2022年自动化采煤 .pdf

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1、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 27 页 - - - - - - - - - 1 摘要采煤自动化必将成为未来煤矿发展的方向。采煤自动化会进一步提高采煤效率，降低工人劳动，减少煤矿事故的发生自动化。在采煤自动化过程中综采机、液压支架、刮板输送机、转载机、皮带输送机等大型随着科学技术的发展，让更多的先进机械化设备投入到煤矿开采中。采煤自动化研究就是把各种采煤设备经过合理的安装和搭配，通过智能化控制实现破煤、装煤、运煤、顶板支护、采空区的处理等各种采煤项目的机械

2、的合理选择与分配是实现采煤自动化的关键。关键词 ：采煤机；液压支架；刮板输送机；桥式转载机；自动化生产名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 27 页 - - - - - - - - - 2 目录第一章采煤自动化发展概况. 3第二章自动化采煤的类型及配套设备. 4第三章滚筒采煤机及选型. 53.1 滚筒采煤机的组成. 53.2 滚筒采煤机的工作原理. 63.3 滚筒采煤机的参数选择. 73.4 采煤机的选择原则. 10 第四章支护设备的选择. 12 4.1 支护设

3、备的用途和种类. 12 4.2 选型原则 . 12 4.3 支架选择内容. 13 4.4 辅助装置 . 18 4.4.1 推移装置 . 18 4.4.2 泵站主要参数. 18 第五章带式输送机 . 20 5.1 带式输送机的工作原理. 20 5.2 输送带的分类. 20 5.3 输送带的连接. 21 5.4 托辊的选择 . 22 5.4.1 张紧装置的选择与设计. 22 5.4.2 张紧装置在使用中应满足的要求. 23 5.4.3 拉紧装置布置时应遵循的原则. 23 总结 . 24 参考文献 . 25 致谢 . 26 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

4、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 27 页 - - - - - - - - - 3 第一章采煤自动化发展概况采煤自动化开始于20世纪 40 年代。 40 年代采煤机的产生，使采煤工作面的破煤和装煤实现了机械化，但是耗能大、效率低。所以生产率很低。50 年代滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支架的产生，从而采煤自动化的发展。但是由于当时采煤机上的滚筒是死滚筒，不能够实现调高， 因而限制了采煤机的适用范围。 60 年代单摇臂滚筒采煤机的出现解决了采高调整问题扩大了采煤机的适用范围，使采煤机适应煤层厚度变化的能力得到了加强。170 年

5、代双摇臂滚筒采煤机的出现、 进一步解决了工作面开切口问题。液压支架和弯曲输送机技术的不断提高，把综采技术推向了一个新水平。80 年代综采自动化采煤技术得到了进一步发展和提高，综采设备开始向大功率、高效率、性能完善方面发展。相继出现了 7501000的采煤机，功率为9001000KW 生产能力达 1500t/h 的刮板输送机和工作阻力达1500KN的强力液压支架等。近年来，电牵引采煤机已发展成为国际主导机型，不但可控制调速机的直流电机而且以开发了多种类型的交流调频电牵引采煤机。伴随着采煤机的快速发展，支护设备、运输设备、掘进机械以及供电设备等配套设备也取得了较快发展。多种类型的液压支架可以满足不

6、同煤层开采的要求，大功率高强度高效率的运输机械也保证了采煤机效能的极大发挥。今后采煤自动化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之到达高产、高效、安全、经济。向遥控及自动控制发展，逐步过渡到无人工作面采煤，提高单机的可靠性，并使之系列化，标准化和通用化。研制厚、薄及机械煤层等难采煤层的机械化设备，解决端头技术，研制工作面巷道与工作面端部连接处的设备等，以进一步提高工作面产量和安全性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 27 页 - - - - - - - -

7、- 4 第二章自动化采煤的类型及配套设备从采煤工作面自动化程度及配套设备能力的角度，采煤自动化类型可分为3大类普通机械化采煤（普采） 、综合机械化采煤（综采） 、高产高效综采。现以综合机械化采煤工作面的配套设备来说明采煤自动化设备在矿井中的配置。综采机械化采煤工作面的配套设备及工作面布置如图: 采煤机（ 1）刮板输送机（ 2）和液压支架（ 3）为工作面的主要设备。采煤机从一端向下（向上）割煤时。割过15 至 20m后，液压支架将刮板输送机推向煤壁再降架以刮板输送机为支点前移， 然后支撑，直至割到另一端完成切割循环。端头支架用来支护刮板输送机的机头和机尾部以防止煤层垮落，保证转载顺利进行。设备列

