一种与单体支柱混合使用的特殊液压支架的设计

摘要：本文介绍了一种在工作面可以与单体支柱混合使用的特殊支架，并对该支架的主要技术参数、结构特点以及适应性等进行了相关阐述。

关键词：特种液压支架；设计；配套设备

中图分类号：S605文献标识码： A

0引言

近20年来，综合机械化采煤技术在我国得到了广泛应用，而液压支架则是综合机械化采煤设备的核心部分。液压支架使用规模在我国日益壮大，即便如此，单体支柱在我国仍占有一定的比例。本文针对鲁中能源新查庄煤矿的地质条件和矿方要求设计了一种与单体支柱混用的ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架。

1液压支架选型基本要求

（1）煤层地质条件

煤矿煤厚0.73～2.98m，平均1.9m，属较稳定煤层。煤层直接顶板为第四层石灰岩，平均厚度5.00m，裂隙发育，底板为深灰色泥质粉砂岩，厚约1.2m。工作面采用单一走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，工作面采煤工艺为综合机械化采煤。

（2）配套要求

采煤机选用MG2×160/710-WD型，刮板输送机采用SGZ730/400型。支架支护方式为滞后支护，两支架组之间的单体支柱采用“五-四”排支护（如图1所示），支架可成组或单列使用，并能与单体支柱配合实现顶板支护。支架与刮板输送机连接，实现推溜和拉架，同时还具有切顶功能。

图1

2液压支架技术参数

型式双列式（两架为一组）

支架高度/mm1330～2600

支架宽度/mm2100～2460

初撑力/kN3768

工作阻力/kN5000

平均支护强度/MPa0.36 (f=0.2)

底板平均比压/MPa1.13 (f=0.2)

3液压支架结构特点

ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架，两架为一组，为双列支架组，两架中心距为1500mm，两组中心距为6m。每架工作阻力为2500kN,一组为5000 kN，可实现1.3~2.6m高度范围内的调整。

3.1支架整体形式

（1）该支架组采用反四连杆机构，顶梁不设侧护板，底座不设抬底机构。

（2）立柱为双伸缩立柱，每组4个，为前后布置形式。

（3）支架采用左架控制右架、右架控制左架的邻架操纵形式。

3.2支架的组成及结构形式

ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架（见图2）主要由金属结构件、液压件与系统三大部分组成，在井下配合单体支柱进行作业。

图2ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架

1.挑梁 2.长杆 3.短杆 4.左顶梁 5.斜梁 6.上连杆

7.下连杆 8.底座 9.连接板 10.挡矸板 11.右顶梁 12.液压系统 13.挑梁千斤顶14.立柱 15.推移千斤顶

（1）结构件中左右顶梁均为整体式结构，并带有挑梁，可以有效地支护采煤机道上方的顶板，防止工作面片帮冒顶。顶梁之间设有调架装置，防止移架时支架倾斜。左右底座为整体刚性底座，底座设置底调架装置，移架时调正支架。顶梁和底座后端设有挡矸板，防止矸石前窜，保护立柱及液控阀组。上、下连杆均为单连杆，斜梁与上下连杆、底座形成四连杆稳定机构，可保证梁端距变化不大，同时增加支架的抗扭性能。推移千斤顶的一端通过连接头与输送机相连，另一端与底座相连，可实现输送机的推移和拉架的功能，可实现支架组的左右迈步。

（2）立柱是支架的主要承载部件，本架立柱采用双伸缩形式，初撑力942KN，工作阻力1250KN，单架为前后2个立柱。推移千斤顶一组2个，挑梁千斤顶一组2个。支架组共有4个调架千斤顶，其中2个顶调架千斤顶，2个底调架千斤顶，分别位于顶梁和底座的前部、后部。

（3）液压系统采用邻架相互控制形式。由于两组支架间有单体支柱支护，主进主回须从刮板输送机的电缆槽中引出。支架设有喷雾装置，可降低煤尘的污染。液压控制元件为操纵阀组、液控单向阀组、双向锁、安全阀等，液压辅助元件为胶管、弯头、三通等。

4支架组的适应性分析

ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架通过与单柱之间的配合进行作业，支架为滞后支护，工作面单刀移溜步距为0.6m,每割煤一刀支一排支柱，可以完全保证机械化采煤的要求，同时实现顶板支护，保证支架的工作阻力能够承担起已经发生的顶板围岩的作用力，除此之外支架还可以对后部接近采空区的顶板进行切顶处理，使其顺利跨落。

5应用效果

（1）使用ZQL2×2500/13/26HW型特种液压支架后，工作面的支护安全性得到了很大改善，工作面的推进速度明显加快，产量得到了显著提高。

（2）支架与单体支柱混合使用，既到达了机械化采煤的要求，又保证了非常低的生产成本，使收益率得到了很大的提高。

（3）支架的成功应用，给单体支柱支护工作面的改造提供了可靠的实例，满足了一些煤井 的特殊要求，为工作面开创了一种新的支护方式。

参考文献：

［1］杨红芳，张永. 综采面端头区及顺槽使用新型支架组的设计［J］.煤矿机械，2012，33(7):21-22.

［2］王国法. 液压支架技术［M］. 北京:煤炭工业出版社，1999.

［3］刑福康. 煤矿支护手册［M］. 北京:煤炭工业出版社，1991.

作者简介: 翟永强(1985－),山东淄博人,2009年毕业于德州学院,现从事液压支架设计工作,