综合机械化采煤工作面之液压支架

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综合机械化采煤是指采煤工作面中采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套。

采煤的主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化,此外,顺槽运输采用带式输送机也实现了相应的机械化。

液压支架是以高压液体为动力,由若干液压元件(油缸和阀件)与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。

(一)作用

液压支架是用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板,同时还能前移和推进工作面输送机,与采煤机、输送机配套使用,实现了落煤、装煤、运煤、支护和放顶回采工艺过程的全部机械化,即所谓的综合机械化采煤。

综合机械化采煤工作面之液压支架

综合机械化采煤工作面之液压支架

液压支架的特点:

具有结构强度高、支护性能好、移架速度快、安全可靠等优点,能使采煤工作面达到高产量、高功效和高回采率,减轻劳动强度,降低成本和掘进率,实现安全生产。

液压支架工作原理:

液压支架是依靠高压液体、立柱和相应的动力千斤顶可实现升架、降架、推溜、移架四个基本动作。

综合机械化采煤工作面之液压支架

根据回采工艺对液压支架的要求,液压支架不仅要能够可靠的支撑顶板,而且应能随着采煤工作面的推进而向前移动。这就要求液压支架必须具备升降和推移两个方面的基本动作,这些动作的完成是利用乳化液泵站供给的高压液体,通过立柱和推移千斤顶来完成的。

1、升架

将操作阀7置于“升架”位置,由泵站经压力胶管P输送来的高压液体通过液控单向阀8进入立柱下腔;立柱上腔的液体通过操纵阀流至回液管T,于是立柱向外伸出支架升起。

2、推溜

在支架处于支撑的状态下,将操纵阀置于“推溜”位置,高压液体经操纵阀进入推移千斤顶6的左腔;其右腔液体经操纵阀流至回液管T。此时,推移千斤顶活塞杆伸出,将工作面输送机10推向煤壁。推移距离一般为采煤机的一个截深。

3、降架

将操纵阀打到“降架”位置,高压液体经操纵阀流入立柱的上腔,并同时打开液控单向阀8;立柱下腔的液体经液控单向阀、操纵阀后流至回液管T,于是立柱回缩,支架高度降低。

4、移架

在支架卸载(降架)或部分卸载后,将操纵阀打到“移架”位置,高压液体进入推移千斤顶右腔;千斤顶左腔低压液体流回回液管路T,此时千斤顶缸体带动支架右移。移动的距离与推溜的距离相等。

在生产实际中,对于以上液压支架的四个基本动作的顺序,应根据回采工艺的具体工序来确定。

综合机械化采煤工作面之液压支架

综合机械化采煤工作面之液压支架

液压支架的结构及其作用:

组成:液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质组成

综合机械化采煤工作面之液压支架

(1)承载结构件

顶梁:是直接与顶板相接触,并承受顶板岩石载荷的支架部件。

掩护梁:是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间,并承受冒落矸石的载荷,以承受顶板水平推力的部件。

底座:是直接与底板相接触,传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。

(2)执行元件

立柱:主要用于承受顶板载荷和调节支护高度的液压缸。

千斤顶:除了立柱以外的各种油缸,主要来完成推移刮板输送机、移设支架和支架的调整和各种保护动作等。

千斤顶有推移千斤顶、前梁千斤顶、侧护千斤顶、平衡千斤顶、护帮千斤顶等。

(3)控制和操纵元件

阀式液压支架中的控制元件,根据阀在液压系统中的作用不同可分为:

(1)操纵阀:主要完成液压系统中的油路控制,实现液压执行元件的最终工作过程。

综合机械化采煤工作面之液压支架

(2)安全阀:主要是防止液压执行元件(立柱、千斤顶)过载,保证液压执行元件安全可靠的工作。

通过安全阀可以保证支架的可缩性和恒压性,当立柱支撑的顶板压力超过立柱的工作阻力时,安全阀就溢出乳化液,立柱回缩保持支架的恒阻。

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(3)液控单向阀:主要实现液压执行元件(立柱、千斤顶)的闭锁。

综合机械化采煤工作面之液压支架

液压支架升降过程:

综合机械化采煤工作面之液压支架

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(4)辅助装置

1、推移装置:是液压支架必有的重要辅助结构件。移液压支架和推刮板输送机的动作,就是通过推移千斤顶及其附属装置来完成。

2、护帮装置:主要是在开采厚煤层或煤质松软的一些中厚煤层时为防止煤壁片帮而设计的。

护帮装置安装在支架前梁的梁端下部,一般又护帮千斤顶和护帮板组成的。

(5)传动介质

液压支架较多使用的传动介质为乳化液。

乳化液是水和油均匀的掺合在一起,形成乳状的液体,可分为油包水型和水包油型两大类。

液压支架使用水包油型乳化液的优点是:粘度小,在管道内流动阻力小;来源广,价格低;不会燃烧,安全性好;不易生成泡沫,空气的溶解度低;加入添加剂,能使金属零件有足够的防锈性,对橡胶等密封材料有良好的适应性;有一定的润滑性能;对人体皮肤无刺激性等。

乳化泵站及供液系统

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