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整体顶梁组合悬移液压支架安装

申报职称： 工程师
申报人姓名：史鹏程
申报人单位：北京鑫华源机械制造有限责任公司
论文专业：机械设备

目 录
第一章 概述………………………………………………………1
第二章 整体顶梁组合悬移液压支架产品说明…………………1
2.1 技术数据 ……………………………………………………1
2.2 支架特点 ……………………………………………………2
2.3 结构 …………………………………………………………3
2.4 工作原理 ……………………………………………………4
第三章 整体顶梁组合悬移液压支架安装………………………5
3.1 安装前准备工作 ……………………………………………5
3.2 安装 …………………………………………………………7
3.3 操作方法……………………………………………………12

摘要
本文介绍了整体顶梁组合悬移液压支架的技术参数、特点、工作原理以及安装方法，便于在工作和实践中对煤机工程师起到一定的指导作用。

关键词：整体顶梁组合悬移液压支架 技术参数 特点 工作原理 安装

第一章 概述Tel 0第一章节第10第－60805276/
整体顶梁组合悬移液压支架是介于传统悬移顶梁液压支架与综采支架之间的一种自移式轻型支护产品。它既保持了综采支架安全、支护面积大、支护强度高、移架速度快等优点，又具有适应性强、体积小、重量轻、移动灵活、易维护、易操作、运输方便等特点。尤其是使全部支架联为整体的结构特点，使其具有显著的整体性和稳定性；操作系统采用液压集中控制，减少了操作工序，提高了自动化水平，实现了快速移架，使采煤工艺衔接更加紧凑，极大地提高了工效；顶梁为整体箱式结构，护顶面积达95%以上，实现了对顶板的封闭性支护。

第二章 整体顶梁组合悬移液压支架产品说明
2.1 技术数据
2.1.1 型号说明
ZH 2000/ 16/24 Z
整体顶梁
液压支架最小/最大高度（16/24dm）
液压支架工作阻力 2000KN
产品类型代号 组合悬移液压支架
2.1.2 支架主要技术参数
项 目
单 位
参 数
备 注
支架高度
m
1.6～2.4

支架宽度
m
0.96

支架长度
m
3.2

支架行走步距
m
1.0

支柱数量
根
4
前柱2根，后柱2根
支柱直径
mm
φ125

支架重量
Kg
2600

支护强度
MPa
0.54

工作液
M-10
乳化液浓度3~5%

泵站工作压力
MPa
31.5

额定工作压力
MPa
40.7

工作阻力
KN
2000

初撑力
KN
1545
泵站压力31.5MPa时
表2－1主要技术参数

2.1.3 相关技术参数
序 号
项 目
内 容
参 数
1
Ø125支柱
缸径
Ø125mm
活柱外径
Ø110mm
液压行程
800mm
工作阻力（40.7MPa）
500KN
2

推进缸
缸径
Ø 100mm
活塞杆直径
Ø 70mm
行程
1000mm
推/拉力(31.5MPa)
247/126KN
3
翻转缸
缸径
Ø 63mm
活塞杆直径
Ø 45mm
行程
340mm
推/拉力(20MPa)
62/31KN
2.2 支架特点
2.2.1 支架稳定性好
由于工作面支架通过托梁系统联为一个整体，使得支架稳定性明显增强，安全性极大提高。在支柱初撑力达到要求的情况下，可有效避免了工作面歪架、倒架。
2.2.2 护顶面积大
整体顶梁规格为宽0.96米、长3.2米的整体箱式结构，护顶面积可达95％以上（与综采支架相同），由于对顶板实现了全封闭管理，所以在破碎顶板工作面不会出现漏顶现象，支护效果良好。
2.2.3 移架速度快
由于该支架液压系统采用集中控制，使前移动作简单，移架速度快，极大地提高了工效。
2.2.4 后排可增加支柱，以加强切顶力
一般情况下，支架标配4根支柱，前后各两根；当采场压力增大时，后柱可增加到3根，以加强切顶能力。60805276/77 Fax [phone]
2.3 结构
如下图2－2组合液压支架结构示意图所示
2.3.1 顶梁
顶梁是一整体结构焊接件，整体顶梁宽0.96米，长3.2米，其作用是支撑顶板。两顶梁之间留有60毫米左右的间隙，可以有效避免相互咬架。而对于放顶煤，可以通过间隙对顶打眼，以松动硬煤。
2.3.2 推进缸
推进缸（Ø100）是一双向液压千斤顶，其缸体铰链与顶梁前端铰接，活塞杆铰链与后托梁铰接。活塞杆收缩时拉动托梁前移；活塞杆伸出时推动顶梁前移（行程：1000mm）。