8、车上的设备用来提供电力、液压力和实现采煤机的自动化控制。2液压安全绞车用来防止大倾角采煤时采煤机下滑；喷雾泵站提供采煤机的冷却和灭尘用水。通过以上设备相互配合和协调动作，实现落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及巷道运输等生产工序的全部自动化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 27 页 - - - - - - - - - 5 第三章滚筒采煤机及选型滚筒采煤机是目前国内外采煤机械的主要类型，现在已经研究出很多机型。它与刨煤机相比有许多优点； 才高范围大、 对各种

9、煤层适应性强、 能截割硬煤层并能适应较复杂的顶板条件，有利于实现综采设备的自动化控制。3.1 滚筒采煤机的组成滚筒采煤机的种类很多， 结构也较复杂， 但其基本部件大致相同， 均由电动机及其电气设备、 牵引部、截割部和附属装置等四部分组成。下图所示的双滚筒采煤机说明其组成。双滚筒采煤机1电动机； 2牵引部； 3牵引链； 4截割部减速器；5摇臂； 6滚筒； 7弧形挡煤板； 8底托架； 9滑靴； 10调高油缸； 11调斜油缸； 12拖缆装置； 13电气控制箱1）电动机及其电气设备电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱 13。3电动机 1是采煤机的动力部分， 它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。电

10、动机为防爆型鼠笼式。 电气控制箱 13内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护。2）牵引部牵引部的作用是带动采煤机在工作面作往复移动，以实现采煤机的连续割煤和装煤。牵引部主要包括牵引部减速器和牵引机构。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动。牵引机构可分为有链牵引和无链牵引两类。3）截割部截割部的作用是向螺旋滚筒传递截割功率。截割部主要包括截割部减速器4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 27 页 - - - -

11、- - - - - 6 和螺旋滚筒 6。 左右截割部减速箱 4将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂5的齿轮，以驱动滚筒 6。滚筒6是采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截煤用的截齿， 由螺旋叶片将落下的煤装到刮板输送机中。 为了提高螺旋滚筒的装煤效果， 滚筒侧装有弧形挡煤板 7，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180。4）附属装置附属装置主要包括挡煤板7、底托架 8、电缆拖移装置 12、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置。底托架8用来固定整个采煤机，并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上。采空区侧两个滑靴套在输迭机的导向管上，以保

12、证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸10用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高。调斜油缸 11用来调整采煤机的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求。采煤机的电缆和供水管靠拖缆装置12夹持，并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动。4为降低电动机和牵引部的温度，采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统。3.2 滚筒采煤机的工作原理单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下的煤不经机身下部运走，从而可降低采煤机机面（由底板到电动机上表面）高度。单滚筒采煤机上行工作时， 滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180；接

13、着，机器下行工作，滚筒割底部煤及装煤， 并随之推移工作面输送机。 这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。双滚筒采煤机工作时， 前滚筒割顶部煤， 后滚筒割底部煤。 因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次， 可以进一刀； 返回时又可以进一刀， 即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。1）滚筒的旋转方向采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤， 滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律对于单滚筒采煤机， 使用在左工作面的滚筒

14、， 应顺时针旋转，使用右旋滚筒。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 27 页 - - - - - - - - - 7 使用在右工作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒。对于双滚筒采煤机， 为了保证采煤机的工作稳定性， 双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反， 以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。 两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆。 采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司

15、机正常操作。二是前逆后顺。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。2) 采煤机的分类方式、特点及适用范围采煤机械是进行破煤和装煤的机器， 是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。 刨煤机是一种采用刨削方式落

16、煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强， 能截割硬煤， 并能适应较复杂的顶底板条件， 因而得到了广泛的应用。 刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。5滚筒式采煤机的种类较多， 按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄煤层， 后者多用于中、 厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵

17、引； 按牵引部的调速方式可采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。3.3 滚筒采煤机的参数选择1）生产率采煤机的生产率分为理论生产率、技术生产率和实际生产率。理论生产率：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 27 页 - - - - - - - - - 8 理论生产率是指采煤机在给定条件下以最大可能的工作参数连续运行得到的生产率，也称为最大生产率。 一般采煤机技术特征中给出的生产率 （生产能力）就是理论生产率，它的计算公式如

18、下：qHBvQ601式中1Q理论生产率， t/h ；H采高， m ；B截深， m ；qv给定条件下最大可能的牵引速度，m/min ；实体煤密度，1.3 3mt一1.4 3mt。技术生产率：技术生产率是考虑了采煤机必须完成的辅助作业时间（检查机器、换截齿、开缺口空行程等）和消除故障时间后得到的生产率。实际生产率：实际生产率是进一步考虑了采煤机以外的各种因素所造成的停机时间后得到的生产率。这些因素是由于工作面组织工作和其他配套设备所存在的问题引起的，如输送机和液压支架工作能力不适应或故障、工作面事故、供电系统故障等。6显然， 由于采煤机自身以及外界各种因素造成的停机时间使采煤机的实际生产率低于理论

19、生产率较多。 为了提高实际生产率， 从采煤机自身方面看， 就是要合理地提高牵引速度， 减少辅助作业时间， 加强机器的检查保养， 不出或少出故障，提高采煤机的开机率； 从工作面组织和技术管理方面看，就是要使配套设备的工作能力满足采煤机的要求， 采煤工艺的各工序间要协调好， 杜绝工作面事故，尽量减少设备故障等。采煤机的实际生产率必须满足工作面产量计划的要求。2）截深目前我国多数采煤机的截深在0.6 m 左右。在薄煤层中，由于牵引速度不能太快， ，为了提高生产率，采煤机截深可加大到0.75 m 1.0 m ；现代的电牵引采煤机，为了使其生产率满足高产高效的要求，截深普遍达到了0.8 m 1.0 m

20、，少数甚至可达 1.2 m，当然这需要大的装机功率配合。3）滚筒直径滚简直径是指滚筒截齿齿尖处的直径。单滚筒采煤机一次采全高或薄煤层双名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 27 页 - - - - - - - - - 9 滚筒采煤机的滚筒直径mHD)3.01.0(min。(minH为最小采高 ) ；中厚煤层使用的单滚筒采煤机的滚筒直径max)6.055.0(HD (maxH为最大采高）；双滚筒采煤机的滚筒直径应略大于最大采高之半。4）机面高度与底托架高度机面高度

21、是指从工作面底板表面至采煤机上表面的高度。一种采煤机型往往有几种不同的机面高度（靠使用不同高度的底托架及输送机槽获得），以适应在采高范围内不同高度工作时的要求，因此选型时要特别注意，并向厂家说明。已知最大采高时，可用下面的公式计算出相应的机面高度和底托架高度。)2sin(2maxmaxDLhHA式中 A机面高度， m ；maxH最大采高， m ；h电动机高度， m ；L摇臂长度， m ；maxa摇臂向上最大摆角；D滚筒直径， m 。)2sin2(maxmaxSDLhHhSAU式中U 低托架高度， m ；S输送机槽槽帮高度， m 。采煤机的机面高度应保证在最小采高时的过机高度（采煤机机面到支架顶

22、梁的间距）不小于 100 mm 250 mm 。确定底托架高度后，应核算是否能保证必要的过煤高度C。一般，在中厚煤层中应达到mmmmC300250；在薄煤层中应达到mmmmC300200。用于高产高效工作面的采煤机由于其生产能力很大，顺利过煤成为突出的问题， 过煤空间断面成为反映采煤机能力的重要参数，一般可达226.05.0mm。5）牵引速度牵引速度是决定采煤机生产率和装机功率的重要参数。目前，一般采煤机的最大牵引速度在 10 m/min以下。实际工作中，如使用采煤机的自动调速系统，则可以预先给定较高的牵引速度， 运行中由自动调速系统调节牵引速度，但应注意输送机的运煤能力和移架速度是否跟得上。

