第四章典型液壓支架技校采煤專業第四章

典型液壓支架

第一節支撐式液壓支架一、支撐式液壓支架的型式、特點支撐式液壓支架結構分類有垛式支架和節式支架兩種。因這種支架在我國已經基本停止使用，故這里僅簡單介紹垛式支架。垛式支架多為四柱式（亦有五柱和六柱式）。立柱由底座箱中的橡膠或彈簧鋼片（個別的通過復位千斤頂）扶持；頂梁多為剛性板式，前、后梁鉸接；底座有剛性、前后鉸接式或半剛性之分。為防止采空區矸石竄入工作面，在頂梁后部掛有擋矸簾。垛式支架支撐效率高，切頂能力強，對底板比壓均勻，適用于堅硬頂板的煤層，但在頂板破碎時冒頂事故多，立柱損壞率高。二、ZD4800/17/22型液壓支架

ZD4800/17/22型液壓支架是為周期來壓強烈、頂板堅硬的緩傾斜中厚煤層設計的一種四柱垛式液壓支架。

ZD4800/17/22型支架的結構如圖4—1所示。主梁和前梁用銷軸鉸接。前梁端部用螺栓與加長梁連接。前梁千斤頂可使前梁在一定范圍內上、下擺動，以便使頂梁與頂板良好接觸。主梁與尾梁用銷軸和保險銷連接。當冒落的大塊頂板砸到尾梁時，保險銷可能受沖擊而被切斷，尾梁繞銷軸落下，并由彈性膠墊緩沖。4根立柱均以球面形缸底與底座連接，活柱則以平頂活柱頭通過圓錐形柱頭用鋼絲繩與頂梁相連接。立柱上端用鋼絲繩，下端用擋板限位。底座左右座箱通過前、后連接連成半剛性底座。這種半剛性底座較整體底座有對底板適應性強的優點。加長梁、主梁和前梁為焊接結構件，尾梁為鑄件。底座為鋼板焊接的箱形結構。立柱為帶有機械加長桿的單伸縮雙作用立柱。移架時頂板對頂梁的摩擦力使立柱后傾，裝在底座右座箱上復位盒內的復位橡膠受到后傾立柱的壓迫時產生彈性恢復力，將立柱扶正，使之垂直支撐在頂梁與底座之間。掛在主梁后部的擋矸簾由6條礦用圓環鏈與若干片鋼板焊接而成，用來阻止矸石竄入作業空間。

第二節掩護式液壓支架一、掩護式支架的型式、特點根據立柱布置和支架結構特點，掩護式支架可分為支掩掩護式支架和支頂掩護式支架兩種。（一）支掩掩護式支架支掩掩護式支架的單排立柱支撐在掩護梁上，適用于頂板周期來壓不明顯、直接頂中等穩定以下的低瓦斯工作面。立柱通過掩護梁對頂板進行間接支撐，支架的支撐效率低，一般為0.6~0.75；頂梁短，控頂距小；多數在頂梁與掩護梁之間設有平衡千斤頂，少數支架只架設機械限位裝置；頂梁后部與掩護梁構成的“三角帶”易卡進矸石，影響頂梁擺動，故一般在頂梁后端掛有擋板；作業空間狹窄，通風面積小；采用整體剛性底座。支架有插腿式和非插腿式兩種型式。1、插腿式掩護支架插腿式支架的底座很長，深入到刮板輸送機底下，故稱為“插腿”式支架。由于底座前端離煤壁很近，頂梁雖然做的很短（1.2m左右），但頂板對支架的作用力線仍然落在底座內，使支架具有足夠的縱向穩定性，不會向前傾倒。由于頂梁短，因此控頂距小，支架對控頂距內頂板的作用力分布比較均勻，頂板承受支架重復支撐的次數少，有利于頂板的維護。由于底座長，因而增大了與底板的接觸面積，支架不易下陷，適宜在底板比較松軟的條件下工作。插腿式支架的主要缺點是需要有帶底托梁的特殊輸送機與之配套。由于輸送機中部槽被底托梁墊高，增加了裝煤高度，故裝煤不方便，需人工或采煤機跑空刀裝煤。因此，我國當前已不發展此種支架。2.非插腿式掩護支架如圖所示，非插腿式支架底座較短，與底板的接觸面積小，但輸送機可直接置于底板上，裝煤比較方便。為保證支架的縱向穩定，頂梁與掩護梁鉸接點應稍靠后，故頂梁較長，增大了工作空間，便于操作和通風，但接頂情況和作用力分布以及平均支護強度等步入插腿式支架。（二）支頂掩護式支架支頂掩護式支架是目前應用較多的一種架型，通常簡稱雙柱掩護式支架，其結構如圖所示。這種支架的單排立柱支撐在頂梁上，適用于頂板周期來壓不十分強烈、直接頂中等穩定或穩定以下的中等瓦斯工作面。立柱經過頂梁直接對頂板進行支撐，支撐效率高，一般可達0.7~1；支頂掩護式支架頂梁長，頂梁后端與掩護梁鉸接，作業空間和通風斷面均大于支掩掩護式支架；頂梁和掩護梁側面都裝有活動側護板，擋矸性能好；多數支架將平衡千斤頂設在頂梁與掩護梁之間，少數支架將平衡千斤頂設在底座與掩護梁之間，平衡千斤頂上、下腔連接雙向液控單向閥和安全閥。