图2－2整体顶梁组合悬移液压支架结构示意图
2.3.3 托梁
托梁是一方形的箱体结构，分前、后两个托梁，由托梁联接框将前后两托梁相联。托梁安装在顶梁下方的轨道槽内，能沿着顶梁底面向前后滑动。将全工作面的托梁用托梁联接套联接为一个整体。当任意一架支架准备向前移动时，支架所带支柱首先被卸载并提起，这时顶梁落在托梁上，由托梁承载前移中的支架重量及顶梁上部的垮落物。
2.3.4 滑动梁
滑动梁的作用是带着两根前柱吊挂在顶梁底部的轨道槽内，使其能沿着轨道槽在顶梁下方前后滑动。
2.3.5 双向液压支柱
双向液压支柱是支架的支撑部件，通过顶梁承载采场压力，每架可根据工作面的压力情况安装4－5根。支柱由柱头、活柱体、缸体、活塞、底座、密封件等组成。支柱通过连接装置吊挂在顶梁上。支柱正向供液的作用是支撑顶梁；反向供液的作用是支架卸载提起支柱。
2.3.6 挡矸板
其作用一是防止支架后方矸石涌入工作面；二是保护后柱。
2.3.7 液压管路系统
液压管路系统由乳化液泵站、主管路（主供液、主回液）、支管路、各种液压阀、立柱和推移千斤顶等液压元件组成。乳化液泵站产生的高压液经管路通到工作面，每部支架配备一组操纵阀，通过其控制立柱、推进缸及配置的其他千斤顶。推进缸的收回（实现托梁前移）是整组同时进行，由操纵阀控制。

2.4 工作原理
2.4.1 概述
顶梁与托梁机构互为支撑。移架时，双向液压支柱首先卸载并提起，顶梁落在托梁上，此时，向推进缸注液，活塞杆伸出，以后托梁为支点顶梁前移，落下支柱，支撑顶板，完成移架；整个工作面移梁完成后，所有支柱处于支撑状态，托梁无载荷地吊挂在顶梁上。这时，向移托梁的供液系统供液，工作面推进缸的活塞杆全部收回，托梁前移，完成一个动作循环。当顶梁与顶板紧贴后便产生初撑力支撑顶板。由于顶板压力增大，支架所承受的压力便逐渐由初撑力增大为工作阻力，当顶板压力超过支柱额定工作阻力时，支柱控制阀中的安全阀便自行开启释放压力，直至活塞腔恢复到工作阻力时安全阀自行关闭。
2.4.2 工作面支架工作原理图示

1. 响炮后，提起前、后柱，使顶梁落在托梁上 2. 推进缸活塞杆伸出，顶梁与前、后柱向前移

3.落下前、后柱，全部支柱加载支撑顶板 4.托梁无载荷的吊挂在顶梁下

5. 推进缸活塞杆收回托梁前移

第三章 整体顶梁组合悬移液压支架安装
3.1 安装前准备工作
3.1.1 工作面准备
按照工作面设计，开掘出各类准备巷道及切巷。所有巷道要满足运输、通风、行人等项要求并符合《煤矿安全规程》，切巷同时要满足安装支架要求。
3.1.2 人员组织
所有参加安装的人员必须全面了解支架及配套设备、材料的结构及使用性能；熟悉安装地点的环境及安装要求；制定支架安装安全技术措施，并经过必要的培训，且考试合格。
3.1.3 安装工具及材料准备
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
手拉葫芦
2吨
个
3

2
撬棍
1.5米
根
4

3
小撬棍
0.5米
根
4

4
大锤
8镑
把
1

5
手锤
2镑
把
2

6
大改锥

把
2

7
棘轮扳手
M24
把
2

8
刻丝钳子

把
2

9
绳套Ø8钢丝绳

个
4
直径0.4及0.5m各两个
10
单体液压支柱
2.5米
根
6

11
黄油或乳化油

公斤
2

12
铅丝12号低碳钢

公斤
10

表3-1 工具材料表(单向安装)
3.1.4 运输
3.1.4.1液压件及液压管路在搬运前应用塑料盖封好注液口，包扎好注液接头及过液口，以免进入脏物或杂物。
3.1.4.2搬运液压缸及液压支柱时，必须将活塞杆收回、拴牢。
3.1.4.3液压件在搬运过程中严禁摔碰，尤其是活柱体、活塞杆、注液接头等关键件及各类阀体结合面要保护好，防止损坏密封件和镀层。
3.1.4.4顶梁体组件运输，进入工作面前用平车整包装运。车入工作面运输顶梁组件时，要原面朝下，不得翻滚运输。
3.1.5 现场准备
3.1.5.1泵站安装(表3-2附技术参数）
乳化液泵型号
XRB40/20
MRB125/20C
MRB160/25A1
MRB125/31.5C
XRB2BA80/20
公称压力MPa
20
20
25
31.5
20
公称流量L/min
40
125
160
125
80
电机功率Kw
15
55
90
75
37
电机转速r/min
1470
1480
1480
1480
1470
电机电压v
380/660
660/1140
660/1140
660/1140
380/660
单台泵重量Kg
500
1560
1600
1600
923
工作介质
含3~5％乳化液的中性水乳化液
安全阀压力MPa
22
22
27.5
34.5
22
卸载阀压力MPa
20
20
25
31.5
20
配乳化液箱型号
XRXTA
X10RX
X10RX
X10RX
XRXTA
乳化液箱容积L
640
1000
1000
1000
640
工作面适用支架数量（架）
少于60
多于100
多于140
多于100
少于100
适用顶板种类
放顶煤
自定
自定
硬顶煤
自定
表3－2泵站技术参数

（1）乳化液泵站的配置为两泵一箱，其中两泵为一用一备。（也可两泵两箱）
（2）乳化液泵站安装在运输方便、安全、宽敞且通风符合规定，不妨碍行人及运输的峒室内，泵站距工作面距离应≤200m。
3.1.5.2管路铺设
将乳化液泵站安装调试好，敷设一条φ16主供液管路和一条φ25（具体需根据工作面长度、支架控制方式、泵站距工作面的距离而定）主回液管路到工作面，两把注液枪到支架安装位置；管路铺设在巷道一侧并联接、吊挂整齐牢固。
3.2 安装
3.2.1 支架安装
3.2.1.1安装前检查：甲、乙双方现场打包，共同清点、核实所需零部件的数量、规格、型号，以保证顺利连续安装。各种管路、液压件必须现场拆封安装前必须冲洗干净。液压支柱使用前必须全行程升降四次以上，以排尽上、下腔内空气。安装前，必须检查安装地点的顶板、前后煤壁，确认安全后方可安装。
3.2.1.2安装位置及安装顺序的确定
如工作面小于50米，可从一头安装。如工作面大于50米，可从中间向两头安装。工作面倾角大于8度时，从安全角度考虑，必须由低往高单方向安装。
3.2.1.3安装第一架
顶梁安装时要与上、下顺槽平行，与切眼垂直，安装前从工作面切眼的中线向前返一条平行线，拉线后方可安装，安好后要校正，以后安装所有顶梁以此线为准。
用单体柱固定牢固的两个手拉葫芦将顶梁拉到1.5米以上可安装液压支柱，安装后柱，插好支柱销后（插支柱销方向为由内向外），用β销锁紧，然后安装两前柱，所有支柱安好并注液接顶以保证第一架稳固牢靠（对于炮采放顶煤工作面，支架高度2.2m左右，顶高时可充填木料接顶背实）。
3.2.1.4安装第二架及其余支架
在第一架顶梁带孔的侧筋上吊挂手拉葫芦，以替代一根单体支柱。其它步骤与安装第一架相同。但要注意：待第二架支架支撑好后，要马上用托梁联接套及托梁连接销将两架支架连接好（插托梁连接套穿销方向为由外向内）。以此类推直至安装完毕。(图3-3)

3.2.1.5调整
调整相邻两顶梁间距，此批架间距为60mm。
3.2.1.6安装液压管路系统
将操作阀安装固定；安装管路，管路应吊挂在最高位置并排列整齐、顺畅。

