淺談礦井采區(qū)液壓支架的選型設(shè)計(jì) 及其維護(hù)

1、1XXX 職業(yè)學(xué)院職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題題 目目 淺談礦井采區(qū)液壓支架的選型設(shè)計(jì)及淺談礦井采區(qū)液壓支架的選型設(shè)計(jì)及其維護(hù)其維護(hù) 姓姓 名名_ _系系 別別_專專 業(yè)業(yè)_年年 級(jí)級(jí)_指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師_年年 月月 日日2畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)學(xué) 生生姓姓 名名學(xué)生所在系學(xué)生所在系專業(yè)專業(yè)班級(jí)班級(jí)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題名稱課題名稱指導(dǎo)教師評(píng)語（應(yīng)包括選題是否恰當(dāng)、是否理論聯(lián)系實(shí)際、論點(diǎn)是否正確、論證是否充分、語言是否通順、結(jié)構(gòu)是否合理、行文是否規(guī)范）：成成 績(jī)：績(jī)：指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名： 年年 月月 日日系學(xué)術(shù)委員會(huì)意見（同意給

2、優(yōu)、良、及格、不及格等次）簽名：簽名： 年年 月月 日日3摘要摘要：在煤礦機(jī)械化開采過程中，礦井工作面頂板的管理與支護(hù)是影響煤礦安全生產(chǎn)非常重要的因素。液壓支架主要是以乳化液作為動(dòng)力介質(zhì)，它能夠?qū)⒁簤耗苤苯愚D(zhuǎn)化為機(jī)械能，液壓支架是實(shí)現(xiàn)礦井綜合開采工作面底板和頂板支護(hù)的唯一設(shè)備。而合理選用液壓支架，不但能夠讓礦井綜合開采設(shè)備更好地適應(yīng)總工作面的生產(chǎn)條件，還能讓煤礦達(dá)到安全、高效的生產(chǎn)，使煤礦取得良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，目前,液壓設(shè)備在煤礦使用的比例越來越高,液壓設(shè)備的故障也是時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率,增加了維護(hù)成本。本文主要對(duì)液壓支架的選型依據(jù)和架型選擇進(jìn)行了分析，并且本文還歸納了常見的液

3、壓設(shè)備故障,并簡(jiǎn)要介紹了一些針對(duì)性的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：液壓支架 掩護(hù)式 支撐式 液壓設(shè)備 故障4第三章第三章 ：液壓支架的選型設(shè)計(jì)：液壓支架的選型設(shè)計(jì) .4第一節(jié)：液壓支架的選型依據(jù).4第二節(jié)：液壓支架支護(hù)強(qiáng)度分析.62 2、工作阻力研究的發(fā)展趨勢(shì)、工作阻力研究的發(fā)展趨勢(shì).73 3、初撐力研究的發(fā)展趨勢(shì)、初撐力研究的發(fā)展趨勢(shì).8第三節(jié)：液壓支架架型的選擇.8 ， （式（式 1 1） .81ShHmmaShHnn27 7、確定液壓支架的通風(fēng)斷面、確定液壓支架的通風(fēng)斷面.9第四章第四章 液壓設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用已非常廣泛，由于液壓系統(tǒng)的元件和油液都處于密封的殼體和液壓設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用已非常廣

4、泛，由于液壓系統(tǒng)的元件和油液都處于密封的殼體和管道內(nèi)，不能從外部直接觀察，一旦出現(xiàn)故障不容易查看和判斷，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很多困管道內(nèi)，不能從外部直接觀察，一旦出現(xiàn)故障不容易查看和判斷，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很多困難。難。 第二章：液壓支架的維護(hù)第二章：液壓支架的維護(hù) .9第一節(jié)：液壓設(shè)備常見的故障及其成因 1、泄漏故障 .95 5、牽引力不足故障、牽引力不足故障.10如果是機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)引起的故障，要檢查螺絲和聯(lián)軸節(jié)；也可能是空氣進(jìn)人，出現(xiàn)氣穴，要檢查油位和密封裝置并排氣，如果泵體內(nèi)有空氣，要排除泵內(nèi)空氣；油流發(fā)生漩渦的情況，要減少流道的彎曲和截面變化。若油面過低，考慮吸油管堵塞或阻力太大等，要