平衡千斤頂的作用是使支架在卸載狀態下保持或調節頂梁的位置，調整支架支撐合力作用點位置。為改善支架的使用性能，應適當加大平衡千斤頂與掩護梁的極限張角和平衡千斤頂的行程。對于要提高切頂能力的支架，可增加平衡千斤頂的抗張力矩或將平衡千斤頂設置在底座與掩護梁之間。

支頂掩護式支架的頂梁有分式鉸接頂梁和整體剛性頂梁兩種（三）掩護式支架的結構特點（1）采用四連桿機構。頂梁近似垂直升降，梁端距變化小。支架能承受較大的水平力。（2）立柱向前傾斜支撐，支撐力的合力作用點離煤壁的距離較近，能對煤壁前方頂板進行較有效地支撐。（3）在頂梁、掩護梁甚至后連桿上設有活動側護板，擋矸性能好，并有利于支架的防倒和架間距離的調整。（4）支架的調高范圍比較大。（5）支架通風面積小，行人空間較窄。二、ZY2000/14/31型掩護式液壓支架

ZY2000/14/31型支架是在保證強度、使用性能和技術先進性的前提下設計的一種較經濟的掩護式支架。支架的結構簡單、合理，降低了支架的質量和成本。（一）主要技術特征支架型式雙柱掩護支架高度(MM)1400~3100

支架初撐力(KN)1117~1286

支架工作阻力（Kn）1780~2000

支架強度（MPa）0.42~0.48

支架中心距（mm）1500

泵站供液壓力（MPa）31.4

適應煤層傾角（°）≤25

支架質量（t）5.76支架質量（t）

5.76（二）支架結構

ZY2000/14/31型掩護式支架的結構如圖所示。它主要由承載結構件、輔助裝置、液壓缸和液壓控制元件等組成。1、承載結構件1）頂梁支架頂梁為整體箱型結構。為了改善頂梁的接頂性能，定量前端上翹30mm（距離定量前端850mm處開始上翹）。頂梁前部用鋼管煨彎焊成，外形圓滑。頂梁上連接立柱的柱冒和連接平衡千斤頂的耳座，以及安裝側推裝置的套筒。2）掩護梁掩護梁為整體箱型結構，以增加其強度。掩護梁上焊有連接平衡千斤頂的耳座和安裝側推裝置的套筒。3）底座底座為剛性整體式底座。底板上焊有連接立柱的柱窩，底板后端留有排矸口。立筋板上有安裝前、后連桿的鉸接孔，并焊有連接推移千斤頂的托板，以及用于推移裝置導向的限位條和限位板。4）前后連桿支架的前、后連桿為分體箱型結構。前、后連桿分別與掩護梁和底座鉸接，形成四連桿機構。四連桿機構保證在支架調高范圍內，使頂梁前端與煤壁之間的距離基本不變，支架的掩護空間無較大的變化，提高了支架的支護性能。后連桿外部兩側焊有防矸板，防止矸石竄入支架內。2、輔助裝置1）推移裝置推移裝置采用直接推移的形式，主要由連接頭、短框架和推移千斤頂組成。連接頭與短框架通過銷軸連接。短框架的另一端與千斤頂的活塞桿連接。推溜時，以支架為支點，千斤頂活塞桿伸出，帶動短框架通過連接頭使輸送機前移；拉架時，以輸送機為支點，活塞桿收回，帶動支架前移。由于千斤頂采用浮動活塞式，故不使用長框架就可使拉架力大于推溜力。2）側推裝置側推裝置主要由彈簧、推桿、彈簧筒和側退千斤頂組成，如圖4—6所示。推桿的一端裝入彈簧筒內，并使彈簧作用在推桿上；另一端與側推千斤頂缸體連接。支架頂梁和掩護梁的左側（前進方向）焊有固定側護板，右側裝有活動側護板。彈簧套筒與活動側護板上的連接座通過銷軸連接。千斤頂的活塞桿端連接在固定側護板上。一般情況下，活動側護板在彈簧作用下與鄰架靠緊。需要調架或移架時，可使側推千斤頂動作，將頂梁和掩護梁的側護板同時收回或分別推出。3）護幫裝置護幫裝置主要由護幫板、護幫千斤頂和擋塊組成，如圖4—7所示。護幫千斤頂的缸體與頂梁上的耳座鉸接，活塞桿與護幫板上的耳座鉸接。護幫板通過其端部的耳座鉸接在頂梁最前端的耳座上。護幫板的后面設有擋塊。護幫千斤頂伸出時，護幫板伸向煤壁并與煤壁貼緊，阻止片幫煤快落下。護幫板收回后被擋塊擋住。4）防倒防滑裝置一般在煤層傾角大于15°時，需加設防倒防滑裝置。由于每架支架直接與刮板輸送機相連，側推千斤頂控制的側護板具有防倒防滑性能，因而只要解決了排頭支架的防倒防滑問題，整個工作面支架的防倒防滑問題就可以基本得到解決。該支架中有較完善的防倒防滑裝置，其中包括：排頭支架的防倒防滑裝置、底座防倒防滑裝置和輸送機防滑裝置。排頭支架的防滑裝置，在工作面傾斜下方的①、②、③三架排頭支架之間的底座前部裝有2個調架千斤頂4，用以調整支架的架間距，使下滑的支架得到復位。在第一架支架的底座下側安裝防止底座下滑的防滑千斤頂7，并用圓環鏈8與第三架支架的尾部連接，用以調整支架尾部的距離。排頭支架的防倒裝置，在工作面傾斜下方的①、②、③三架端頭支架之間的頂梁下面裝有2個防倒千斤頂2，支架發生傾倒時，可用其調整復位。為了防止輸送機下滑，沒有輸送機防滑裝置。輸送機防滑裝置包括輸送機防滑千斤頂1、調架座3和圓環鏈2，當工作面傾角大于15°時，每個工作面需配備15組輸送機防滑裝置；傾角在8°~16°時，配備10組；傾角小于8°時，可不配備輸送機防滑裝置。工作面傾角為25°~30°時，應在每架支架底座后部傾斜下方安設底座調架裝置，并在另一側安設頂蓋。底座調架裝置包括調架千斤頂和圓推桿。3、液壓缸

