱的柱帽與活柱為球面接觸，可適應(yīng)頂板的起伏。4、底座底面焊有垂直于煤層傾斜方向的防滑筋8，可適應(yīng)傾角小于15的條件。n其工作原理與液壓支架相同，即由泵站來的高壓液經(jīng)操縱閥6進(jìn)入推移千斤頂?shù)娜我庖磺唬瑢?shí)現(xiàn)拉柱和推溜兩個(gè)動(dòng)作；壓力液經(jīng)操縱閥和高壓膠管及控制閥通過支柱的任一腔，實(shí)現(xiàn)升柱和降柱。承載時(shí)，由于安全閥的控制，支柱實(shí)現(xiàn)恒阻支撐。 第五節(jié)第五節(jié) 滑移頂梁支架滑移頂梁支架 圖3-3-9所示滑移頂梁支架主要由前后頂梁、彈簧鋼板、推進(jìn)油缸和液壓支柱等組成。它使普采工作面的頂板支護(hù)技術(shù)又向更高的機(jī)械化水平邁進(jìn)了一步。n滑移頂梁的工作過程如圖3-3-10，由乳化液泵站輸出的高壓液體經(jīng)