5、按規(guī)定加足油液，疏通進(jìn)油管，清洗濾油器，緊固進(jìn)油段聯(lián)接螺絲。如若油粘度大，則要使用合適型號(hào)的油；泵和電機(jī)不同心，重新調(diào)整使其同心。 第二節(jié)：煤礦液壓設(shè)備故障的排除和維護(hù) 液壓系統(tǒng)故障的現(xiàn)象各種各樣，產(chǎn)生故障的原因也是多方面的，在具體的實(shí)際檢修過程中，要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)具體地判斷出故障的部位,然后按著檢修程序進(jìn)行修理。在診斷時(shí)先要搞清楚故障的基本現(xiàn)象或特征,再根據(jù)液壓系統(tǒng)的構(gòu)造和原理,深入細(xì)致地思考和具體分析有可能產(chǎn)生故障的部位和原因,按系統(tǒng)分段進(jìn)行檢查診斷,檢查時(shí)可采用先查兩頭,后檢中間,逐步逼近的方法,最后作出正確的診斷。 首先，任何故障在發(fā)生前總有預(yù)兆，所以首先要到現(xiàn)場(chǎng)問操作者，詢問設(shè)備出現(xiàn)故

6、障前后的工作狀態(tài)及異?，F(xiàn)象，產(chǎn)生故障的部位和故障現(xiàn)象，故障的癥狀以及故障是突然發(fā)生的，還是逐步出現(xiàn)的，同時(shí)還要了解過去發(fā)生的類似現(xiàn)象的處理情況，通過仔細(xì)詢問，可以充分了解故障發(fā)生的來龍去脈。在未搞清楚上述情況之前，切不可盲目拆卸。 其次，要對(duì)液壓系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行仔細(xì)地查看，觀察故障現(xiàn)象，查找故障部位，查看泄漏情況，全面掌握液壓系統(tǒng)的外在現(xiàn)象，為故障的分析診斷提供正確、直接的依據(jù)。同時(shí)，要診斷液壓系統(tǒng)的異常聲響，并確定產(chǎn)生異常聲響的部位，仔細(xì)檢查該部位零部件構(gòu)造和運(yùn)行機(jī)理，再根據(jù)思考和分析，推斷出引起故障的原因和具體部位。此外，可用手觸摸有關(guān)零部件的表面，直接感受到零部件的溫度、振動(dòng)及磨損等情

7、況。通過一些有效的試驗(yàn)及先進(jìn)的檢測(cè)手段來進(jìn)一步證實(shí)初步的診斷是否正確。比如，通過維修人員親自操縱設(shè)備，試驗(yàn)故障產(chǎn)生的部位，體會(huì)故障的癥狀或通過更換某一個(gè)零部件利用排除法來試驗(yàn)故障部位等。 另外，在液壓系統(tǒng)中，液壓油是傳遞動(dòng)力和信號(hào)的工作介質(zhì)，同時(shí)還起到冷卻、潤(rùn)滑和防銹的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓系統(tǒng)故障中 70%以上的故障是由于油液污染而造成。比如油液中侵入雜質(zhì)、空氣以及膠質(zhì)物等，油液中混入了水分，還有油溫過高造成了危5害。為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，經(jīng)常性的維護(hù)保養(yǎng)是十分重要的。保持油液清潔是液壓系統(tǒng)維護(hù)的關(guān)鍵，要對(duì)系統(tǒng)中連接件間有無松動(dòng)和泄漏，泵的噪聲和發(fā)熱，閥的動(dòng)作是否可靠以及油液的溫升和污染等，按

8、時(shí)進(jìn)行檢查，對(duì)重要的液壓設(shè)，每天都需要進(jìn)行檢查，建立健全完善的運(yùn)行維護(hù)體制，使得液壓設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行從而保障煤礦的安全生產(chǎn)。.10結(jié)束語.11參考文獻(xiàn).12第第 3 章章：液壓支架的選型設(shè)計(jì)：液壓支架的選型設(shè)計(jì) 液壓支架的主要構(gòu)成包括：頂梁、移駕，立柱等裝置，主要有以下幾種形式：（1 1）支撐式液壓支架）支撐式液壓支架：頂梁較長(zhǎng)，一般超過 4 米，立柱垂直于底座，有較強(qiáng)的支撐力，它適用于老頂有明顯的周期來壓現(xiàn)象，而直接頂又比較堅(jiān)硬或者完整的礦井頂板；（2 2）掩護(hù)式液壓支架）掩護(hù)式液壓支架：頂梁較短，一般不超過 3.5 米，帶有掩護(hù)梁，分隔采空區(qū)和作業(yè)空間，立柱呈傾斜分布，作業(yè)空間和通風(fēng)斷面較大，

