大采高液压支架

1、大采高液压支架发展进程 2、大采高支架使用现状 3、大采高液压支架的关键技术研究 4、大采高支架关键试验装备 5、支架制造工艺流程
1、大采高液压支架发展进程
高端大采高支架与普通支架的差异
项目 普通支架 高端大采高支架
注重经济性和可靠性，人 大工作阻力，高配置、高 设计理 性化设计方面稍有欠缺 可靠性，注重人性化设计 念 平面设计制图，平面力系 采用CAD三维仿真、有限 设计手 安全系数校核 元分析等现代设计方法 段 两泵并联单进单回 系统配 单级过滤，精度低 置 手动控制 多泵并联大流量环型供液 多级高精度过滤
神华6.3米支架共生产四套，神东两套已投入使用、一套正在生产，万利一套已产出。 • 神东两套6.3m支架分别用于用于上湾51202工作面和补连塔32301工作面。 • 上湾6.3米支架2007年4月20日下井，30号试采，工作面长度300m, 采高6m，截至11 月28日，共进尺2794m，过煤量670万吨；月产93～109.5万吨，最高日产5.1万吨。 • 补连塔6.3米支架2007年7月6日下井，14号采煤，工作面长度300m, 采高5.5m，截 至11月29日，共进尺1234m，过煤量280万吨，月产54～80万吨，最高日产3.6万吨。

高配置：
• 液压系统： 大流量环型供液，双进双回，减少系统压力损 失和降低背压 进液最大DN65，回液DN70 双重过滤 高压过滤站+架内反冲洗过滤器，精度25μm • 控制系统： 进口国外优质电液阀 控制系统功能：单架手动动作、单架自动动作、成组自动动作和
跟机自动动作，地面通讯和远程控制 ；单架有急停装置和压力显示。

国产化的原则：国内生产、国际集成。 依靠国内成熟技术降低采购成本，国际化 采购保证可靠性

6m以上大采高支架业绩
序号 1 2 支架型号
2、大采高支架使用现状
数量（架） 165+21 116+7 使用地点 内蒙开滦 内蒙泰山 ZY10800/28/63D ZY11000/27/60
3
4 5
ZY10800/28/63
晋城
万利 晋城 晋城
10 11 12 13 14 15 16 17
ZY12000/28/63 ZY10000/28/62 ZY1300/28/63 ZY10800/28/63 ZY11000/27/60 ZY10800/30/65 ZY16800/32/70 ZZ13000/27/60
100 163+33+190+108 150 183 123 128 145+13 180
ZY10000/28/62
支架高度 支架宽度 工作阻力 支护强度 平均底座比压 支架中心距 移架速度 推移步距 操作方式 立柱缸径 推移缸径 工作面倾角 2800～6200 mm 1650～1850 mm 10000 KN 1.03 ～1.06 MPa 1.96～2.18 MPa 1750 mm < 10 s 865 mm 电液控制 Φ 400 mm Φ 200 mm 12°
ZY13000/28/63D ZY11000/28/63
180+181+171+183
136+14 117 +7
神华
伊泰纳林庙一矿 汇能布尔洞矿
6
7 8 9
ZY9400/28/62
ZY10800/28/63 ZY12000/28/62 ZY9400/28/62
132+135
165+15 60+75 132+135
制造工艺
试验标准
大修 过煤量
300～500万吨
1000～1500万吨
1、大采高液压支架发展进程
• 2003年的晋城ZY8640/25.5/55支 架是第一套国产高端支架
2002年设计图纸论证——样机生产、实验— —2003年小批量(15架)生产试用——整个工 作面使用；
• 2005年的神东ZY7600/22/45支架 推动国产高端支架向长远发展
神华 ZY10800/28/63
支架高度 支架宽度 工作阻力 支护强度 平均底座比压 支架中心距 移架速度 推移步距 操作方式 立柱缸径 推移缸径 2800～6300 mm 1650～1850 mm 10800 KN 1.1 ～1.13 MPa 2.48～2.74 MPa 1750 mm < 9 s 865 mm 电液控制 Φ 400 mm Φ 200 mm

另一个层次为：东西部矿井，包括新安、 新义、义安、孟津、石壕，另外还有杨村 和义海公司大煤沟矿。其中东部四矿地质 条件较为复杂，煤层起伏变化较大。在支 架的选择上，和杨村以及义海有所不同。 其余设备也能够达到统一配置，统一调配， 基本满足这些矿井产量要求，能够达到日 产五千吨的水平。

集团公司第一层次装备12套，第二层次 装备10套，这些装备都是近几年来更新购置。 近几年，按照集团公司的要求，装备 统一规划、合理选择。及时跟踪行业技术 发展的步伐，了解掌握装备技术的发展方 向，是选择装备的基本原则。将新技术和 新设备作为提高生产能力的选择要求。大 量的新技术在现有的装备中得以应用，为 集团公司近几年来产量的提高提供了保障。
与舞阳钢铁、鞍钢、宝钢等合作开发高强度、耐冲击、易焊接钢板 与重庆钢厂合作研制出高强度油缸用钢管 与哈尔滨焊接研究所合作研究焊接材料、焊接工艺 采用Ar80％十C02 20％混合气体保护焊，焊缝成型好、飞溅少、冲击韧性高