23、如不使用自动调速系统， 司机则根据工作面条件（煤质硬度、是否含夹石及所含的程度、倾斜工作面的运行方向等）以及工序间的配合情况选择合适的牵引速度，这在很大程度上决定于司机的责任名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 27 页 - - - - - - - - - 10 心和技术熟练程度。用于高产高效工作面的采煤机， 为了满足高生产率的要求， 其牵引速度已有大幅度的提高。6）截割速度（或滚筒转速）有的采煤机可以变换 23种滚筒转速，应根据不同煤质时使用的牵引速度选用。

24、使用大直径滚筒时，为了减小截割速度，应采用较低的滚筒速度。7）装机功率采煤机的装机功率是所有电动机功率的总和，它是反映采煤机综合能力的重要参数。液压牵引采煤机一般有单电动机和双电动机的组合，在采煤机适用范围内，可根据工作面条件选用。例如，采高较小、煤质较软、含研较少以及倾角不大时使用单电动机， 反之使用双电动机。 电牵引采煤机除牵引电动机外，还有截割部电动机，其装机功率多在500 kW以上，最大可达 1500 kW ，以适应高产高效工作面的要求。3.4 采煤机的选择原则采煤机选型原则通常是要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求， 以及与刮板输送机和液压支架的匹配要求。 并结合以下四点依据，确

25、定采煤机的选型：根据煤层厚度选择采煤机械，给出的设计参数中煤层平均厚度为2.5m，属于中厚煤层，可选用双滚筒采煤机。71）根据煤的力学性质选择采煤机械煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数f 、抗压强度、截割阻抗A、韧性、层理和节理的发育情况、 夹石含量及分布等。 这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小。2）根据煤的坚硬度系数f 和截割阻抗 A，将煤分为三类：a. 软煤 f 1.5 ，A180N/mm; b. 中硬煤 f 1.5 3.0 ，A180240N/mm; c. 硬煤 f 3.0 ，A240360 N/mm 。各种刨煤机最适合开采软煤， 特别是脆性软煤； 韧性中硬煤应

26、选用中等功率的滚筒式采煤机； 脆性总硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机；硬煤必须选用大功率的滚筒式采煤机。滚筒式采煤机可以截割各种硬度的煤。设计参数中 A=230N/m 、f=3.5 ，属于偏硬一些的中硬煤，因此，滚筒采煤机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 27 页 - - - - - - - - - 11 宜选用中等偏大功率。3）煤层倾角对选择采煤机械的影响。根据开采技术特点将煤层倾角分为三类：025为缓倾斜煤层； 2545为倾斜煤层； 4590为急倾斜煤层

27、。倾角小于12的煤层，对机械化开采最为有利，一般不必考虑采煤机的防滑问题。因此，本次选用采煤机不用设置防滑装置。4）顶底板性质对选择采煤机械的影响。顶底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备的选择，因此，选择采煤机时应同时考虑选择何种支护设备。8例如，对于不稳定顶板，控顶距应当尽量小，应选用窄机身采煤机和能超前支护的支架；若底板松软， 则不宜选用拖钩式刨煤机、底板支撑式爬底板采煤机和混合支撑式爬底板采煤机，而应选用靠输送机支撑和导向的滑行刨、 悬臂支撑式爬底板采煤机、 骑溜子工作的滚筒式采煤机和对底板接触比压小的支架。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

28、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 27 页 - - - - - - - - - 12 第四章支护设备的选择4.1 支护设备的用途和种类在回采工作面中， 为了保护工作面内机器和人员的安全生产，要对顶板进行支撑和管理，以防止工作面空间的顶板冒落。回采工作面使用的使用的支护设备有金属摩擦支柱、单体液压支柱和自移式液压支架。它们与采煤机和工作面输送机分别组成“普采”、 “高档普采”和“综采”设备。液压支架是以高压液体为动力， 由金属构件和若干液压元件组成。它使支架的支撑、切顶、移架和输送机推移等工序全部实现了机械化。因而大大地改善了回采工作