9、它提高了對(duì)礦井頂板的支撐力，并且能承受一定的水平推力；（3 3）支撐掩護(hù)式液壓支架）支撐掩護(hù)式液壓支架：支撐掩護(hù)式液壓支架頂梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)，增加了坡度，改善了支架底座與底板受力情況；有以上兩種支架的特點(diǎn)，采用四連桿機(jī)構(gòu)，更好地承受頂板水平推力及扭轉(zhuǎn)分力，對(duì)圍巖既有較強(qiáng)的支撐、切頂作用，又有較好的掩護(hù)、隔離作用，但價(jià)格較前兩者昂貴。它適用于極不穩(wěn)定的礦井頂板。第一節(jié)：液壓支架的選型依據(jù)液壓支架架型的合理選擇要根據(jù)頂?shù)装逍再|(zhì)、經(jīng)濟(jì)成本及各類支架的不同特點(diǎn)、性能和煤礦地質(zhì)條件的充分結(jié)合，但是主要取決于礦井頂板的條件。一、頂?shù)装逍再|(zhì)一、頂?shù)装逍再|(zhì)1 1、頂板、頂板一般情況下，根據(jù)直接頂?shù)念悇e和基本頂級(jí)別性

10、質(zhì)架型。不同的直接頂和6基本頂基本決定了所采用的液壓支架架型和工作方式。直接頂?shù)姆诸愑校翰环€(wěn)定頂板，中等穩(wěn)定頂板，穩(wěn)定頂板，堅(jiān)硬頂板?；卷敿?jí)別：I 級(jí)頂板（周期來壓不明顯） 、II 級(jí)頂板（周期來壓明顯） 、III 級(jí)頂板（周期來壓強(qiáng)烈） 、IV 級(jí)頂板（周期來壓及其強(qiáng)烈） 。由上可知，直接頂?shù)念悇e和基本頂級(jí)別，兩種的劃分都無嚴(yán)格的定量評(píng)定指標(biāo)，因此按頂板性質(zhì)分級(jí)來選擇架型不一定十分科學(xué)、嚴(yán)密，具體選用時(shí)可遵循下列原則：（1）對(duì)于基本頂周期來壓不明顯的中等穩(wěn)定或破碎頂板，可選用掩護(hù)式液壓支架；對(duì)于直接頂穩(wěn)定的頂板，可選用支撐式或支撐掩護(hù)式液壓支架。（2）對(duì)于基本頂周期來壓強(qiáng)烈（ 級(jí)） 直接頂

11、不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架；對(duì)于直接頂穩(wěn)定或堅(jiān)硬的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架或支撐式液壓支架。（3）此外，由于某些頂板條件比較特殊，故可采用多種形式的液壓支架，因此液壓支架架型的選擇既要以頂板性質(zhì)作為依據(jù)，還應(yīng)考慮頂板級(jí)別劃分的模糊性，在頂板類、級(jí)大致估定的條件下，宜側(cè)重于選用防護(hù)性能較好的液壓支架，如掩護(hù)式支架或帶有護(hù)幫裝置的液壓支架。2、底板底板（4）底板軟硬程度或強(qiáng)度大小，決定了底座結(jié)構(gòu)形式和支承面積。底座是液壓支架的主要承載部件，它將頂板壓力傳至底板。其結(jié)構(gòu)形式分為以下幾種：（5）整體剛性結(jié)構(gòu)：用鋼板焊接、成箱形結(jié)構(gòu)，底部封閉，強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，對(duì)底板比壓小，

12、但排矸性差，適用于底板較松軟、采高與傾角較大及穩(wěn)定頂板等條件。（6）分式剛性結(jié)構(gòu)：左右對(duì)稱，座箱上部用過橋或箱形結(jié)構(gòu)固定連接，底板不封閉，排矸性較好，對(duì)頂板適應(yīng)性較好。（7）左右分體結(jié)構(gòu)：兩個(gè)獨(dú)立而對(duì)稱的箱形結(jié)構(gòu)，兩部分用鉸接過橋或連桿連接，可在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)，對(duì)不平底板適應(yīng)性好，排矸性較好。3、煤層厚度、煤層厚度：當(dāng)煤層的厚度高于 2.5 米，并且礦井的頂板有水平推力或者側(cè)向推力時(shí)，適宜選擇抗扭曲能力較強(qiáng)的液壓支架；當(dāng)煤層厚度超過 2.5 米2.8米及以上時(shí)，則適宜選擇帶有護(hù)幫裝置的支撐掩護(hù)式液壓支架；74、底板強(qiáng)度、底板強(qiáng)度：要使液壓支架對(duì)礦井底板的荷載強(qiáng)度不高于礦井底板的允許抗壓入強(qiáng)度，

