机械类型生产环节等因 素对液压支架的造型也有定的影响。 二煤层顶板及顶板分类 覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶直接顶老顶，它们统称为煤层的顶板。伪顶是紧贴 在煤上极易冒落的较薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型般没有影 响。 直接顶位于伪顶之上，无伪顶时直接位于煤层之上，通常是在移架或回柱后随即冒落，直接 顶下部米厚的岩石叫直接顶下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。 直接顶分类 我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类 不稳定顶板也称破碎顶板，这类顶板很易冒落。冒落后岩石能基本充满采空区。泥质 页岩，再生顶板等属于这类顶板。 中等稳定顶板强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充满采空区， 般在支护设备前移后随即冒落。砂质页岩，粉砂岩属予这类顶板。 稳定顶板难于冒落，需支架帮助切顶。 坚硬顶板极难于冒落，采后需强制放顶，砂岩，坚硬砂质页岩等属于这后两类。 直接顶分类的主要指标是强度指数，并参考直接顶初次跨落步距米来决定。直接顶初 次跨落步距是指工作面推进定距离后，直接顶冒落高度在米以上，范围占全工 作面长度以上时，初次切顶线距开切眼煤壁之间距离。 强度指数可由下式求出 式中岩石的单向抗压强度，公斤厘米 节理裂隙影响系数 分层厚度影响系数 值可查阅陶驰东主编采掘机械书及有关资料得到。根据并参考直接顶 类别的确定见表。 表直接顶类别 类 别 指 标 不稳定顶板中等稳定顶板稳定顶板坚硬顶板 主要指标强度指数无直接顶层厚在米以上 ，节理裂隙间距和分层度大于米的整体岩层。 参考指标直接顶初次跨落步距 老顶分级 老顶位于直接顶之上，顶板分级主要由直接顶厚度与采高之比值来决定，再参考老 顶初次来压步距，的意义是指冒落带充满采空区的程度，是指工作面初次切顶线到 开切眼煤壁之间老顶悬露的长度。老顶周期来压的强弱，对确定支架的吨位即支护强度有决定性影响，越大越小，说明 老顶周期来压不明显，作用在支架上的载荷小而稳定，支架的支护强度不需要很大，相反， 越小，越大，老顶周期来压就越强烈，作用在支架上的载荷就越大且有冲击，支架的 支护强度就要求比较高。 根据和值老顶被分为四级。见表 表老顶分级 级别ⅠⅡⅢⅣ 周期来压不明显明显强烈极强烈 指标 三液压支架的选型 液压支的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。 架型的选择 液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式掩护式支撑掩护式三种 基本型式。 支撑式支架顶粱长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强通风断面大，后部有 简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压 明显或强烈的老顶条件。 掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的面资辩，可按毫米选取，级老顶取大值，Ⅳ级老顶取小值 支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于米时，取毫米 支架顶粱上存留的浮煤和碎矸石厚度，般取毫米。 支架支护强度的确定 支架支护强度支架单位支护面积上的支撑力。它是衡量液压支架性能的个重要参数， 可由下列方法确定 按经验公式估算 吨米 吨米 式中 作用于支架上的顶板岩石厚度系数，日本取，苏联取英国取我国中厚煤 层取 最大采高米 岩石容重，般取吨米。 直接查表选取 根据顶板条件和煤层厚度，直接由表中查取。 根据顶板条件和煤层厚度选取支架支撑掩护式满足工作面支护强度。 选择液压支架型号 由上面计算出的支架最大和最小结构高度和支护强度的数值，从液压支架产品目录中选 择合适液压支架的型号，并列出支架规格和主要技术参数表。 支撑掩护式支架该机具有支撑效率高，切顶换能力强，支架稳定性好的特点。采用分体顶 梁铰接前梁形式，切顶效果好，便于运输。采用前后双连杆形式，可减少支架重量改善底板 比压的平均分布和前端比压 型号名称主要技术参数 型支撑掩护式液压支架高度 中心距 宽度 初撑力 工作阻力 支护强度 底板比压前端 泵站压力整体运输尺寸 适应倾角 操纵方式本架控制 重量 第三节单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择 支柱最大工作高度及最小工作高度的计算 米 米 米 米 式中 ，煤层最大，最小采高 顶梁高度毫米 最大控顶距处，顶板下沉量，可参阅液压支架方法选取。 支柱卸载高度，取毫米。 单体液压支柱工作阻力及支护密度 单体液压支柱的工作阻力内注式及外注式随油缸直径及支撑高度不同，其额定工作阻力有 吨柱，吨柱及吨柱，具体参数可查有关资料。 支护密度根据表单体液压支柱的支护强度表采高为最大采高实际采高，与表 采高不同时，可用插值法算出实际采高下的支护强度除以支柱工作阻力可求出每平方 米所需支柱数。 单体液压支柱型式及铰接顶梁的选择根据供液方式不同可分为内注式和外注式，外注式结构简单，重量和制造成本比内注式低， 伸缩比大，但需配备液压泵和供液管路，宜用于中厚煤层中，内注式重量大，制造成本高， 但不需配备液压泵及供液管路，灵活性大，在薄煤层中使用比较方便。 单体液压支柱铰接顶梁长度，应按采煤机截深整数倍选取，以便顶板的管理。 第四节滚筒采煤机的选择 正确选择和使用采煤机是提高采煤工作面，生产能力的项主要任务，对采煤工作面的生产 效率能耗安全等都具有重要影响，但采煤机选型涉及问题较多，目前还缺乏套完善的 计算方法。它不仅与煤层的厚度，倾角及煤的物理机械性质地质条件等有关，还要考虑与 支护设备，运输设备之间配套关系，因此，在选型过程中要考虑多方面因素，综合分析后去 确定。 采煤油机性能参数的计算与决定 滚简直径的选择 滚筒直径大些对装煤有利，但不宜过大并应满足采高的要求。 