液壓缸包括立柱、平衡千斤頂、側推千斤頂、護幫千斤頂和推移千斤頂等。1）立柱該支架采用帶機械加長桿的L—160/150*870型外導向套式單伸縮雙作用立柱，如圖4—40所示，它由缸體1、活柱7、加長桿8和導向套6等組成。活柱由活塞頭和柱管焊接而成。活塞頭結構為卡鍵式，與缸體之間用鼓形密封圈5密封，借導向環6加強。柱管內裝有機械加長桿8，加長桿分為6段，每段長125mm,調節范圍為750mm。導向套9與缸口采用方鋼絲連接。導向套分別用O型密封圈11和蕾形密封圈12與缸體和活柱密封。立柱采用外供液方式，兩端為凸球面，分別與頂梁柱冒和底座柱窩連接。立柱缸體內徑為160mm，柱徑為150mm；液壓行程為870mm，初撐力為643Kn，工作阻力為1000Kn。2）平衡千斤頂平衡千斤頂的型號為Q—140/85*290，結構如圖4—11所示。平衡千斤頂的兩端分別與頂梁和掩護梁上的耳座鉸接。需要改善頂梁的狀況時，可調整平衡千斤頂。該千斤頂頂缸口結構為卡環式，活塞頭結構為卡鍵式。千斤頂的缸徑為140mm，活塞桿直徑為85mm，液壓行程為290mm。3）側推千斤頂側推千斤頂的型號為Q—63/45*170，頂梁的掩護梁上各使用2個側推千斤頂。頂梁側推千斤頂和掩護梁側推千斤頂的伸出用2片操縱閥分別控制；縮回則共用1片操縱閥操縱，即把這片操縱閥扳到開的位置時，頂梁側護板和掩護梁側護板同時收回。該千斤頂采用內導向套、組合式活塞，其缸口結構為方鋼絲式，活塞頭結構為卡鍵式。采用內供液方式。4.護幫千斤頂護幫千斤頂的型號為Q—63/45×270。其結構型式與側推式千斤頂相同，不同的是采用外供液方式。5）推移千斤頂推移千斤頂的型號為Q—125/70×700。該千斤頂的缸口結構和活塞頭結構型式與平衡千斤頂相同。該千斤頂采用浮動活塞，推溜力為123KN，拉架力為269KN。4、液壓控制元件

該支架的液壓控制元件主要包括ZC（6）A型組合操縱閥、KDF型液控單向閥、YF型安全閥，SKS型液控雙向鎖和HDF型回液單向閥等。ZC（6）A型組合操縱閥KDF型液控單向閥SKS型液控雙向鎖KDF型液控單向閥1）ZC（6）A型組合操縱閥

ZC（6）A型組合操縱閥由首片閥、中片閥和尾片閥組合而成，如圖所示。首片閥上裝有總進、回液管接頭，尾片閥具有端板的作用，中片閥可根據動作的多少而增減。該支架一般采用4片中片閥（加上首片閥和尾片閥共6片閥）。當選用排頭支架防倒防滑裝置時，應采用5片中片閥。每片閥內裝有2個結構完全相同的二位三通閥，均由1個手把操縱，構成閉鎖動作。2個二位三通閥合在一起，相當于1個“Y”型機能的三位四通閥，控制1個液壓缸的伸、縮兩個動作。

ZC（6）A型組合閥的動作過程如下：由泵站提供的高壓液經首片閥上的進液管接頭進入閥體內的高壓腔（圖中左邊腔室）。操縱手把未動作時，鋼球5在彈簧1的作用下與閥座7接觸，高壓液體不能進入支架各管路；支架各管路經工作液管接頭、空心閥柱徑向孔、中心孔、閥桿13與閥柱之間的間隙后與總回液管接頭相通。操縱手把動作時，壓塊15推動閥桿13，閥柱11左移，頂開鋼球5，同時關閉回液通道（閥桿13上的閥墊12將閥柱11上的中心孔堵塞），高壓腔的高壓液體經工作液管接頭（中間的管接頭）進入立柱（或千斤頂）的工作腔，產生相應的動作。供液完畢，手把回零位，閥桿13復位，閥柱11與閥墊12脫開泄壓，同時彈簧1使鋼球5復位封住壓力液體。