13、對(duì)于較軟的底板要作驗(yàn)算；5、瓦斯含量、瓦斯含量：在綜采工作面涌出的瓦斯量要符合煤礦生產(chǎn)的安全要求，對(duì)于瓦斯量涌出量大的工作面要選用通風(fēng)斷面比較大的支撐掩護(hù)式液壓液壓支架；6、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造：礦井現(xiàn)板的允許暴露時(shí)間與面積在 20 分鐘和 5-8 平方米以下時(shí)，不適宜進(jìn)行綜合開采；7、煤層傾角、煤層傾角：煤層傾角主要影響液壓支架的穩(wěn)定性能煤礦安全規(guī)程第 67條規(guī)定：煤層傾角15時(shí)，液壓支架應(yīng)采取防倒、防滑措施。8、經(jīng)濟(jì)成本、經(jīng)濟(jì)成本：對(duì)于液壓支架使用數(shù)量比較多，并且選擇范圍比較大時(shí)，適宜采用經(jīng)濟(jì)型液壓支架。在地質(zhì)條件允許的情況下，液壓支架選擇范圍較大，且使用數(shù)量較多，此時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)型的液壓

14、支架，以降低企業(yè)成本，在管理上做好液壓支架的日常檢修和維護(hù)，可大大減少使用過程中的維檢資金，爭(zhēng)取最大的經(jīng)濟(jì)效益。二、選型原則二、選型原則：對(duì)于薄煤層（采高小于 1.3 米）開采，在液壓支架選型時(shí)應(yīng)考慮通風(fēng)斷面和作業(yè)空間較大的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度超過 1.5 米時(shí)，頂板對(duì)液壓支架有一定的水平和側(cè)向推力，這種情況下應(yīng)優(yōu)先選用抗水平力和扭轉(zhuǎn)能力強(qiáng)的掩護(hù)式結(jié)構(gòu)的液壓支架，而不宜用支撐式支架。煤層厚度超過 2.5米時(shí)，煤壁和懸頂部分頂板可能在礦壓作用或采煤機(jī)割煤時(shí)振動(dòng)而引起的垮落，需要選用帶有護(hù)幫裝置的液壓支架，一般多采用支撐掩護(hù)式支架。如果煤層厚度變化較大，由于雙伸縮立柱的行程范圍較大

15、，能更好地適應(yīng)這種煤層條件。對(duì)于煤層厚度大、煤層松軟或節(jié)理發(fā)育，因其不便于分層開采，煤層較破碎，在礦壓作用下易冒落，可選用放頂煤支架。第二節(jié)：液壓支架支護(hù)強(qiáng)度分析第二節(jié)：液壓支架支護(hù)強(qiáng)度分析液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度主要是根據(jù)初撐力與支架工作阻力兩個(gè)參數(shù)決定的。一、工作阻力的計(jì)算一、工作阻力的計(jì)算液壓支架工作阻力是液壓支架研制的關(guān)鍵性參數(shù)，但影響該參數(shù)的合理值8的因素多而復(fù)雜，故至今仍處于探索和發(fā)展中。1 1、巖石自重法、巖石自重法：這種方法在我國(guó)研究得比較深入，理論分析與實(shí)際觀測(cè)均有研究，且與實(shí)際相差不大。此法實(shí)質(zhì)是以老頂周期來壓時(shí)采面上覆巖層移動(dòng)所波及的范圍，即以垮落帶內(nèi)巖石重量和周期性斷裂層所產(chǎn)

16、生沖擊載荷來確定液壓支架工作阻力的。很多學(xué)者以此為基礎(chǔ)推算了很多公式，以載荷估算法和理論分析法為代表。2 2、動(dòng)載系數(shù)法、動(dòng)載系數(shù)法：根據(jù)實(shí)測(cè)所得加權(quán)平均工作阻力和最大工作阻力及采面至開切眼距離，可確定老頂周期來壓步距，即兩次阻力峰值間距，進(jìn)一步可確定動(dòng)載系數(shù)，從而求得工作阻力。3 3、載荷折算法、載荷折算法：按照相近條件工作面的采面單體支柱實(shí)測(cè)支護(hù)強(qiáng)度折算得出液壓支架支護(hù)強(qiáng)度。這種方法雖然比較準(zhǔn)確，但是須有支柱載荷數(shù)據(jù)方可使用，具有局限性。4 4、老頂來壓步距法、老頂來壓步距法：認(rèn)為老頂來壓步距是影響支架工作阻力的重要指標(biāo)，經(jīng)回歸分析得出了公式。5 5、頂?shù)装逡平糠ā㈨數(shù)装逡平糠ǎ河脝误w