双滚筒采煤机滚简直径应大于最大采高的半，般可按选取，采 高大时取小值米，采高小时取大值米。 单滚筒采煤机滚筒直径选择时为了防止滚筒在顶板下沉时被夹住而截割岩石，直径 米，采煤机的滚筒已经系列化，可选用与计算 值相近的标准滚筒，以降低制造成本。 截深的选择 滚筒截深是采煤机工作机构截入煤璧的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因 素，决定截深时应充分考虑煤层的压张效应，截割阻抗截齿截割单位切屑厚度所对应的截 割阻力大小，煤层厚度倾角顶板稳定性及采煤机稳定性等。另外为了管理顶板方便， 截深应等于液压支架的推移步距。 中厚煤层截深可取米，若顶扳稳定，截割阻抗小可适当加大 厚煤层为了减轻煤壁片邦，减轻液压支架载荷和避免煤从运输机溢出，截深宜小，可取支护设备与采煤机选型设计 第节机械化采煤工作面类型的确定与论证 机械化采煤工作面，根据支护设备型式不同。可分为普通机械化采煤工作面简称普采及综 合机械化采煤工作面简称综采。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机刮板输送机液压 支架，综采工作面机械化程度高安全生产率高，国内不少综采工诈面年产量超过 万吨但它的设备投资大，对煤层厚度倾角地质条件变化要求严格普采工作面主要设 备为滚筒采煤机刮板机输送机金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。采用单 体液压支往金属铰接顶粱的工作面亦称高档普采工作面。普采工作面设备投资小，在煤 层厚度倾角地质条件变化较大时，适应性好，但它的机械化程度安全生产率比综采 低。 当工作面的煤层厚度倾角地质条件，设计生产能力等已知时，究竟采用那种类型的机械 化 采煤工作面，应经过经济技术方面认真分析，论证后再去确定，般讲当工作面内煤层厚度 较厚，煤层倾角及煤层厚度变化不大，地质条件比较稳定，没有大的断层，夹矸等，工作面 没计生产能力又比较高采用综采比较好，相反，当煤层厚度不大但厚度倾角变化较大， 工作面设计生产能力不很高时，采用高档普采能更好的适应煤层地质条件的变化，并能取得 较好的经济效益我国目前规定普采年生产量为万吨。综采当采高大于米，年 产量为万吨，采高米时年产量为万吨。 第二节液压支架的选型 影响液压支架选型的因素 影响液压支架选型的因滚主要是矿山地质条件，如顶底板稳定性煤层厚度煤层倾角 煤层赋存状况及瓦斯含量等，其中以煤层及顶，底扳稳定性影响最大。 顶板稳定性 顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度，顶板岩性的不同决定支架的架型的型式，岩层 载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。般讲煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架煤质松软顶板破碎煤层，应选用掩护式支架而煤层顶板坚硬。则应 选用支撑掩护式支架。 底板稳定性 底板岩石的组成结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另重要条件底板的稳定 性对支架底座影响颇大支架架型选取不当，会使支架陷入底板，使移架困难。根据我国 煤层底板岩石抗压强度。建议按表选型。 表不同底板条件下选用的架型 岩石松软粘土岩 页岩或松软煤较软粘土岩 页岩或松软煤般粘土岩 砂页岩砂岩或煤 抗压强度 应选架型掩护式液压支架式 两柱支掩式掩护式支架 支掩式支架支掩式及强力支撑 四柱及强力支撑 煤层厚度 煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况， 又决定着支架的结构高度和伸缩范围。 煤层倾角 煤层倾角主要影响支架稳定性，煤层倾角大则易使支架发生倾倒下滑等现象。必须采取防 倒防滑措施。 煤层埋藏稳定性 实践证明煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。断层及其性质对支架的使用好坏起决定性的 影响。若断层落差大，综采设备通不过，断层条数多，综采面搬家次数多。煤层瓦斯含量 瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。 液压支架架型选择是否合适，最终必然反映到经济效果上。应尽量做到安全高效，而又能 降低吨煤成本。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压 支架优越。因此在可能情况下，应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。 除矿山地质条件外，采矿技术条件，如回采方式，采面长度，采煤机械类型生产环节等因 素对液压支架的造型也有定的影响。 二煤层顶板及顶板分类 覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶直接顶老顶，它们统称为煤层的顶板。伪顶是紧贴 在煤上极易冒落的较薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型般没有影 响。 直接顶位于伪顶之上，无伪顶时直接位于煤层之上，通常是在移架或回柱后随即冒落，直接 顶下部米厚的岩石叫直接顶下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。 直接顶分类 我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类 不稳定顶板也称破碎顶板，这类顶板很易冒落。冒落后岩石能基本充满采空区。泥质 页岩，再生顶板等属于这类顶板。 中等稳定顶板强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充满采空区， 般在支护设备前移后随即冒落。砂质页岩，粉砂岩属予这类顶板。 稳定顶板难于冒落，需支架帮助切顶。 坚硬顶板极难于冒落，采后需强制放顶，砂岩，坚硬砂质页岩等属于这后两类。 直接顶分类的主要指标是强度指数，并参考直接顶初次跨落步距米来决定。直接顶初 次跨落步距是