29、面的工作条件、 降低了人们的劳动强度， 有效地增加了摇动安全性， 使工作面的产量和效率得到了很大的提高，并为工作面的自动化创造了条件。但液压指教对煤层的地质条件要求较高，初期投资较大。4.2 选型原则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。在具体选择架型的时，首先要考虑煤耗层的顶板条件，它是选择支架架型的依据。1）煤层厚度根据我国煤层赋存的特点，当厚度超过2.5m、顶板有水平推力时，应选用抗水平力强的支架， 一般不宜选用支撑式支架。 当煤层厚度在 2.5 2.8m以上时应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变

30、化较大时， 应选用调高范围大的支架。2）煤层倾角煤层倾角在1015以上时，支架应有防滑和调架装置；当倾角超过18时，应同时具有防滑和防倒装置。3）底版强度支架底座对底板的接触比压应小于底板的允许比压，允许比压与底板的岩石性质有关，对于砂岩底板，其值一般为1.96 2.16Mpa，软底板为 0.98Mpa左右。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 27 页 - - - - - - - - - 13 接触比压与具体支架有关，选型时应验算接触比压值。4）瓦斯涌出量对

31、于瓦斯涌出量大的工作面， 应优先选用通风断面大的支撑式和支撑掩护式支架。5）地质构造断层十分发育、煤层厚度变化大、顶板允许暴露面积和时间分别在58m和 20min 以下时，暂不宜采用综采设备。6）设备成本能同时允许使用几种架型时, 应优先选用价格便宜的支架. 在一般情况下 , 支撑式支架最轻 , 造价也最便宜 . 而支撑掩护式支架最重最贵. 此外, 对于对于特定的开采要求, 应选用特种支架 . 如厚煤层分层开采时选用铺网支架 , 冒落法开采时选用放顶煤支架, 工作面端头支护选用端头支架, 等等. 4.3 支架选择内容1）液压支架的工作原理和过程升架: 操纵手动换向阀 , 使得液压油进入缸体下腔

32、, 上腔回油 , 立柱逐渐上升( 初撑阶段 ), 处于增阻阶段。增阻阶段 , 下腔压力上升 , 一直达到安全阀调定压力。降架: ( 为推移架做准备 )操纵手把 , 立柱上腔进压力油 , 下腔回油 (液控单向阀), 立柱下移。移架：操纵手动阀，溜子为支点，移架，然后紧接着升架。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 27 页 - - - - - - - - - 14 推溜：支架为支点，推溜。图：支架工作特性曲线2）初撑力 Pc 初撑力大小对支架的支护性能和成本都有

33、很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力， 减慢顶板的早期下沉速度， 增加顶板的稳定性， 但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。一般取初撑力为 0.6 0.8 倍的工作阻力。在此我们取0.8 倍的工作阻力计算如下： 20830.81666.4kN。3）工作阻力 P 有效工作阻力与支架工作阻力的比值, 称为支架的支撑效率 .; 在考虑了支撑效率后 , 所需每架立柱的总工作阻力P应为:P=Q/ (MPa) 4）移架力和推溜力移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。液压支架的工作原理升架：将操纵阀 8 打开升架位置，高压乳化液经操纵阀8，液控单向阀进入立柱下腔，同时立柱上腔回油

34、，支架升起并撑紧在顶底板之间。降架：将操纵阀 8 打开降架位置， 高压乳化液进入立柱上腔， 同时打开液控单向阀，立住下腔回液，支架实现降架。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 27 页 - - - - - - - - - 15 1、利用操纵阀 7 和推移千斤顶实现推溜和移架。2、初撑力：立柱下腔到达工作压力时，所有立柱对顶板的总推力，称为初撑力。3、增阻阶段：初撑结束后，将操纵阀打到中间位置，立柱下腔工作液体被液控单向阀 6 封死，随着顶板下沉， 立柱下腔工

35、作压力升高， 立柱推力也随之增大。4、恒阻阶段：当立柱下腔的工作液体压力达到安全阀的调定工作压力时，安全阀溢流， 立柱收缩随之下降， 当立柱下腔工作液体压力低于调定压力时，安全阀关闭，这就是恒阻阶段。5、恒阻特性：可以限制支架构件受力，保护其安全工作。6、增阻特性： t1 与顶板下沉速度，初撑力大小和初撑质量有关。较大的初撑力和较好的初撑质量可以延缓顶板的下沉速度、迅速压顶梁上和底座下的浮煤碎矸，较快地达到工作阻力， 增加顶板的稳定性。 液压支架的恒阻特性可以限制支架构件受力，保护其安全工作。7、控制阀：液控单向阀和安全阀集成为一个阀成为控制阀。8、工作阻力：支架所有立柱的最大推力称为液压支架