17、支柱或支架的頂?shù)装逡平拷?jīng)回歸分析得出，比較準(zhǔn)確，但是支架的頂?shù)装逡平亢茈y測(cè)得。6 6、支架工作特性法、支架工作特性法：利用支護(hù)阻力與活柱壓縮關(guān)系確定。7 7、實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)法、實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)法：支架的時(shí)間加權(quán)平均工作阻力是一個(gè)隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布。經(jīng)我國(guó)近 30 年來實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)，由煤炭科學(xué)研究總院根據(jù)這種方法提出了我國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)綜采工作面的支護(hù)強(qiáng)度表。8 8、臨界阻力法、臨界阻力法：這是比較有影響力的方法，由煤科總院提出，根據(jù)實(shí)測(cè)液壓支架支護(hù)阻力計(jì)算采面支架臨界阻力，然后乘以適當(dāng)系數(shù)，確定液壓支架的合理支護(hù)強(qiáng)度。9 9、數(shù)值模擬法、數(shù)值模擬法：通過 FLAC 數(shù)值模擬，取不同的支護(hù)強(qiáng)度，根據(jù)下沉量關(guān)

18、系得到合適的支護(hù)強(qiáng)度。二、初撐力的計(jì)算二、初撐力的計(jì)算1、初撐力決定了支架-圍巖的工作狀態(tài)和從不平衡到平衡發(fā)展的過程。采用低初撐力或設(shè)計(jì)初撐力不低但利用率低的支架，壓力時(shí)間曲線容易出現(xiàn)急增9阻型，難以達(dá)到支架頂板相對(duì)平衡。我國(guó)早期液壓支架初撐力偏低，出現(xiàn)了很多頂板事故。2、初撐力對(duì)工作面實(shí)際支架阻力起決定作用，尤其當(dāng)阻力高時(shí)。定量回歸分析表明，初撐力增加，平均工作阻力明顯增加，頂板下沉及破碎度減小。3、維持直接頂重力平衡，避免離層冒落，可使直接頂破壞顯著減小。4、如果初撐力不僅足以避免直接頂離層，且能壓縮頂?shù)装宓脑?，可增大支撐系統(tǒng)剛度，減小頂板早期下沉。5、初撐力過高，上述阻力及頂板狀況變化幅

19、度減小，且支架構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力增高，支架成本增加。因此，初撐力應(yīng)提高，但應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。三、液壓支架的選型三、液壓支架的選型主要指支架的結(jié)構(gòu)形式與工作阻力選型。主要根據(jù)直接頂穩(wěn)定性類別，基本頂壓力顯現(xiàn)級(jí)別，底板抗壓入特性，結(jié)合采高、開采方法等因素確定支架結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)我國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，支頂掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架有較大的適用范圍，而極不穩(wěn)定頂板優(yōu)先選用支頂掩護(hù)式支架，直接頂穩(wěn)定和基本頂來壓強(qiáng)烈的頂板優(yōu)先選用支撐掩護(hù)式。初撐力和工作阻力選用如上所述。選型結(jié)束后還需：驗(yàn)算底座尖端比壓是否超過允許比壓；以結(jié)構(gòu)內(nèi)力最小為目標(biāo)函數(shù)，并考慮足夠的安全系數(shù)，完成結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。四、液壓支架選型研究的發(fā)展趨勢(shì)四、

20、液壓支架選型研究的發(fā)展趨勢(shì)1 1、液壓支架外載研究的發(fā)展趨勢(shì)、液壓支架外載研究的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)液壓支架的外載往往具有隨機(jī)性，即使同一支架在不同時(shí)刻由于觸點(diǎn)不一也會(huì)導(dǎo)致外載的不同，目前普遍采取求平均值和合力作用點(diǎn)來研究，但這樣與實(shí)際相差很大。對(duì)礦正在將可靠度和隨機(jī)力學(xué)理論引入液壓支架的設(shè)計(jì)與分析中，對(duì)支架在特定的時(shí)間、指定地段、指定條件的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，并用隨機(jī)有限元法進(jìn)行進(jìn)一步分析。2 2、工作阻力研究的發(fā)展趨勢(shì)、工作阻力研究的發(fā)展趨勢(shì)（1）目前的工作阻力確定方法更傾向于經(jīng)驗(yàn)，理論分析較少，很多方法都10建立在實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上。（2）目前確定工作阻力的各種方法并不是獨(dú)立的，而是相互繼承和發(fā)展的