這種操縱閥只有1個閥芯元件，可有效地避免操作過程中高低壓腔的串通現象；同時，操作省力，適用于工作壓力較高的系統。2）KDF型液控單向閥

KDF型液控單向閥的結構如圖2—36所示。該閥增加了1個減震閥10，目的在于卸載時減少液壓沖擊。動作過程是：壓力液從閥體2中間孔供入，直接推開鋼球8，使減震閥10右移，壓力液便從右側孔道進入立柱下腔（或相應千斤頂工作腔）。中間孔停止供液后，鋼球和減震閥復位封閉進液口。需泄壓時，壓力液從左側孔進入，推動頂桿3打開鋼球。在鋼球被打開的極短時間內，立柱下腔帶的壓力液由減震閥上直徑為1.4mm的小孔首先泄壓。由于小孔的阻尼作用，減少了液壓沖擊。隨著減震閥的右移，壓套9上的大孔打開，立柱可以大量回液。3、SKS型液控雙向鎖

SKS型液控雙向鎖用于平衡千斤頂和護幫千斤頂。該閥是2個液控單向閥的組合閥，如圖4—13所示，采用了1個雙頭雙向作用頂桿，左、右各有彈簧使其復位。當由操縱閥來的壓力液推開鋼球9進入千斤頂的工作腔時，壓力液體同時推動頂桿8向另一方向移動，推開另一端的鋼球，千斤頂另一腔回液。4）YF型安全閥

YF型安全閥用于立柱、平衡千斤頂、護幫千斤頂和輸送機防滑千斤頂上。結構如圖4—41所示。當立柱（或千斤頂）工作腔由于外載的作用超過額定壓力時，高壓液推動閥芯（空心柱塞）5右移，壓縮彈簧9，閥芯5的徑向泄液孔超過密封圈后即泄壓；工作腔壓力降低后，彈簧推動閥芯復位，安全閥關閉。5）HDF型回液單向閥

HDF型回液單向閥裝在支架回液管與主回液管之間，阻止回液背壓，防止因回液阻力過大而造成支架誤動作；同時，在支架維修時不會造成大量的回液管內的液體溢流。該閥的結構如圖4—15所示。支架回液時，經右端口推開閥芯5，從左口回液。支架不工作時，彈簧4使閥芯5復位而封閉，主回液管內的液體不能返流回架內管路系統。（三）ZY2000/14/31型支架液壓系統該支架的液壓系統如圖4—16所示。1、液壓系統的特點（1）控制方式為手動全流量本架控制。（2）液壓主管路采用二線整段供液，壓力管路P的壓力為31.4MPa。（3）各立柱和千斤頂由片式組合操縱閥構成簡單換向回路，可以機動動作。（4）立柱采用單向鎖緊限壓回路，平衡千斤頂采用雙向鎖緊限壓回路，護幫千斤頂采用雙向鎖緊單側限壓回路。2、支架的各個動作及其液路該系統可完成立柱升降，推溜，移架，護幫板推出和收回，頂梁與掩護梁角度調整，側護板推出和收回等動作。1）升柱扳動立柱操縱閥（2）手把，使其處于圖示下部位置。這時，壓力液直接打開兩立柱液控單向閥，進入兩立柱2的下腔；兩立柱下腔的液體經操縱閥回液，兩立柱同時升起。2）降柱扳動立柱操縱閥（2）手把，使其處于圖示上部位置。這時，壓力液經兩立柱操縱閥后分兩路：一路直接進入兩立柱上腔；另一路打開閉鎖下腔液路的液控單向閥，使下腔液體經操縱閥回液，兩立柱同時下降。123456（1）平衡收平衡推立柱升（2）立柱降推溜（3）移支架（4）側收（5）掩側推（6）護幫收護幫推頂側推ZY2000/14/31型液壓支架液壓系統PO1—平衡千斤頂2—立柱3—推移千斤頂4—頂梁側推千斤頂5—掩護梁側推千斤頂6—護幫千斤頂3）推溜扳動推移千斤頂操縱閥（3）手把，使其處于圖示下部位置。這時，壓力液進入推移千斤頂3的活塞腔，推動活塞桿伸出推溜：活塞桿腔的液體經操縱閥回液。

4）移架扳動推移千斤頂操縱閥（3）手把，使其處于圖示上部位置。這時，壓力液進入推移千斤頂的活塞桿腔，迫使活塞桿縮回移架；活塞腔的液體經操縱閥回液。5）推出護幫板扳動護幫千斤頂操縱閥（6）手把，使其處于圖示下部位置。這時，壓力液到液控雙向鎖，打開鎖緊護幫千斤頂6活塞腔的單向閥，進入護幫千斤頂的活塞腔，推動千斤頂伸出；同時，壓力液將鎖緊護幫千斤頂活塞桿腔的單向閥打開，接通千斤頂活塞桿腔的回液路，活塞桿腔的液體經操縱閥回液，護幫千斤頂伸出，帶動護幫板貼緊煤壁。6）收回護幫板扳動護幫千斤頂操縱閥（6）手把，使其處于圖示上部位置。這時，壓力液到液控雙向鎖，打開鎖緊護幫千斤頂活塞桿腔的單向閥，進入護幫千斤頂的活塞桿腔；同時，壓力液將鎖緊護幫千斤頂活塞腔的單向閥打開，接通千斤頂活塞腔的回液路，活塞腔的液體經操縱閥回液，護幫千斤頂縮回，護幫板收回。7）頂梁與掩護梁角度調整（1）角度增大：扳動平衡千斤頂操縱閥（1）手把，使其處于圖示下部位置。這時，壓力液到液控雙向鎖，打開鎖緊平衡千斤頂活塞腔的單向閥，進入平衡千斤頂活塞腔；同時，壓力液將鎖緊平衡千斤頂活塞桿腔的單向閥打開，接通千斤頂活塞桿腔的回液路，活塞桿腔的液體經操縱閥回液，平衡千斤頂伸出，頂梁與掩護梁之間的角度增大。（2）角度減小：扳動平衡千斤頂操縱閥手把，使其處于圖示上部位置。這時，壓力液到液控雙向鎖，打開鎖緊平衡千斤頂活塞桿腔的單向閥，進入平衡千斤頂活塞桿腔；同時，壓力液將鎖緊平衡千斤頂活塞腔的單向閥打開，接通千斤頂活塞腔的回液路，活塞腔的液體經操縱閥回液，平衡千斤頂縮回，頂梁與掩護梁之間的角度減小。8）推出側護板推出側護板必須在支架降下后進行，即通過側護板向上或下山方向調整支架，須在該架支架降下后進行。（1）推出頂梁側護板：扳動側推千斤頂操縱閥（4）手把，使其處于下部位置。這時，壓力液直接進入頂梁兩側推千斤頂4的活塞腔，千斤頂活塞桿腔的液體經操縱閥回液，頂梁側推千斤頂伸出，推出頂梁側護板。（2）推出掩護梁側護板：扳動側推千斤頂操縱閥（5）手把，使其處于下部位置。這時，壓力液直接進入掩護梁兩側千斤頂5的活塞腔，千斤頂活塞桿腔的液體經操縱閥（4）回液，掩護梁側推千斤頂伸出，推出掩護梁側護板。9）收回側護板扳動側推千斤頂操縱閥（4）手把，使其處于上部位置。這時，壓力液同時進入頂梁和掩護梁側推千斤頂的活塞桿腔，千斤頂活塞腔的液體分別經操縱閥（4）和（5）回液，頂梁和掩護梁側推千斤頂同時縮回，收回側護板。第三節支撐掩護式液壓支架

一、支撐掩護式支架的型式、特點根據支架的結構特點，支撐掩護式液壓支架可分為支頂支撐掩護式和支頂支掩支撐掩護式兩種。（一）支頂支撐掩護式支架支頂支撐掩護式支架的兩排立柱都支撐于頂梁下.

這種支架的類型較多，按其立柱布置及架體結構型式的不同，可分為一般型、V型、X型、單擺桿型和短尾型等，如圖所示。一般型V型X型單擺桿型短尾型（1）一般型支架：前排立柱向前傾斜，后排立柱近于直立的支架。支撐效率高，調高范圍小，適用面廣，是使用最普遍的支撐掩護式支架。（2）V型支架：前排立柱向前傾斜，后排立柱向后傾斜，呈V形布置支架。立柱傾斜較大，傾角相同，增大了支架調高范圍，增強了適應煤層厚度變化和頂板載荷的適應能力，但前、后排立柱在底座上的距離減小，影響行人和運送物料。（3）X型支架：前排立柱向后傾斜，后排立柱向前傾斜，呈X形交叉布置的支架。傾斜度大，支架調高范圍增加很多，頂梁和底座較短，但總體結構復雜，使用數量不多。V型和X型支架適用于厚度變化較大的薄及中厚煤層。（4）單擺桿型支架：頂梁與掩護梁為一體，掩護梁較短，與底座之間用一個擺桿連接的支架。支架升降時，頂梁端部的運動軌跡為圓弧形，較四連桿機構運動軌跡的水平位移量大，使端面距變化增加。這種支架的總體結構簡單，重量輕，但調高范圍小，適用于煤層厚度變化小的中厚煤層采煤工作面。（5）短尾型支架：掩護梁陡立，較短，與頂梁連接的銷軸進入頂梁后部，使掩護梁的上方受到頂梁后部保護的支架。采用四連桿穩定機構，前連桿為單件，深入到后排立柱中間，后連桿靠近后排立柱，前、后連桿都較短，使掩護梁陡立，向采空區伸出較少，減輕了冒落矸石的沖砸力。頂梁活動側護板多為鉸接擺動式。短尾式支架的工作阻力和重量都較大，適用于頂板堅硬、來壓強烈、冒落矸石塊度大的采煤工作面。（二）支頂支掩支撐掩護式支架支頂支掩支撐掩護式支架的前排立柱支撐于頂梁下，后排立柱支撐于掩護梁下，如圖4—19所示。這種支架結構單一，前排立柱向前前傾，后排立柱向后傾且其工作阻力多小于前排立柱，工作中有時承受拉力，故活柱腔也用液壓鎖控制，柱頭與柱底用直通銷軸連接于掩護梁與底座之間（與千斤頂的連接方式相同）。頂梁與底座較支頂支撐掩護式的短，結構較緊湊，整體剛性好，支撐合力更靠近頂梁后部。底座前端比壓小，便于移架和更適用于較軟的的底板。（三）支撐掩護式支架的結構特點：（1）頂梁較長，一般為前后分段式寬面鉸接結構。（2）采用四連桿機構，支架的穩定性好，能承受較大的水平力。（3）前后兩排立柱支撐，支撐合力作用點離煤壁較遠，支架的支撐力大，切頂能力強。（4）底板比壓分布均勻，對地板比壓小。（5）在頂梁、掩護梁甚至后連桿后設有活動側護板，對頂板和采空區的擋矸性能好。（6）支架的通風斷面較大。（7）支架的縱向長度長，造價比掩護式支架高。二、ZZS6000/17/37型支撐掩護式液壓支架