36、的工作压力。9、支架按工作方式可分及特点:1 支撑式：立柱多，支撑力大， 切顶能力强，顶梁长，通风断面大，但对顶板的重复支撑次数多， 架间不靠紧漏矸， 结构简单，重量轻。适用直接顶比较完整，坚硬，老顶有明显周期来压的条件。2 掩护式的特点掩护梁，架间齐紧，故掩护性能好，但立柱少，切顶能力弱，因顶梁短控顶距小，故支架强度并不小，对顶板的重复支撑次数少，通风断面小。抗水平能力强，但立柱不受横向力。适用于不稳定的顶板和中等稳定的直接顶（1，2 类） ，或周期来压缓和的老顶（I ，II ）等矿压条件。支撑掩护式支架特点兼有垛式和掩护式支架的结构特点和性能，可适应各种顶板条件。10、老顶按周期来压显现和

37、冒落带充满采空区程度和初次来压步距来分类。11、直接顶按强度指数D和初次跨落步距来分类。12、直接顶的稳定性对液压支架的选型常有决定性影响。13、老顶对支护的载荷和可缩量都有决定影响。14、工作面的承载能力影响液压支架选型，支柱和支架底座的结构以及支撑能力的发挥。15、底板的分类指标有1 基本指标 2 辅助指标 3 参考指标 4 岩石性质名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 27 页 - - - - - - - - - 16 16、四连杆机构由掩护梁，前连杆，

38、后连杆，底座构成，能承受纵向水平载荷。支架在调高范围内的梁端距变化量也由这个机构决定。17、护帮装置在前梁端部，防止煤壁片帮伤人。18、 推移千斤顶的活塞在活塞杆靠缸口侧轴向不定位，可以在活塞杆上游动，这样可使移架力大于推溜力小。19、影响架行选择因素： 1 煤层厚度 2 煤层倾角 3 底板强度 4 地质构造 5 瓦斯含量 6 设备成本20、伸缩比：支架的伸缩比指最大结构高度与最小结构高度之比。21、及时支护：先支护，后移架。滞后支护：先移架，后支护。22、液压支架的分类： 按在采煤工作面的安装位置来划分，液压支架分有端头支架和中间支架。中间支架按其结构形式划分，支撑式（垛式和节式），掩护式和

39、支持掩护式。23、液压支架的总体参数：高度和伸缩比，宽度和覆盖率，顶梁长度，支护强度，工作阻力和初撑力，移架力和推溜力。24、液压支架主要由顶梁，立柱，底座，推移千斤顶，操纵阀和控制阀（包括安全阀，液控单向阀） ，工作面输送机组成。基本动作有升柱，降柱，移架，推溜。支架的升降依靠支柱来完成。移架和推溜由底座上的推移千斤顶来完成。当需要移架时， 先降柱卸载， 然后通过操纵阀使高压液体进入推移千斤顶的活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁。当需要推移输送机时， 支架支撑顶板后， 使高压液体进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

40、25、液压支架的优点液压支架具有支护性能好，强度高，移架速度快，安全可靠等优点，它的使用能增加采煤工作量的产量，提高生产劳动率，降低成本，减轻工人的体力劳动和保证生产安全。26、单体液压支柱的特点及适用条件: 单体液压支柱是介于金属摩擦支柱和液压支架间的一种支护设备， 其工作特征是恒阻的， 并具有初撑力较大， 支护效率高，回柱安全，使用寿命较长等优点，适用于倾角小于25适用: 底板比压大于 20Mpa的缓倾斜煤层。27、 液压支架的架型选择的依据: 液压支架的架型选择主要取决于顶板性质，采高，煤层倾角等地质条件，应结合各类支架的性能和特点合理地选择。28、液压支架防滑，防倒装置的作用: 当工作

