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1、 目录第一章 液压支架概论第二章 支撑掩护式液压支架第一节ZY-35型支撑掩护式支架第二节 ZZ6000/21/42型液压支架第三节 放顶煤液压支架第三章 液压支架操纵与维护第一节 液压支架的操作第二节 液压支架维修与管理第四章 XRB2型乳化液压泵站的构造和原理第五章 BRW400/31.5(RB400/31.5)型柱塞泵结构原理第六章 乳化液压泵站的使用与维护 第一章 液压支架概论 第一节 液压支架的应用及意义 随着工业技术的不断发展，国民经济对煤炭需要量的日益增加，煤矿开采，特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。自1954年英国装备了世界上第一个液压支架工作面开始，采煤技术实现
2、了综合机械化。综合机械化采煤，就是工作面采煤、运输和支护三大主要生产环节都实现了机械化。也就是说，采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤；工作面重型可弯曲运输机，以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩带式输送机等运煤：自移式液压支架管理顶板。这几种设备相互配合，组成了综合机械化采煤设备。 液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件(油缸和阀件)与一些金属结构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，能实现支撑、降落移架和推移运输机等一整套工序。液压支架技术上先进，经济上合理，安全可靠，当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。 我国于1964年开始研制液压支架，已先后试制了MZ19
3、28型、TZ型、BZZC型、WKM400型、YZ型、ZYZ型、ZY型等多种型式的液压支架，并在各大矿务局进行了试验和使用，取得了较好的效果。1974年以来，从西德、英国、苏联和波兰等国引进了许多不同类型的液压支架。实践证明，液压支架具有强度高、支护性能好、移设速度快、安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量、高回采率和高工效，能大大减少劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。 第二节 国外主要产煤国家综采技术的发展趋势 综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。80年代末以来，世界主要产煤国家高产高效综采技术迅速发展，特别是美国、澳大利亚、德国、英国和南非发展最快。综采工作面高产高效纪录
4、不断刷新，综采装备新技术层出不穷。 1993年，美国综采工作面平均班产达到3076t洗精煤，据33个综采工作面的统计数据，平均年产145.4t洗精煤，平均工效274t(工d)，工作面搬家(包括设备安装)时间平均648人工面。工作面平均长度240m，最大长度335m。1994年平均班产进一步提高，其中，前10个工作面年平均班产达到5998t洗精煤，相当于年产400万t以上的水平。沙莫罗克公司(SHAMROCK)的彼克佛克矿在123个小班中产煤166万t，相当于月产83万t；塞普路斯阿马克斯煤炭公司卡姆博兰德矿1995年6月达到月产洗精煤57.3万t的纪录，阿科煤炭公司的西麋鹿矿1994年11月创
5、造了日产45万t的世界纪录，当月产量50余万t。 美国1994年共有80个长壁工作面，其中有70个工作面是电液控制的工作面，占87.5，使用两柱掩护式支架73套，四柱支撑掩护式支架7套，两柱掩护式支架占9125，支架工作阻力大部分在7000-8000kN，最大的两柱掩护式支架工作阻力达到9800kN。普遍装备大功率电牵引重型采煤机组和大功率、大运量、高可靠性刮板输送机。 澳大利亚近10年来综采发展很快，综采工作面数量从1980年的3个增加到1994年的25个，井工效率达到17.71t。科迪尔克斯矿和巴波尼矿的综采工作面年产量已超过300万t。为使综采产量持续增长，近几年来澳大利亚采取了一系列措
6、施，包括改革劳动制度，采用各种新设备、新技术，综采工作面优选世界各国最先进的重型高效装备，实现一井一面，集中化生产。 英国和德国是世界是综采技术装备最先进的国家，由于受其自然煤层赋存条件的限制，其高产高效工作面的纪录不如美国和澳大利亚，但世界著名的采煤机构公司主要集中在德国和英国。近年来，由于国际采矿业市场的不景气和激烈竞争，导致各公司的相互兼并，形成几个大跨国公司。为占领市场，各公司不断开发新技术、新产品。 世界主要产煤国家技术经济指标见表11。高产高效综采技术的核心是工作面综采设备，近10年来，工作面三大配套设备一采煤机、刮板输送机和液压支架，在设计方法和结构上都有重大发展，主要是提高设备
7、生产能力和可靠性，改进操作性能。 采煤机技术发展的一个突破是采用了多电机电牵引技术，大大简化了机械传动系统。采煤机的模块化设计使机器的维护和监测更加简便，可靠性更高。现代先进采煤机的主要特点是：多电机交流变频调速或直流调速电牵引，牵引速度不断提高，最大牵引速度已达29mmin：大功率、高电压、大截深，采煤机装机功率超过1200KW，现行1lOOV工作电压已不适应大功率采煤机的要求，美国目前常用电压为2300V，部分工作面开始使用4160V电压：英国、澳大利亚使用3300V电压；法国使用5000V电压：波兰使用6000V电压。采煤机截深达到12m；积木式结构，各单元之间没有机械动力传动，简单可靠