ZZS6000/17/37型支撐掩護式液壓支架為高產高效工作面支護設備。（一）支架的結構特點（1）采用了適合堅硬頂板條件下的緊湊型短四連桿機構。（2）采用契形鉸接前梁，支架前端支護力最大達1799KN。（3）支架控制系統采用快速移架系統。系統流量大，升降柱、推溜、拉架為鄰架先導控制，降柱、移架回液旁路直接到主回液管，保證支架降、移、升一個操作循環時間不超過12s。采用邏輯式差動閥實現差動推溜，加快推溜動作，沒有壓力波動和沖擊。（4）支架采用固定側護板結構，為快速移架作保證。（5）支架底座前端設有抬架機構，使支架在特殊條件下仍能快速移架。（6）結構件的主要受力部分采用高強度板，使支架各結構件強度大為提高。（二）支架的主要技術特征

支架型式支撐掩護式支架高度(mm)1700~3700

支架的初撐力（KN）5105

支架工作阻力（KN）6000

支護強度（MPa）0.81~0.91

控制方式手動或電液控制泵站：壓力（MPa）31.4

流量（L/min）400

管路規格主進液管路（mm）主回液管（mm）38

支管（mm）10，16，19，25

支架質量（t）17.9（三）支架的結構支架的機構如圖4—20所示。1、承載結構件1）契形梁契形梁為箱式焊接結構，如圖4—21所示。它和頂梁用銷軸鉸接再與自鎖機構組成剛性頂梁，提高支架前端支護力，防止機道上方冒頂、片幫。.契形千斤頂控制.契形梁可以上翹160mm，改善了頂梁的接頂效果，提高了支架前端對頂板的支護力。2）頂梁頂梁為箱式焊接結構，頂梁兩側均采用固定側護板。3）掩護梁掩護梁上部與頂梁鉸接，下部與前、后連桿相連，為箱型焊接結構，梁兩側為固定側護板。4、前、后連桿前連桿為箱型焊接結構，后連桿為整體箱型結構。5）底座底座為前后橋和兩個箱體結構焊接而成的剛性整體結構。前過橋為厚鋼板整體結構，后過橋為箱型焊接結構。底座中部橋下空當內設有安裝推移千斤頂的“U”形耳座及推移桿的導向限位板；兩半箱體上設有4個柱窩i，可與立柱缸底球頭鉸接；后部設有耳座，通過銷軸與前、后連桿鉸接。2、輔助裝置1）護幫裝置護幫板是板式焊接結構。后端的耳板通過銷軸與.契形梁鉸接。2）推移裝置推移桿為箱體焊接結構，具有高的抗彎扭能力。它與十字頭、推移千斤頂組成推移裝置。3、執行元件1）立柱為雙伸縮作用結構，主要是由大缸體、小缸體、導向套、活柱、底閥和密封件等組成，如圖4—22所示。小缸體既是上活柱的缸體，又是大缸體的活柱。小缸體（大活柱）底部通孔中裝有單向閥，用來鎖閉小缸體上腔的乳化液體，使之不能流到小缸體下腔。活塞及導向套密封均采用鼓形密封圈和蕾形密封圈。鍵和導向套、導向環均采用鉛黃銅整體鑄造，具有強度高摩擦系數小、耐磨性能好的特點，同時立柱的承受偏載能力也得到提高。立柱缸底上設有2個進出液口。1個為進液口，1個為立柱安全閥接口。立柱缸徑為250/180mm，柱徑為230/160mm。2）推移千斤頂推移千斤頂的結構如圖4—23所示。其缸徑為180mm，桿徑為100mm，主要由缸體、導向套、活塞桿和密封件等組成。推溜時，活塞桿腔和活塞腔由差動閥控制。3）護幫千斤頂護幫千斤頂缸徑為100mm，柱徑為70mm，主要由缸體、導向套、活塞桿和密封件等組成。4）調架千斤頂調架千斤頂缸徑為140mm，柱徑為90mm，主要由缸體、導向套、活塞桿和密封件等組成，用于工作面安裝支架時調整每架之間的相對位置，拉架時調整支架，防止支架走偏或咬架。5）契形梁千斤頂契形梁千斤頂是契形梁的執行元件，其缸徑為125mm，柱徑為70mm，主要由缸體、導向套、活塞桿和密封件等組成。6）抬架千斤頂抬架千斤頂為單作用柱式結構，如圖4—24所示。它是抬架機構的執行元件，主要由缸體、活塞、導向套等組成。4、控制元件1）SHF-PZ-8/31.5型副控閥副控閥結構如圖4—25所示。它為靜壓平衡式金屬錐密封結構，主要由閥體、金屬錐、手柄等組成。其內部結構為2個二位三通閥組成的三位四通閥，作用是給工作缸配液或作為主控閥的先導閥。該閥的操作手柄有自鎖和不自鎖的兩種。2）DYF-200/31.5型主控閥主控閥結構如圖4—26所示。它采用非靜壓平衡式金屬錐密封結構，為2個二位三通閥組成的三位四通閥。該閥為液控開啟結構，當控制液由液控口進入液控腔時，控制活塞在液壓力的作用下克服彈簧力推動回液閥關閉，進液閥開啟，此時P口的高壓液經A口進入工作缸。當控制腔控制液變為低壓時，進液閥在彈簧力的作用下關閉，回液閥開啟，工作腔回液。3）CJF-400/31.5

常閉截止閥為非靜力平衡式金屬錐密封結構，如圖4—27所示。它是1個二位三通閥，結構和原理與半個主控閥相同。其內含有精過濾器。4）KDF1c型液控單向閥液控單向閥主要由閥體、單向閥、卸載頂桿、堵頭、彈簧座等組成，如圖4—28所示。它采用了橡膠單向密封墊、機械限位控制閥墊工作壓縮量的密封結構。KDF1c型液控單向閥5）DKDFII型旁路閥旁路閥的工作原理同液控單向閥一樣，不同之處是閥孔和各液體通道大一些。另外，閥的卸載頂桿與卸載腔的直徑比液控單向閥小，這樣保證了降柱時液控單向閥先開啟，帶立柱下腔壓力下降后旁路閥再打開，是大部分液體通過旁路閥回到回液管，提高了立柱下降速度。6）SYD-PK125/40YD液控雙向鎖

雙向鎖主要由閥體、頂桿、中間套、閥座、鋼球、減震閥、彈簧等組成，如圖4—29所示。起作用是同時閉鎖工作油缸的兩腔。雙向鎖實際上是由2個單向閥公用1個雙頭頂桿組裝在1個閥體里面而成的。7）ZHYFIA安全閥

安全閥主要由閥體、閥芯、密封圈、閥殼、彈簧座、彈簧、調整螺母等組成，如圖4—30所示。閥彈簧調定后，油缸額定工作壓力就為調定值，如壓力大于調定值，高壓液就從安全閥的小孔卸載，使油缸壓力恒定。8）YD-PK125/40型液控單向鎖液控單向鎖主要由閥體、頂桿、閥芯、閥套、彈簧組成，如圖4—31所示。其作用是閉鎖工作油缸的一腔。適用范圍：用于液壓支架千斤頂工作腔的閉鎖。9）JZF—32/25型、JZF—38/25型平面截止閥平面截止閥主要由閥殼、閥芯、密封螺帽和手輪蓋等組成，通常為常開（四）液壓系統支架的液壓系統如圖所示。由泵站來的液流經液截止閥后分為兩路：一路到副控閥組；另一路到主控閥組。操作副控閥，高壓液體即進到各副控閥的進液口，同時打開下架開關閥，經開關閥進入主控閥組進液口。通過鄰架副控閥控制主控閥組使各液壓缸動作，完成支架所需動作。去鄰架由鄰架來1—回液截止閥；2—進液截止閥；3—鄰架副控閥；4—開關閥；5—主控制閥組；6—本架副控閥；7—液控單向閥；8—互幫千斤頂控制閥；9—推移千斤頂控制閥；10—楔形梁千斤頂控制閥；11—楔形梁千斤頂；12—調架千斤頂；13—護幫千斤頂；14—抬架千斤頂；15—立柱控制閥；16—前立柱；17—后立柱；18—推移千斤頂支架各動作及其液路：

1、前柱升

將鄰架副控閥打到“前升”位置。控制油路：鄰架副控閥→本架主控閥升柱控液口。高壓油路：本架常閉截止閥→立柱主控閥→立柱液控單向閥→立柱下腔。此時立柱上升。低壓油路：立柱上腔→立柱主控閥→回液截止閥→主回液閥。2、前柱降將鄰架副控閥打到“前降“位置。控制油路：鄰架副控閥→本架主控閥降柱液控口。高壓油路：本架常閉截止閥→立柱主控閥→低壓油路：立柱下腔→｛｛