41、面煤层倾角 15时，只在工名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 27 页 - - - - - - - - - 17 作面下端三架支架上安装防滑， 防倒装置，使它们的顶梁用防倒千斤顶互相拉住，底座之间用调架千斤顶相互拉住。为防止底座下滑和调整下滑， 缸体铰接在第一架底下侧的防滑千斤顶通过链条并绕过导链器与第三架支架后端固定。当煤层倾角15时，工作面全部支架的底座间都要装调架千斤顶，这样可使支架在倾角35的工作面可靠地工作。29、 液压支架的主要部件的结构有:(1

42、) 顶梁（2）掩护梁（3）四连杆机构（4）侧护板（ 5）底座（6）推移装置（ 7）护帮装置（ 8）防滑，防倒装置（ 9）立柱。30、支护强度： 是液压支架的一个重要参数，它是液压支架对顶板的支撑力R（KN ）与支架对顶板的支护面积F（ ）之比。护式支架的支护性能：支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少， 能带压移架但由于顶梁短， 立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。掩护式支架适用于顶板不稳定或中等稳定，老顶周期压力不明显、 瓦斯含量少的破碎顶板条件。支撑掩护式支架的基本结构。 顶梁

43、1 由前梁与主梁构成， 四根立柱支撑在顶梁和立柱之间，掩护梁的上端与顶梁铰接，下端用连杆与底座相连。支架的优点： 支撑力大，切顶性能强， 防护性能好， 通风断面大， 稳定性好，应用范围广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，首先要考虑煤耗层的顶板条件表 （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。9它是选择支架架型的主要依据）选择架型时，还要考虑下列因素：1）煤层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2.5 2.8m（软煤取下限，

44、硬煤取上限）时，应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。2）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。 当名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 27 页 - - - - - - - - - 18 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。3）底板性质底板随支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定

45、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，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96 2.16Mpa，软底板为 0.98Mpa左右） 。4）瓦斯涌出量对于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。5）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 和 20min 以下时，暂不宜采用液压支架。4.4 辅助装置支架的辅助装置是指不直接承受顶板载荷，但又是实现支架各种动作或功能所不可缺少的机构或组件。4.4.1 推移装置支架的推移装置是实现支架自身前移和输送机前移的装置。一般由推移千斤顶、推杆或框架

46、等导向传力杆件以及连接头等部件组成。1）无框架式推移装置2）框架式推移装置乳化液泵站是采煤工作面支护设备及推移装置的动力源。主要由乳化液泵组（一般由 2 台乳化液泵组成、一台工作，一台备用） 、乳化液箱、以及必要的控制、保护、监视等元件及连接管路。4.4.2 泵站主要参数1）泵站压力泵站压力必须满足立柱初撑力和千斤顶最大推力要求。若一种泵站压力不能同时兼顾两方面的要求时，应修改缸径或采用两种供液压力。所需的泵站压力 Pb： PbK1?Pm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

47、第 19 页，共 27 页 - - - - - - - - - 19 式中 Pm根据立柱初撑力或千斤顶推力算得的工作压力；K1考虑从泵站到支架管路中压力损失系数，一般1.1 1.2 ，支架管路长，且弯曲处多，应取最大值。2）泵站流量液压支架液压支架的移置速度应大于采煤机的工作牵引速度。一般按一架支架全部立柱和千斤顶同时动作来估算所需泵站的流量。Qb K2（Qi）（ Vq/A）10-3（l/min ）式中Qi一台支架全部立柱和千斤顶同时动作所需的流量，cm3 ；Vq采煤机的最大工作牵引速度（m/min） ；A支架中心距（ m ） ；K2考虑从泵站到支架管路泄漏损失系数，一般为1.1 1.3 。根

48、据Pb、Qb 从乳化液泵名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 27 页 - - - - - - - - - 20 第五章带式输送机5.1 带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机， 其主要部件是输送带， 亦称为胶带， 输送带兼作牵引机构和承载机构。 它主要包括一下几个部分： 输送带 ( 通常称为胶带 )、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。5.2 输送带的分类按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯

49、又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉， 尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。 钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中 , 钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：1）应具有较高的破断强度

50、。 钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高， 所用绳之直径即可缩小， 输送带可以做的薄些， 已达到减小输送机尺寸的目的。2）绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义. 提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。3）应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。4）应具有较好的柔性 . 制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -