遼寧工程技術大學
《採掘機械》綜合訓練（二）
綜合訓練任務書
一、設計任務及要求
(1) 根據所給原始資料進行液壓支架選型的詳細計算；
(2) .編寫綜採工作面液壓支架選型設計說明書；
(3) 工作面液壓支護裝置配套關係圖
設計原始資料及條件：
二、上交材料
(1) 設計圖紙（綜採工作面裝置配套關係圖）
(2) 設計說明書
三、進度安排(參考)
(1) 熟悉設計任務，收集相關資料
(2) 擬定設計方案
(3) 繪製圖紙
(4) 編寫說明書
(5) 整理及答辯
四、成績評定
成績教師
日期1 確定液壓支架的選型 1
1.1確定架型 1
1.1.1頂板分類（級） 1
1.1.2架型與支護強度初選 1
2主要引數計算和支架型號的確定 2
2.1支架高度 2
2.2頂樑長度 3
2.3 底座的寬度 5
2.4支架中心距 5
2.5支架移架步距 5
2.6支護強度和工作阻力 5
2.7初撐力 6
2.8移架阻力及推溜力 7
2.9確定支架型號 7
3、效能驗算 8
3.1底板比壓校驗 8
3.2工作阻力（支護強度）和初撐力的驗算 9
3.3頂板覆蓋率 10
4、支架布置台數 10
5乳化液幫浦站的選型 11
5.1乳化液幫浦 11
5.1.1 幫浦站壓力的確定 11
5.1.2幫浦站流量確定 13
5.1.3選擇乳化液幫浦 14
5.2乳化液幫浦的電機功率 15
5.3乳化液箱容積的驗算 16
5.4乳化液 17
6防護裝置 17
參考文獻 18
1 確定液壓支架的選型
1.1確定架型
按頂板分類方案對液壓支架的架型進行初選。
根據煤炭部（81）煤科字第429號檔案關於《緩傾斜煤層工作面頂板分類》方案，按穩定性不同直接頂分為四類，按來壓強度不同將老頂分為四級，並分別提出相應的架型、支護強度和頂板管理方法。
1.1.1頂板分類（級）
直接頂分為四類，見附件1。
老頂分為四級，見附件1。
1.1.2架型與支護強度初選
正確選擇支架的架型，對於提高綜採工作面的產量和效率，充分發揮綜採設計的效能，實現高產高效，是乙個很重要的因素。在具體選擇架型時，首先要考慮煤層的頂板條件，就是根據國內外液壓支架的使用經驗，提出了各種頂板條件下適用的架型。它是選擇支架架型的主要依據。
對於不同類（級）頂板，其架型、支護強度的選擇見〔ⅰ〕。
液壓支架架型的選擇除了取決於頂板條件之外，還應考慮以下因素，並結合各類支架的不同效能和特點，最終選擇一種較為合理的架型。
⑴厚度煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力，而且還影響到支架的穩定性。當煤層厚度大於2.5~2.
8m(軟煤取下限,硬煤取上限)時，選用抗水平推力強且帶護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。當煤層厚度變化較大時，應選用調高範圍大的支架。
⑵煤層傾角
煤層傾角主要影響支架的穩定性，傾角大時易發生傾倒、下滑等現象。當煤層傾角大於時，應設防滑和調架裝置，當傾角超過時，應同時具有防滑防倒裝置。
⑶底板性質
底板承受支架的全部載荷，對支架的底座影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架底座的結構和支承面積。選型時，要驗算底座對底板的接觸比壓，其值要小於底板的允許比壓（對於砂岩底板，允許比壓為,軟底板為左右）。
⑷瓦斯湧出量
對於瓦斯出量大的工作面，支架的通風斷面應滿足通風的要求，選型時要進行驗算。
⑸地質構造
地質構造十分複雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時間分別在5~8和20以下時，暫不宜採用液壓支架。
根據附錄1初選四柱支撐掩護式支架。
2主要引數計算和支架型號的確定
2.1支架高度
一般應首先確定支架適用煤層的平均採高，然後確定支架的高度。
支架最大結構高度
hmax=mmax+s1
支架最小結構高度
hmin=mmin-s2
式中mmax，mmin——煤層最大、最小採高，mm；
s1——考慮偽冒頂落的最大厚度，對於大採高支架取200--400mm，對於中厚度煤層支架取200--300mm，對於薄煤層支架取100--200mm；
s2——考慮到週期來壓是的下沉量、移架時支架的下降量和頂樑上地板下的浮矸之和，對於大採高支架取500--900mm，對於中厚度煤層支架取300--400，對於薄煤層支架取150--250mm。
hmax=1900mm
hmin=1200mm
支架最大結構高度與最小結構之比稱為支架的伸縮比，即
ks=hmax/hmin=1.58
ks值的大小反映了支架對煤層厚度變化的適應能力，其值越大，說明支架適應煤層厚度變化的能力超強。採用單伸縮立柱，ks值一般為1.6左右。
若進一步提高伸縮比，需採用帶機械加長杆的立柱或雙伸縮立柱，其ks值一般為2.5左右。薄煤層支架可達3。
2.2頂樑長度
頂樑長度取決於必要的作業空間和通風斷面要求，還與支架方式有關。支護方式有超前支護和滯後支護兩種方式。根據選定的架型和支護方式，來估算所需支架的頂樑長度（範圍），以供確定支架型號作參考。
支撐掩護式，如圖2-1所示。
頂樑全場：l=b1+b2+b3
式中：同前；
——鏟煤板鏟尖到煤臂的距離，取150mm；
y=f+g+j+v
f——鏟煤板寬度，一般取150～240mm，取200mm；
g——中部槽寬，查特徵表取722mm；
j——導向槽寬度，無鏈牽引時尚有齒軌部分寬度，取400mm；
v——電纜槽寬。引數查不到時可估算v=350～450mm；
——超前移架時取＞截深，取800mm；
h——採高，1.55m；
——立柱傾角,20；
——樑端距，取250～350mm
——由結構而定，考慮支架穩定性和減少底座前端的比壓。＞300mm圖2-1
——通常=0.9～1.2m，在中厚煤層中可設定為行人路；
——由結構而定，一般情況為300～500 mm。
計算得頂樑全長為3971mm。
注：1. 頂樑的長度和寬度取決於支架的型別，它影響支架與頂板的接觸效能、控頂距、移架速度和穩定性，一般在保證一定的工作空間和合理布置裝置的前提下，應盡量減小頂樑長度，以縮小控頂距和支架的重量。
對於支撐式和支撐掩護式支架，由於立柱為雙排布置，支撐力較大，故這類支架的頂樑較長，當採用滯後支護時，頂樑全長為2.5m左右；當採用及時支護時，頂樑全長為3.0~4.
0m。對於掩護式支架，由於一般用於破碎頂板，應盡量減小支架對頂板的重複支撐次數，加之立柱多為單排布置，故頂樑長度較小，通常1.5~2.
5m，最大達3 m左右。頂樑的寬度應根據支架間距和架型來定。我國規定支架標準中心距為1.
5m。掩護式和支撐掩護式支架包括側護板在內的頂樑寬度為1.4~1.
6m(下限為側護板收縮時的運輸寬度，1.5m為支架的正常寬度，1.6m為調架時側護板伸出後的最大寬度)。
垛式支架的架間距一般為0.1~0.2m。
2.3 底座的寬度
支架底座寬度一般為1.1~1.2m。
為提高橫向穩定性和減小對底板比壓，厚煤層支架，可加大到1.3 m左右，放頂煤支架為 1.3~1.
4m。底座中間安裝推移裝置的槽子寬度，與推移裝置的結構和千斤頂缸徑有關，一般為300~380mm。
2.4支架中心距
支架中心距有1.25m，1.5m，1.75m，2.05m，與刮板輸送機溜槽長度相適應。取1.5m。
2.5支架移架步距
與配套採煤機截深相對應，推移裝置的行程要大於採煤機的截深。取800mm。
2.6支護強度和工作阻力
支架的結構尺寸確定之後，與支架重量和成本關係最大的引數是支架的支護強度。從理論上分析，合理的支護強度應正好與頂板壓力相平衡。支護強度過大，不僅增加支架重量和裝置投資，而且給搬運、安裝帶來困難；過小則會造成頂板過早下沉、離層、冒落，使頂板破碎，造成頂板維護困難。
因此支護強度的大小應取決於工作面採場礦壓的大小。但由於目前對採場礦壓的大小還不能進行準確的定量計算，這樣目前主要以經驗法或實測資料，來確定支架的支護強度。下面為計算經驗公式：
式中：—作用於支架上的頂板岩石係數，一般取5~8，取6。頂板條件好、皺起來壓不明顯時取下限，否則取上限；
h—採高，計算取1.55m；
頂板岩石密度，一般取2.3×kg/m。
計算得q=0.25mpa
放頂煤支架的支護強度一般為0.5~0.7mpa。支架工作阻力p應滿足頂板支護強度要求，即支架工作阻力由支護強度和支護面積所決定。
式中 f—支架的支護面積，m。可按下式計算
式中 l—支架頂樑長度，取4m；
c—樑端距，0.1-0.35m,取0.2；
b—支架頂樑寬度，1.5m；
—架間距，0.1m；
a—支架中心距，1.5m。
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