华烨煤矿ZY6600/15/32掩护式液压支架结构设计

朱庆波 陈广帅 齐常胜

摘要：通过对新疆华烨煤矿7#煤层综采工作面地质条件的分析，进行了综采设备配套，并确定液压支架的架型、工作阻力及主要参数，并详细介绍了结构件特点和液压元件工作原理。

关键词：液压支架;设计;放顶煤

1 引言

新疆华烨煤矿7#煤层厚度2.7～3.3m，平均厚度2.76m。设计年产量为60万吨/年。工作面长度180m，走向长度1600m，煤层倾角近水平，煤层硬度在f=3左右。煤矿易于偏帮，瓦斯含量适中。直接顶和老顶为中、粗砂岩，直接底和老底为粉、中、细粒砂岩，无矸石。顺槽尺寸为矩形，运输顺槽净高3米，净宽5米，回风顺槽净高3米，净宽4米。设备下井条件为平板车斜井运输，拉下山。

2 工作面总体设计TC "二、设计指导思想" ＼f C ＼l "1"

综采面采用一次采全高工艺，按采煤机端部斜切进刀、双向割煤，每割一刀煤所需时间为：

式中参数均为与采煤有关的参数，分别代入相应数值，计算得知每割一刀时间约为82分钟。

按日工作时间16小时计算，工作面长度180m，滚筒截深630mm，工作面日循环刀数为9.2刀，考虑采煤机开机影响因素及其他影响系数，日平均有效截煤刀数为9刀，日推进度5.67m。

按年工作日300天计算，平均割煤厚度2.76m，工作面长度180m，煤的容重拟定1.4t/m³，滚筒截深630mm，工作面年产量约为88万吨/年，投产后单个工作面能满足年产60万吨的需要。

3 总体方案设计TC "三、总体方案设计" ＼f C ＼l "1"

根据对矿方资料分析，考虑临近煤矿综采设备型号及使用情况，并与矿方充分沟通，华烨煤矿配套设备确定为：⑴TC "3.1 配套设备选型" ＼f C ＼l "2" 采煤机：MG300/710-WD;⑵刮板运输机：SGZ764/400;转载机：SZZ764/200;⑷中间支架：ZY6600/15/32。

3.1 液压支架设计

中间架主要技术参数：⑴支架形式：掩护式液压支架;⑵高度范围：1500～3200mm;⑶支架宽度：1430～1600mm;⑷支架中心距：1500mm;⑸初撑力：5110kN P=31.5MPa）;⑹工作阻力：6600kN（P=41MPa）;⑺支护强度：0.85MPa（f=0.2）;⑻底板比压：1.5～2.5MPa（f=0.2）;⑼推移步距：630mm;⑽控制方式：本架手动操纵;⑾适应倾角：<15°;⑿泵站压力：31.5MPa

3.2 液压支架特点

该支架采用两柱掩护式型式，其结构紧凑、可靠性高、工作稳定、模块化布置，与配套的刮板输送机、采煤机相互配合和协调动作，实现落煤、装煤、运输和支护等生产工序的全部机械化，以达到高产、高效、优质、安全、低耗的效果，大幅度提高劳动生产率、减轻笨重的体力劳动，改善作业环境。

4 总体结构

ZY6600/15/32掩护式液压支架在液压系统控制下，完成推溜、降架、移架、升架等操作。

ZY6600/15/32掩护式液压支架主要由金属结构件、液压系统组成。主要金属结构件有伸缩梁、顶梁、前连杆、后连杆、掩护梁、底座、推移框架、抬底装置及活动侧护板等。

液压控制系统除了立柱、各千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液控单向阀、液控喷雾阀等）和液压辅助元件（管接头、胶管等）。

支架各结构件之间及结构件与液压工作元件间均通过销轴、螺栓等连接，管路连接采用快速接头和U型卡型式，拆装、维修方便。

5 结构件

5.1 顶梁

顶梁是用于支护、控制、管理工作面上方的顶板，顶板的压力通过顶顶梁传递到两根立柱上。为了更好地支护煤壁上方刚暴露出的顶板，顶梁前端上翘，顶梁为双侧活动侧护板。顶梁活动侧护板、掩护梁等也固定或铰接在顶梁上，因受力较大并且工作状况恶劣，要求顶梁有足够的强度和刚度。

5.2 掩护梁

顶板来压后，经顶梁和掩护梁连接销轴，把来压传递到掩护梁上，再通过掩护梁传递到连杆以及底座上。再传递过程中掩护梁承受扭矩、弯矩的作用。而且还受到顶板冒落矸石的冲击。因此要求掩护梁有足够的强度与刚度。

5.3 底座

底座承受顶板经立柱、掩护梁、连杆等传递的各种力及力矩，然后传递到底板上。对于底座除有足够的强度外，还应有对底板良好的适应能力，当受力时，底座前端对底板的比压要小，不能使底座前端压入底板，或破坏底板的结构。移架时，使浮煤煤顺利地排除倒采空区。支架的推移框架连接在底座上。底座前端设有抬底装置，拉架时抬底千斤顶活塞杆伸出，压在推移框架上将底座前端抬起，保证顺利拉架。

5.4 前后连杆

前、后连杆与底座、掩护梁连接，构成四连杆机构，设计时保证支架在使用高度范围内，顶梁前端双纽线轨迹满足使用要求。

5.5 推杆

推移框架为长推移框架，推移千斤顶倒装。推移千斤顶通过推移框架推移运输机和拉移支架。推移框架的前端与连接头相连，连接头的另一端和输送机连接，推移框架在推拉过程中，可以上下摆动一定的角度，以满足工作面底板不平的要求。

6 液压系统

液压支架的动力是由乳化液泵站提供的，各种动作的实现由液压系统来完成。

6.1 液压系统的主要特点

主操纵阀组设置在底座上，并且本架操作，管路简单，布置合理，维修方便。

⑴采用统一的压力系统，工作压力为31.5MPa。⑵管路连接均采用快速接头结构，高压胶管规格均为标准规格。⑶为了增大流量和压力，本系统中主进液管径为DN32，主回液管径为DN38，喷雾主管路直径为DN25。⑷将立柱及推移千斤顶两片操纵阀选定为200L/min的大流量操纵阀，满足了快速升架和移架的要求。⑸液压支架工作液为乳化液，采用MT76所规定的乳化液与中性软水，按5：95重量比配制而成。

6.2 油缸的配置

7 结语

本文中的支架及综采设备为2009年8月生产制造设备，在理论上得到了多方面的分析与论证，并且在实际使用中效果显著。

2014年华烨煤矿因为工作面开采长度的增加，以及新的工作面地质条件的变化，增补了18架ZY6600/15/32液压支架，在机头、机尾各增加一组两架一组中置式ZTZ16800/17/34端头液压支架，并对增补的液压支架提出了一些改进措施。

参考文献

[1]任晓东，于海亭，张银亮.韩家湾煤矿综采工作面液压支架研制[J].煤矿开采，2008（10）：66-68

作者简介：朱庆波（1982）;男;山東临邑人;硕士研究生;高级工程师;2008年6月毕业于新疆大学机械设计制造及自动化专业，一直从事煤矿支护设备开发工作。