第四章 液压支护设备.docVIP

第九章 液压支护设备 第一节 概述 在回采与掘进工作面中，为了正常生产并保护工作面机器与人员的安全，要对顶板支撑和管理，以防止工作空间内的顶板垮落。目前使用较普遍、较先进的是液压支护设备。 液压支护设备是由液压元件（缸、阀和油管）与其他金属构件组成，并利用高压液体的压力与液体可压缩性极小的特性来支撑工作面顶板，以达到维护作业空间的一种装置。 回采工作面的液压支护设备主要包括单体液压支柱、滑移顶梁支架和液压支架等三大类。前两种用于普采工作面，液压支架用于综采工作面。 实践证明：液压支护设备（尤其液压支架）具有支撑能力大，支护性能好，架设移动速度快和安全可靠等优点。使用液压支护设备可提高采煤工作面的产量、回采率和工效；能大大地减轻工人的劳动强度，降低生产成本，实现安全生产。 一、 液压支架工作原理 根据采煤工艺对液压支架的要求，液压支架不仅要能够有效地支撑顶板，而且应能随着采煤工作面的推进向前移动。这就要求液压支架必须具备升、降、推、移四个基本动作。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来完成的。每架支架的液压管路都与工作面主管路并联，形成各自独立的液压系统，其中液控单向阀和安全阀设在本架内，操纵阀可设在本架或邻架内，前者为本架操作，后者为邻架操作。液压支架工作原理如图9-1所示。 （一）支架升降 支架的升降依靠立柱2的伸缩来实现，其工作过程如下： 1．初撑 操纵阀8处于升柱位置，由泵站输送来的高压液体，经液控单向阀6进入立柱的下腔，同时立柱上腔排液，于是活柱和顶梁升起，支撑顶板。当顶梁接触顶板，立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后，操纵阀置于中位，液控单向阀6关闭，从而立柱下腔的液体被封闭，这就是支架的初撑阶段。 2．承载 支架达到初撑力后，顶板随着时间的推移缓慢下沉从而使顶板作用于支架的压力不断增大，随着压力的增大，封闭在立柱下腔的液体压力也相应提高，呈现增阻状态。这一过程一直持续到立柱下腔压力达到安全阀动作压力为止，称之为增阻阶段。在增阻阶段由于立柱下腔的液体受压，其体积将减小以及立柱缸体弹性膨胀，支架要下降一段距离，把下降距离称为支架的弹性可缩值，下降的性质称为支架的弹性可缩性。 3．卸载 当操纵阀8处于降架位置时，高压液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀6，立柱下腔排液，于是立柱（支架）卸载下降。 （二）支架推移 液压支架推移动作包括移支架和刮板输送机。根据支架型式的不同，移架和推溜方式不同，但其基本原理一样，都是通过推移液压缸的推、拉来完成的。图9-1为支架与刮板输送机互为支点的推移方式，移架和推溜共用一个推移液压缸，该液压缸的两端分别与支架底座和输送机连接。 1．移架 支架降架后，将操纵阀7放到移架位置，从泵站来的高压液经操纵阀7进入推移液压缸的活塞杆腔，活塞腔回液。此时，活塞杆受输送机制约不能运动，所以液压缸缸体便带动支架向前移动，实现移架，支架移到预定位置后将操纵阀手把放回零位。 2．推移输送机 需要移输送机时，支架支撑顶板，将操纵阀7放到推溜位置，高压液进人推移液压缸活塞腔，活塞杆腔回液，因缸体与支架连接不能运动，所以活塞杆在液压力的作用下伸出，推动输送机向煤壁移动，当输送机移到预定位置后，将操纵阀手把放回零位。 采煤机采煤过后，液压支架依照降架-移架-升架-推溜的次序动作，称为即时支护，其特点是顶板暴露时间短，梁端距较小。适用于各种顶板条件，是目前应用广泛的支护方式。如果液压支架依照推溜-降架-升架的次序动作，称为滞后支护，其特点是支护滞后时间长，梁端距大，支架顶梁较短。可用于稳定、完整的顶板条件。如果液压支架依照次序为采煤机采煤过后，支架伸出伸缩梁-推溜-降架-移架（同时缩回前伸梁）-升架，则称为复合支护，其特点是支护滞后时间短，但增加了反复支撑次数。可用于各种顶板条件，但支架操作次数增加，不能适应高产高效要求。 二、液压支架的组成 根据液压支架各部件的功能和作用，其组成可分为四部分： （1）承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。 （2）液压缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。 （3）控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其主要功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工作特性。 （4）辅助装置，如推移装置、护帮（或挑梁）装置、伸缩梁（或插板）装置、活动侧护板、防倒防滑装置、喷雾装置等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。 (一)承载结构件 1．顶梁 直接与顶板相接触承受顶板载荷的部件称为顶梁。支架通过顶梁实现支撑、控制顶板的功能。支架常用顶梁形式有3种：整体顶梁、铰接顶梁和楔形结构顶梁。铰接顶梁的前段称为前