21、關(guān)系。（3）在工作阻力的確定中，動(dòng)載系數(shù)的確定是一個(gè)遲遲未解決的問題，大多數(shù)方法都是像取安全系數(shù)一樣取動(dòng)載系數(shù)，以前雖然也有人研究過其機(jī)理，但所給的公式較復(fù)雜。因此，找到一種簡(jiǎn)單易行。因此，找到一種簡(jiǎn)單易行的方法來表示動(dòng)載系數(shù)勢(shì)在必行。（4）數(shù)值模擬方法有待進(jìn)一步發(fā)展。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，對(duì)于工作阻力的確定，應(yīng)用數(shù)值模擬應(yīng)是未來的方向，并通過一定的數(shù)學(xué)手段，比如線性回歸、模糊數(shù)學(xué)、可靠性等來輔助。3 3、初撐力研究的發(fā)展趨勢(shì)、初撐力研究的發(fā)展趨勢(shì)目前我國(guó)初撐力研究定性已經(jīng)很好，但定量研究仍顯不足。在液壓支架外載及工作阻力、初撐力的確定中經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)問題是安全系數(shù)的確定，然而安全系數(shù)只是一

22、個(gè)值，并未考慮設(shè)計(jì)參數(shù)任何內(nèi)在變異性，其值往往取決于工程人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程判斷能力，并沒有廣為接受的法則，就難免帶有一定程度的隨意性和人為因素，甚至是主觀臆斷。不能定量是安全系數(shù)最大的缺點(diǎn)。第三節(jié)：液壓支架架型的選擇第三節(jié)：液壓支架架型的選擇 液壓支架架型的選擇主要指的是液壓支架的結(jié)構(gòu)形式和工作阻力，而液壓支架的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)基本頂?shù)膲毫?jí)別和直接頂?shù)姆€(wěn)定性類別以及礦井底板的抗壓力特性，并充分結(jié)合煤礦的開采方法和采高等因素來確定。液壓支架架型的選擇，首先確定直接頂?shù)募?jí)別與老頂?shù)募?jí)別；再根據(jù)直接頂?shù)念悇e與老頂級(jí)別來確定液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度。1 1、確定液壓支架的高度、確定液壓支架的高度液壓支架

23、高度的確定要根據(jù)地質(zhì)情況的變化和煤層的厚度，Hm代表最大高度；Hn 代表最小高度，液壓支架的高度可用以下公式表示： ， （式1ShHmmaShHnn21） 11 在公式中，hm代表煤層的最大高度，hn代表煤層最小高度，S1代表在煤皮冒落后可靠處撐力具有的支撐高度，S2代表頂板的下沉量，a 代表移架時(shí)支架的最小可縮量， 代表浮矸的厚度。2 2、確定液壓支架的伸縮比、確定液壓支架的伸縮比由于礦井液壓支架具有較長(zhǎng)的使用壽命，在不同層次的采高工作面都可以安裝。因此，液壓支架伸縮比的選擇要盡量偏大，一般情況下，支撐掩護(hù)式的礦井液壓支架的伸縮比是 2.5。3 3、確定液壓支架的間距確定液壓支架的間距液壓支

24、架的間距是指相鄰兩個(gè)液壓支架中心線之間的距離，液壓支架的間距可以用以下公式表示：Bc=Bm+nc （式2） 在公式中，Bc 代表液壓支架的間距，Bm 代表液壓支架頂梁的總寬度，C 代表相鄰液壓支架頂梁的間隙，n 代表每架液壓支架所包含的組架數(shù)，一般情況下，整體邁步式 n 的取值為 2，整體自移動(dòng)式 n 的取值為 1.4 4、確定液壓支架底座的長(zhǎng)度、確定液壓支架底座的長(zhǎng)度液壓支架底座長(zhǎng)度的確定要通過比壓驗(yàn)算，并且還要嚴(yán)格液壓支架底座對(duì)底板的比壓不能大于底板的允許比壓。一般情況下，支撐掩護(hù)式液壓支架底座的長(zhǎng)度是移架步距長(zhǎng)度的 4 倍。5 5、確定液壓支架頂梁的長(zhǎng)度、確定液壓支架頂梁的長(zhǎng)度液壓支架頂

25、梁長(zhǎng)度可用如下公式表示：L=支架底座長(zhǎng)度+配套尺寸+A*cos(Q)-300+G*cos(P)+e+頂梁絞點(diǎn)和掩護(hù)梁至支架頂梁后端點(diǎn)的距離 （式 3） 配套尺寸 A、G 由配套圖冊(cè)確定，Q 代表液壓支架在最高位置時(shí)與后連桿的水平夾角，P 代表液壓支架在最高位置時(shí)與掩護(hù)梁的水平夾角，e 代表液壓支架從高頂梁到低頂梁前端點(diǎn)變化最大的距離。6 6、確定液壓支架的工作阻力確定液壓支架的工作阻力液壓支架的工作阻力指的是液壓支架在生產(chǎn)過程中所能承受頂板的載荷力，它是衡量一個(gè)液壓支架性能的非常重要的參數(shù)。液壓支架的工作阻力可用如下12公式表示：Q=ZBc（L+E） （式 4） 在公式中，Z 代表液壓支架的支