1、临架推进缸 2、操作阀组 3、双向液压支柱 4、异径三通
5、回液断路阀 6、特制三用阀 7、特制注液阀
图3-4 集中控制系统图
工作面主进液管路P/φ16和主回液管路R/φ19（或φ25）经异径三通与操纵阀组相连接，阀组由三个（或四个、五个）单片阀组成。其中第一片的A1口接临架推进缸的后腔用于前移相临支架；第二片的A2口接两后柱的注液阀用于提起后柱，B2口接两后柱的三用阀，用于支撑两后柱；第三片的A3口接两前柱的注液阀用于提起前柱，B3口接两前柱的三用阀，用于支撑两前柱。B1阀组中位机能为O型，操纵手柄处于中位时A、B各接口均与回液口R连通，压力口关闭。管路P1/φ16与整组支架的所有推进缸前腔相连，每组支架其中任意一（或两）组阀（由服务人员确定）的B1口连接管路P1/φ16，当操作阀组向P1供液时全组支架推进缸收缩带动托梁整体前移。
双向液压支柱的活柱上安装特制三用阀和注液阀（或组合或液控单向阀），两阀既可安装管路也可直接与注液枪连接。特制三用阀的回液口与回液管路R直接相连，每个阀配置一个专用卸载装置，需卸载时搬起手把乳化液通过回液管路回油箱。
操作阀B1口用于侧向千斤顶，不用时用堵封闭。
接通主管路，托梁系统供液，将推进缸收回，使全工作面托梁成一直线。调整托梁的同时，要调整整个工作面支架，使顶梁成一直线。
3.2.2 运输机的铺设
铺设工作面运输机可与支架安装同步，也可在全部支架安装完毕后进行。放顶煤工作面运输机铺设在前后排支柱之间，靠近前排支柱的位置。一次采全高的工作面运输机铺设在前柱前端。运输机选型见表：
运输机型号
SGW600/150C
SGB420/22
SGB620/40T
SGB620/80T
运输距离(m)
200
80
100
160
运输能力(t/h)
250
60
150
150
刮板链速(m/s)
0.868
0.66
0.86
0.86
功率(Kw)
75×2
22
40
2×40
电压(V)
660
380/660
380/660
380/660
电机转速(r/min)
1470
1470
1470
1470
刮
板
链

型式
双边链
双边链
双边链
双边链
规格(mm)
φ18×64
φ14×50
φ18×64
φ18×64
拉力(Kn)
≥350
≥250
≥320
≥320
刮板(mm)
1024
900
1024
1024
中
部
槽

长(mm)
1500
1250
1500
1500
宽(mm)
630
420
620
620
高(mm)
190
150
180
180
水平弯曲度
3°
3°
3°
3°
挡板尺度 宽×高(mm)
282×350
无
无
无
铲煤板尺寸 宽×高(mm)
150×190
无
无
无
机头尺寸 长×宽×高(mm)
1670×985×35
2230×1400×715
2230×1400×715
2230×1400×715
输送机全宽(mm)
1062
420
620
620
输送机全重(t)
85.8
9.22
17.5
27.1
表3-5运输机选型表

图3—6 炮采放顶煤工作面支架布置图

图3-7炮采一次采全高工作面支架布置图
3.2.4 运输巷与通风巷超前支护

图3-8 运输巷与通风巷超前支护示意图

3.2.5 工作面安装后的检查
安装完毕必须检查所有连接是否齐全牢固（操纵阀必须处于中间位置）。
3.3. 操作方法
3.3.1 支柱和液压缸的操作根据工作面支架的工作步骤进行。
3.3.2 提前柱之前把特制三用阀上的卸载手把搬至与活柱体垂直的位置，再将组阀的第三片阀手柄搬向A3方向（高压液经注液阀进入前柱上腔，下腔液经三用阀卸载后进入回液管）；前柱支撑时将前柱卸载手把复位并将组阀的第三片阀手柄搬向B3方向，停止升柱或降柱时将手柄搬回中位即可。
3.3.3 提后柱之前把特制三用阀上的卸载手把搬至与活柱体垂直的位置再将组阀的第二片阀手柄搬向A2方向，后柱支撑时将前柱卸载手把复位并将组阀的第二片阀手柄搬向B2方向，停止升柱或降柱时将手柄搬回中位即可。
3.3.4 前移支架时，在完成准备工作后将组阀的第一片阀手柄搬向A1方向，回到中位停止前移。
3.3.5 托梁前移必须全工作面整体一起进行，要保证所有支架具有足够的初撑力且所有操作阀手柄处于中位，将与P1/φ16管路连接的操作阀手柄同时搬向B1方向，托梁移到位后手柄回复中位。
3.3.6 需单独提起一根支柱时必须先将该柱卸载，但相邻支柱不得卸载。

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