辽宁工程技术大学《采掘机械》综合训练题目：液压支架选型设计班级：矿电11-姓名：***师：***完成日期：2014/12/29综合训练任务书一、设计任务及要求(1) 根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算；(2) .编写综采工作面液压支架选型设计说明书；(3) 采煤设备与工作面综采设备配套关系图设计原始数据及条件：(1) 设计图纸（综采工作面设备配套关系图）(2) 设计说明书三、进度安排(参考)(1) 熟悉设计任务，收集相关资料(2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩四、成绩评定成绩：教师日期目录1液压支架选型的基本原则...................... - 1 - 2确定液压支架架型............................ - 1 - 2.1顶板分类（级）........................... - 1 - 2.2架型与支护强度初选....................... - 2 - 3主要参数计算和支架型号的确定 ................ - 2 - 3.1支架高度................................. - 2 - 3.2 支架主要结构确定 . (3)3.2.1顶梁长度 (3)3.2.2底座的宽度............................ - 5 -3.2.3支架中心距确定........................ - 5 -3.2.4支架移驾步距确定...................... - 5 - 3.3支护强度和工作阻力....................... - 5 - 3.4初撑力 (7)3.5移架阻力及推溜力 (7)3.6确定支架类型 (7)4性能验算.................................... - 8 - 4.1顶板支护形式 (8)4.2底板比压 (8)4.3工作阻力（支护强度）和初撑力的验算 (9)4.4顶板覆盖率 (9)4.5通风断面计算 (10)4.5.1按工作面温度计算风量................. - 11 -4.5.2经验供风............................. - 11 -4.5.3风速计算............................. - 14 - 5支架布置台数.. (11)6乳化液泵站的选型........................... - 11 - 6.1乳化液泵................................ - 14 -6.1.1泵站压力的确定....................... - 16 -6.1.2泵站流量确定......................... - 14 -6.1.3选择乳化液泵 (14)6.2乳化液泵的电机功率...................... - 11 - 6.3乳化液箱容积的验算...................... - 14 - 6.4乳化液.. (16)7设备的空间尺寸配套关系..................... - 11 - 参考文献 .................................... - 14 -1. 液压支架选型的基本原则⑴要顶得住，它的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动所产生的压力（包括二次来压），使控顶区的顶板下沉量限制到最小程度。
⑵要移得走，它的结构形式和支护特性，要适应直接顶下部岩层的冒落特点，尤其要注意顶板在暴露后尚未支护情况下的破碎状态，要尽量保持该处顶板的完整性。
支架底座要适应底板岩石的抗压强度，以防底软而使支架陷入底板。
⑶要适应采高变化和按煤层倾角考虑的对支架稳定性的要求。
⑷要满足通风（尤其是高瓦斯工作面）和行人的需要，以及要和采煤机、运输机配套。
⑸要考虑投资，力求以较低的投资获得所需的技术经济效果。
支架复用次数高，损坏情况少，即能降低吨煤成本。
按开采技术特点，可将煤层厚度分三类：⑴薄煤层---从最小可采厚度到1.3m；⑵中厚煤层---1.3~3.5m；⑶厚煤层---大于3.5m。
按开采技术特点，将煤层倾角分为三类：⑴缓倾斜煤层---0°~25°;⑵倾斜煤层---25°~45°；⑶急倾斜煤层---45°~90°。
倾角小于12°的煤层对于综采机械化来说，最为有利，一般可以不考虑设备自重分力的影响。
煤层倾角加大，会使采煤机上行采煤时的牵引阻力加大，并造成机器下滑的危险；使支架的横向稳定性变坏，甚至下滑、倾倒；输送机也会下滑，给采煤工作造成困难。
2. 确定液压支架架型按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。
根据煤炭部（81）煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。
2.1顶板分类（级）直接顶分为四类，见表2-1。
老顶分为四级，见表2-1。
表2-12.2架型与支护强度初选正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。
本矿煤层赋存条件较好，煤层倾角11°，为缓倾斜煤层，煤层截割阻A=350N/mm，煤层厚度适中为3.1m，井型为中型矿井，工作面设计长度为125m，设计能力为80万t/a，直接顶为3类中等稳定顶板，老顶为Ⅲ类顶板，周期来压明显，要求工作面支护强度较大（见表2-1）。
综上所述，选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式支架。
由于煤层倾角小于15°，不设防滑和调架装置。