26、護(hù)強(qiáng)度，E 代表支架頂梁前端到煤壁的距離。7 7、確定液壓支架的通風(fēng)斷面、確定液壓支架的通風(fēng)斷面按照煤礦開采安全規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，礦井采高工作面的風(fēng)速至少不低于 5米每秒。液壓支架的通風(fēng)斷面的驗(yàn)算可以用如下公式表示：V=Q/(S*60) （式 5）在公式中，V 代表礦井采高工作面的風(fēng)速，單位 m/s,Q 代表礦井區(qū)工作面所需的風(fēng)量，單位 m3/s，S 代表液壓支架的通風(fēng)斷面的面積，單位 m2。第第 4 4 章章液壓設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用已非常廣泛，由于液壓系統(tǒng)的元液壓設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用已非常廣泛，由于液壓系統(tǒng)的元件和油液都處于密封的殼體和管道內(nèi)，不能從外部直接觀察，一旦出現(xiàn)故障不件和油液都處于密封的

27、殼體和管道內(nèi)，不能從外部直接觀察，一旦出現(xiàn)故障不容易查看和判斷，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很多困難。容易查看和判斷，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很多困難。 第二章：液壓支架的維護(hù)第二章：液壓支架的維護(hù)第一節(jié)：液壓設(shè)備常見的故障及其成因第一節(jié)：液壓設(shè)備常見的故障及其成因 1、泄漏故障泄漏是井下液壓機(jī)械系統(tǒng)最常見的故障，主要是由于液體在液壓元件和管路中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生壓力差及各元件存在間隙或者惡劣工況條件引起的。液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏，將會(huì)引起系統(tǒng)壓力無法建立的重大問題，甚至產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。如果是閥的表面幾何精度不夠，閥的同心度不夠引起的，此時(shí)應(yīng)對(duì)閥進(jìn)行研磨或更換。如果鑄造的零件有砂眼、氣孔、裂縫，密封件老化或損壞，都應(yīng)

28、予以更換；若是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生表面嚴(yán)重磨損情況的，應(yīng)研磨修復(fù)或更換，油管接頭松動(dòng)的，應(yīng)擰緊并檢查是否扣壞。 2 2、液壓系統(tǒng)不能供油、液壓系統(tǒng)不能供油13當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生不能供油故障時(shí)，為盡快找出故障部位，加以維修。如若檢查發(fā)現(xiàn)油箱油位過低，可能是有泄漏，要及時(shí)查找油箱泄漏處并修補(bǔ)，隨后加油到規(guī)定位置；也有可能是吸油管路堵塞造成的，要檢查吸油管路及濾油器，并排除阻管路堵塞物；如果是油液粘度過高的問題，必須排空油箱，更換低粘度油；單向泵轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤也會(huì)造成無法供油，應(yīng)進(jìn)行更改線序進(jìn)行換向；若泵內(nèi)有渣塵，應(yīng)拆泵進(jìn)行清洗排渣，泵元件嚴(yán)重磨損或損壞，此時(shí)應(yīng)更換泵元件或更換泵。3 3、系統(tǒng)沒有壓力和系統(tǒng)過熱的

29、故障、系統(tǒng)沒有壓力和系統(tǒng)過熱的故障如若液壓系統(tǒng)沒有壓力，應(yīng)先對(duì)照液壓系統(tǒng)不能供油的情況進(jìn)行分析與處理。系統(tǒng)沒有壓力主要是安全閥的原因，若是安全閥的誤動(dòng)作，應(yīng)檢查壓力調(diào)定值并進(jìn)行調(diào)整，如安全閥彈簧失效，則需更換彈簧。由于存在雜質(zhì)使得閥不能打開的，拆開并清洗；若存在閥漏油現(xiàn)象，要查找出失效的密封，更換或修理，液壓系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)壓力正常而在某處卻沒有壓力的狀況，當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)此故障時(shí)，可能是管路、小孔或節(jié)流閥被臟物堵塞或漏損嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)檢查壓力和油流情況。如果出現(xiàn)液壓系統(tǒng)過熱故障時(shí)，可能是安全閥壓力調(diào)定值不適或有故障，應(yīng)檢查調(diào)定值并進(jìn)行調(diào)整；如是泵磨損造成的內(nèi)部漏油，則檢查泵的內(nèi)部漏油情況并進(jìn)行更換。