8、：其中更先进的设备，可实现滚筒自动导向，其实质是煤岩界面探测技术，它性。使用寿命达到600-1200万t过煤量；采用中38mm、中42mm大直径刮板链；采用软启动技术，使用双缓液力偶合器或排水型偶合器，配有程序逻辑控制器控制水的流速。软启动大大提高了输送机的可靠性，使链子和链轮的寿命加倍；故障诊断和工况监测技术，可以连续监测输送机各部件的运行状态，进行故障诊断和报警。 液压支架是综采工作面主要设备之一，近10年来主要的发展趋势是向两柱掩护和四柱支撑掩护式架型发展，架型结构进一步完善，设计方法更先进，参数向高工作阴力、大中心距(175m、2m)发展，结构件材料越来越多地采用高强度钢材，例如屈服极
9、限69Mpa以上的钢板，支架的寿命和可靠性要求大大提高，有些公司要求支架的耐久性试验循环次数达50000次。支架的寿命达14年以上。 液压支架技术另一重大突破是控制系统，应用电液控制技术，采用电磁(或微电机)控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理技术，红外遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间达到6-8s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。 国外液压支架设备正完全智能化，它可以不再生产支架样机，就能通过计算机模拟井下各种受力情况。并通过计算机设计出支架主要结构件最佳几何参数和力学参数。 支架选材方面，
10、国外设计选材强度屈服极限达到1000PMa以上。这就使大吨位强力支架重量比较轻，井下搬运方便。 支架结构件高强度焊接工艺非常先进，有一套先进的焊接热处理工艺，从而保证了支架的整体质量。 液压支架的控制均采用电液程序控制，电液阀操作系统具如下特点： 1、采用大功率单板微处理机，预编程序控制，可准确完成液压支架的升、降作，到位率高。 2、设定了移架过程的临界带压移架程序。最大限制减少了大采高工作面顶板下沉量，有效地控制了顶板的岩层以及升架时支架对顶板的缓冲作用，从而改善了支架与岩层的相互关系。 3、由于电液阀操作系统按程序推移工作，刮板运输机由人工决定性操作改为电脑编程定量操作，因此，刮板机的到位
11、率高，工作面运输机无论在弯曲度还是平整度方面都能达到设计的标准，从而保证了刮板在溜槽中平稳运行，减少了相互的摩擦阻力和摩擦损耗，减少了零配件消耗维修量，提高了设备的使用寿命，延长了工作的有效运转时间。 4、移架速度大大提高，移架速度达到8秒以卜，使综采工作面的综合效益得到了根本性的提高。完全满足了高产、高效矿井综采工作面的配套要求。 国内近几十年的液压支架制造业发展速度很快，综采液压支架从架型参数决定，到运动分析，受力分析，均实现计算机辅助优化设计，材料实现计算机数控下料，焊接全部采用C0x气体保护焊，主柱加工最大缸径可达中380mm，结构件整体回火，保证了支架的整体质量，支架高度可以生产20
12、005000mm，支架工作阻力有6800一i0000KW，支架的中心距15001750mm，支架立柱中280380mm，支架架型寿命试验可达到10000次，液压支架国内生产占使用总数的95，制造水平基本靠近国外先进水平。 第二章 支撑掩护式液压支架 第一节 ZY35型支撑掩护式支架 该支架是我国自行研制的，80-90年代使用最多的一种支架，当时这种支架发展为ZY-35a、 ZY35b、ZY35c型支架。 ZY-35型支架适用主走向长壁后退式开采，全部冒落法管理顶板，煤层厚度235m，煤层倾角30度，顶板中等稳定较平整移架后能自动冒落，单位面积顶板压力不大于65t/m2,底板较平整，允许用于煤底
13、，但底板的抗压强度不得小于40kg/cm2,地质构造简单，煤层赋存稳定，无影响支架通过的断层。 一、主要技术特征 支架型式 四柱支撑掩护式 支架高度 17003500mm 支架宽度 14281598mm 初撑力 1844KN 工作阻力 4000KN 支护面积 545m2 总重量 10.5t 二、主要组成部分及结构 zY-35型支架结构可分成4个部分(见图31)： (1)由前梁、顶梁、掩护梁、底座等金属结构件组成的架体。 (2)由短柱、立柱、侧推千斤顶、推移千斤顶和防片帮千斤顶等液压缸组成的：I二作机构。 (3)由组合操纵阀、双向锁、平面截止阀、液控单向阀、安全阀、包括大流量安全阀和测压阀等液压
14、元件组成的液控单向阀组。 (4)由高低压软管组成的输液管路系统。 1前梁 前梁与顶梁饺接，并通过短柱的支撑，以顶梁为支点，可向上作15度或向卜作19度的摆动，改善了前梁与顶板的接触状况，使靠近煤壁的顶板能得到有效支撑，避免工作面前端顶板产生切顶与窜矸现象。在前端设有由挡板和千斤顶组成的防片帮装置。按工作情况的需要，可使防片帮装置伸出与煤壁紧贴，也可将它缩回以便让采煤机滚筒顺利通过。 2顶梁 顶梁是支架承载的主要部件，前端与前梁饺接，后端与掩护梁饺接并起着切顶作用，在腹板上焊有四个柱窝，与立柱的球形接头连接，在两侧装有可伸缩的侧护板，供挡矸和防倒之用。由于它和顶板直接接触，故要求有足够的面积，并
15、要求有足够的强度。 3掩护梁 掩护梁的顶端通过销轴与顶梁铰接，下端通过四连杆与底座饺接，它的主要作用是承担顶板给予支架的水平分力，使立柱免受横向弯曲的载荷，同时可防止冒落的研石窜入支架内，以保证人身和设备的安全。 4底座 底座的主要作用是将支架承受的顶板压力传至底板，以保证支架的正常承载和前移；底座上设有四个柱窝与立柱的球形缸底相接触。它后部与四连杆机构铰接。 5四连杆机构 前连杆、后连杆、支架的掩护梁和底座铰接后组成四连杆机构。四连杆机构的作用是： (1)使顶梁沿双扭线轨迹运动，这样就使顶梁前端至煤壁的距离(即端面距)基本保持不变，有利于对顶板的支撑。 (2)可以对顶梁起强制导向作用，使支架能承受水平推力，支柱免受弯曲载荷影响，提高了支架的稳定性，并使支架能用于较大采高的工作面。 6侧护板 ZY35支架在顶梁和掩护梁上均装有侧护板，侧护板的伸缩