3. 主要参数计算和支架型号的确定3.1支架高度支架高度一般系指支架的最大和最小结构高度，它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度。
最小高度过大，可能会出现压架现象；最大支撑高度过小，可能会造成丢煤浪费资源，或支架顶空现象。
支架的最大和最小支撑高度，应根据煤层厚度的变化合理选择，片面地认为调高范围越大越好，过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。
支架高度可由下式计算：max H =大h －1S +0.2m in H =小h —2S —a —c式中：max H ------支架最大结构高度，〔m 〕；m in H ------支架最小结构高度，〔m 〕；大h ------煤层最大采高，〔3.1m 〕；小h ------煤层最小采高，〔1.6m 〕；1S ------支架前柱上方顶板下沉量，一般取0.1m ；2S ------支架后柱上方顶板下沉量，一般取0.2m ；a ------支架前移时可缩余量，一般取不小于0.05m ；c ------支架与顶底板间的浮煤，破矸厚度一般取0.1m 。
即:max H =3.2m , m in H =1.25m 。
根据一些生产的实际经验，为防止伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因素，最大结构高度max H ，要在计算的基础上，再考虑增加0.1～0.3m 的富裕量。
取max H =3.3m , m in H =1.25m 。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度。
支架的伸缩比max minS H K H =2.64 s K 值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，其值越大，说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。
3.2 支架主要结构确定3.2.1顶梁长度顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支架方式有关。
支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。
根据选定的掩护式架型和超前支护方式，估算支架的顶梁长度，如图4-2所示。
c tg H ad y b -⋅-+++∆=α1=200+1350+900+400-3100×tg20-300=1421.69mm式中：∆------铲煤板铲尖到煤臂的距离，取100～200mm （具体大小也可计算）；y =F+G+J+V=200+350+400+400=1350mm式中：F------铲煤板宽度，一般取150～240mm ；G------中部槽宽，350mm ；J------导向槽宽度，无链牵引时尚有齿轨部分宽度；V------电缆槽宽。
参数查不到时可估算V=350～450mm ；d ------超前移架时取＞截深；滞后移架时可取零；e------人行道宽度，不小于0.6m ，高度不小于采高的70％；H------采高，〔m 〕；α------立柱倾角；c ------梁端距，取250～350mm 。
a ------由结构而定，考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。
a ＞300mm ；2b ------通常2b =0.9～1.2m ，在中厚煤层中可设置为人行道；3b ------由结构而定，一般情况为300～500 mm 。
顶梁全长：321b b b l ++==1421+1000+400=2821mm=2.8m注：顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下，应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。
对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m 左右；当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m 。
对于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m ，最大达3 m 左右。
顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。
我国规定支架标准中心距为1.5m 。
掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.4~1.6m(下限为侧护板收缩时的运输宽度，1.5m 为支架的正常宽度，1.6m 为调架时侧护板伸出后的最大宽度)。
垛式支架的架间距一般为0.1~0.2m 。
3.2.2底座的宽度支架底座宽度一般为1.1~1.2m 。
为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架，可加大到1.3 m 左右，放顶煤支架为 1.3~1.4m 。
底座中间安装推移装置的槽子宽度，与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300~380mm 。
3.2.3支架中心距确定支架中心距有1.25m ，1.5m ，1.75m ，2.05m ，与刮板输送机溜槽长度相适应。
取1.5m 。
3.2.4支架移驾步距确定与配套采煤机截深相对应，推移装置的行程要大于采煤机的截深（0.6m ）。
3.3支护强度和工作阻力支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。