30、泵修理后安裝太緊，則要拆開并重新組裝；要檢查油的粘度是否合適，不可過高或過低。 4 4、工件機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定、工件機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定當(dāng)液壓系統(tǒng)工件機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定時(shí)，表現(xiàn)為逐漸減慢，突然增快及跳動(dòng)等的現(xiàn)象，可能是由于潤(rùn)滑不良，摩擦阻力增大引起的，此時(shí)應(yīng)改善潤(rùn)滑條件，清除臟物；也可能是油泵吸空，空氣進(jìn)入系統(tǒng)所致，此時(shí)應(yīng)檢查油位，油位不能過低，并檢查密封的完好性。若是壓力脈動(dòng)較大或系統(tǒng)壓力過低，不足以克服外阻力的，要檢查溢流閥的調(diào)定值是否符合要求，不符合要求的應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。如出現(xiàn)油中雜質(zhì)堆積在節(jié)流通道壁上，或節(jié)流閥內(nèi)外泄漏使之不穩(wěn)定的。此時(shí)應(yīng)檢查節(jié)流閥，并進(jìn)行清洗或修理。 5 5、牽引力不足故障、牽引力不足

31、故障液壓系統(tǒng)牽引力太小的主要原因是主油路壓力低。應(yīng)檢查是否漏油，如漏油則擰緊接頭更換密封件或管件；主泵或馬達(dá)泄漏過大，可更換馬達(dá)或主泵；14如果是冷卻不良產(chǎn)生的油溫過高，可調(diào)整冷卻水量和水壓至額定值；若是安全閥調(diào)定值低，可重新調(diào)定；若補(bǔ)油量不足，則可能是輔助泵泄漏量大，需更換新的輔助泵。6 6、噪音故障、噪音故障如果是機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)引起的故障，要檢查螺絲和聯(lián)軸節(jié)；也可能是空氣進(jìn)人，出現(xiàn)氣穴，要檢查油位和密封裝置并排氣，如果泵體內(nèi)有空氣，要排除泵內(nèi)空氣；油流發(fā)生漩渦的情況，要減少流道的彎曲和截面變化。若油面過低，考慮吸油管堵塞或阻力太大等，要按規(guī)定加足油液，疏通進(jìn)油管，清洗濾油器，緊固進(jìn)油段聯(lián)接

32、螺絲。如若油粘度大，則要使用合適型號(hào)的油；泵和電機(jī)不同心，重新調(diào)整使其同心。第二節(jié)：煤礦液壓設(shè)備故障的排除和維護(hù) 液壓系統(tǒng)故障的現(xiàn)象各種各樣，產(chǎn)生故障的原因也是多方面的，在具體的實(shí)際檢修過程中，要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)具體地判斷出故障的部位,然后按著檢修程序進(jìn)行修理。在診斷時(shí)先要搞清楚故障的基本現(xiàn)象或特征,再根據(jù)液壓系統(tǒng)的構(gòu)造和原理,深入細(xì)致地思考和具體分析有可能產(chǎn)生故障的部位和原因,按系統(tǒng)分段進(jìn)行檢查診斷,檢查時(shí)可采用先查兩頭,后檢中間,逐步逼近的方法,最后作出正確的診斷。 首先，任何故障在發(fā)生前總有預(yù)兆，所以首先要到現(xiàn)場(chǎng)問操作者，詢問設(shè)備出現(xiàn)故障前后的工作狀態(tài)及異常現(xiàn)象，產(chǎn)生故障的部位和故障現(xiàn)象，故障的癥狀以及故障是突然發(fā)生的，還是逐步出現(xiàn)的，同時(shí)還要了解過去發(fā)生的類似現(xiàn)象的處理情況，通過仔細(xì)詢問，可以充分了解故障發(fā)生的來龍去脈。在未搞清楚上述情況之前，切不可盲目拆卸。其次，要對(duì)液壓系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行仔細(xì)地查看，觀察故障現(xiàn)象，查找故障部位，查看泄漏情況，全面掌握液壓系統(tǒng)的外在現(xiàn)象，為故障的分析診斷提供正確、直接的依據(jù)。同時(shí)，要診斷液壓系統(tǒng)的異常聲響，并確定產(chǎn)生異常聲響的部位，仔細(xì)檢查該部位零部件構(gòu)造和運(yùn)行機(jī)理，再根據(jù)思考和分析，推斷出引起故障的原因和具體部位。此外，可用手觸摸有關(guān)零部件的表面，直接感受到零部件的溫度、振動(dòng)及磨損等情況。通過一