结构件设计增加顶板厚度，减少横筋、增减纵筋。腹 板多采用整板，增加梁体刚性，减小结构件变形，结 构件危险断面安全系数大于1.5。 结构件焊接采用欧洲标准； 定位板件采用机加件，控制下料精度，保证拼焊间隙 1mm以内，焊前喷砂、焊道加工或打磨保证焊接质量， 严格探伤检验。 研究焊接接头形式，主要焊缝采用坡口焊、穿透焊、 连续焊。 四连杆铰接孔全部采用结构件消除应力后整体镗。 结构件整体全自动除锈、喷漆、烘干工艺。

研究欧洲液压支架检测标准及DBT、JOY的企业标准，制 定郑煤机的企业标准：QJ/ZZM0008.1-2006 高可靠性液压 支架安全性测试要求 ，设计、试验按本标准执行，实验 压力、加载方式与欧标相同，试验次数略高于欧洲标准。
联合开发研制Q890、Q690钢板，可焊接性、机械性能指 标达到国外水平；27SiMnA钢管，调质后σs ≥750MPa，满 足了大缸径双伸缩立柱二级缸的使用要求。
采煤设备基本情况

一、液压支架 ZF7000—18/28
该支架属综采放顶煤液压支架，是中部四矿 主力架型，工作阻力7000KN。采用分体顶梁结构， 能够适应中部矿井顶板破碎及变化的要求；前柱 采用250mm缸径，后柱采用230mm缸径，单伸缩 φ 全液压形成。采用H型连杆结构，倒装布置推移 千斤顶，半开底式底座设计。
高产高效：




支架采用大于800mm截深的推移步距和1.75m的支架中心 距，单架移架速度6～10秒； 配套中双链运输机，链径42 ～48mm，槽宽≥1000mm， 驱动功率1400 ～3000KW； 配套采煤机滚筒截深800 1000mm，装机功率1800 ～ 2300KW ，负荷截割牵引速度大于14m/min； 工作面长度300 ～400m，年产量800 ～1200万吨。
神华 ZY12000/28/63
高度： 2800～6300 宽度(mm) 1660～1860 支架中心距(mm) 1750 工作阻力(KN) 12000（P=47.75MPa） 平均支护强度(MPa) 1.22 平均底座比压(MPa) 2.75～3.17 运输的外形尺寸（mm） 8525×1660×2800 移架速度(s) 单台支架完成一个工作循环 时间约8.5s 人行道宽度(mm) 立柱后侧大于600mm（底部） 推移步距(mm) 865 控制方式 电液控制
电液控制系统
项目
原国产支架 板材强度低，多为 σ s=Байду номын сангаас45、460MPa
高端支架解决办法 开发新钢种，关键部位增加 材料厚度 缸筒开发新材料 σ s≥750MPa 进口优质复合密封 混合气体保护焊 企业标准，主体试验大于 27000次，最高达47000次。
材料
缸筒σ s= 600～650MPa 聚氨酯或橡胶密封 C02气体保护焊接 MT312-2000标准，主体 试验12500次
6.5m支架配套设备参数
ZY10800/30/65D工作面液压支架 最小高度（mm） 3000 最大高度（mm） 6500 移架步距（mm） 800 支架中心距（mm） 1750 工作阻力（P=43MPa）（KN） 10800 初撑力（P=31.5MPa）（KN） 7916 支护强度 大于1.12 底板平均比压：在2.9m～6.5 m高度，2.36-2.45 MPa 推移步距：865mm 单架循环移架速度：＜10.5s 控制及操作系统：采用电液控制系统。
2003年对DBT4.5米、5.5米支架解体测绘—— 材料、性能分析——材料配比分析——生产样 机、欧洲标准实验——2005年批量生产。
高端支架的特点

以高可靠性、高寿命、高配置、高产高效 作为设计制造目标。
高可靠性、高寿命：
★ 全面测绘、解剖DBT、JOY支架，重点分析板材强 度构成，结构布置、焊接接头、整体运动和受力分析、 人性化设计等； ★ 引进国际上先进的三维设计及有限元分析软件， 实现支架的三维建模、运动仿真、模拟样机压架、检 测关键部位应力应变、优化设计； ★ 研发专用的模块化设计软件，建立产品数据库， 实现支架的的快速设计及改型





主要连接销采用可靠的挡板结构，减小四连杆铰 接横向间隙，孔轴配合间隙控制在1mm以内。 立柱千斤顶内壁全部采用推镗滚压、保证8级精度 和内壁硬度。