立柱活柱腔立柱大缸上腔立柱液控單向閥旁通閥回液截止閥主回液管3、后柱升將鄰架副控閥打到“后升”位置。油路同前柱升。4、后柱降將鄰架副控閥打到“后降”位置。油路同前柱降。5、護幫千斤頂伸

將本架副控閥打到“護伸”位置。高壓油路：本架副控閥→此時護幫千斤頂伸出。低壓油路：護幫千斤頂活塞桿腔→雙向鎖→副控閥→回液截止閥→主回液管。雙向鎖液控口護幫千斤頂雙向鎖護幫千斤頂活塞腔6、護幫千斤頂縮

將本架副控閥打到“護縮”位置。高壓油路：本架副控閥→低壓油路：護幫千斤頂活塞→雙向鎖→副控閥→回液截止閥→主回液管。7、契形梁千斤頂推將本架副控閥打到“契升”位置。高壓油路：本架副控閥→單向鎖→契形梁千斤頂活塞腔。低壓油路：契形梁千斤頂活塞桿腔→副控閥→回流截止閥→主回液管。雙向鎖液控口護幫千斤頂雙向鎖護幫千斤頂活塞桿腔8、契形梁千斤頂拉將本架副控閥打到“契降”位置。高壓油路：本架副控閥→低壓油路：契形梁千斤頂活塞腔→單向鎖→副控閥→回流截止閥→主回液管。9、調架千斤頂伸將本架副控閥打到“調伸”位置。高壓油路：本架副控閥→調架千斤頂活塞腔。低壓油路：調架千斤頂桿腔→單向鎖→副控閥→回流截止閥→主回液管。單向鎖液控腔楔形梁千斤頂活塞桿腔10、調架千斤頂縮將本架副控閥打到“調縮”位置。高壓油路：本架副控閥→單向鎖→調架千斤頂活塞桿腔。低壓油路：調架千斤頂活塞腔→副控閥→回流截止閥→主回液管。11、抬架千斤頂抬架將鄰架副控閥打到“抬架”位置。高壓油路：鄰架副控閥→抬架千斤頂活塞腔。12、推移千斤頂推溜將鄰架副控閥打到“推溜”位置。控制油路：鄰架副控閥→本架主控閥推溜液控口。高壓油路：本架常閉截止閥→主控閥→低壓油路：推移千斤頂桿腔→差動閥→主控閥→回液截止閥→主回液管。推移千斤頂活塞腔差動閥推移千斤頂活塞桿腔13、推移千斤頂拉架將鄰架副控閥打到“拉架“位置。控制油路：鄰架副控閥→本架主控閥拉架液控口。高壓油路：本架常閉截止閥→主控閥→差動閥→推移千斤頂活塞桿腔。低壓油路：推移千斤頂活塞腔→回液截止閥→主回液管。主控閥旁路閥第四節放頂煤液壓支架一、放頂煤支架的型式、特點

根據放煤口所處位置，放頂煤支架有高位放頂煤支架、中位放頂煤支架、低位放頂煤支架三種型式。實踐證明：以低位放頂煤支架效果最佳。（一）高位放頂煤支架高位放頂煤液壓支架的放煤口處于液壓支架的上部，即頂梁上或掩護梁的上部，一般采用單輸送機運送采煤機采落的煤和放下的頂煤。最常見的高位放頂煤液壓支架是短頂梁、掩護梁開天窗的掩護式液壓支架。高位放頂煤液壓支架的特點是：（1）結構簡單、緊湊，支架較短，穩定性和密封性較好。（2）放煤口尺寸大，可達2000mm*800mm，有利于頂煤放出。（3）使用單輸送機，端頭維護空間小，整個工作面設備布置與普通長壁工作面相同，便于管理，但由于采、放煤公用一部輸送機，不能平行作業，影響產量的提高。（4）支架放煤時，煤塵較大，正常人行道基本被切斷，減少了工作面安全出口。（5）支架頂梁較短，容易出現架前頂煤放空而造成支架失穩或移架困難的現象。（6）對煤層冒放性要求較高，一方面要求梁端頂煤完整，不冒頂、不片幫；另一方面要求梁后頂煤破碎，能順利放出。（二）中位放頂煤支架中位放頂煤支架的放煤口處于液壓支架的中部，即在掩護梁中部開放煤口，一般采用雙輸送機，采煤機采落的煤由前輸送機運送，放下的頂煤由后輸送機運送，中位放頂煤液壓支架的特點是：（1）支架的穩定性和密封性較好，抗偏載和抗扭能力大，不易損壞。（2）放煤口距煤壁較遠，有助于工作面前方頂煤的維護。支架頂梁長，反復支撐頂板，增加頂煤的破碎程度。（3）由于采、放煤運輸使用兩部輸送機，可以實現平行作業。（4）受放煤口尺寸的限制，架與架之間有三角煤放不下來，同時放煤口易發生大塊煤堵塞現象。（5）后輸送機放在支架底座上，后部空間有限，大塊煤通過困難，且移架阻力較大。（6）掩護梁不能擺動，二次破煤能力差。（三）低位放頂煤支架低位放頂煤液壓支架的放煤口處于液壓支架的下部，即在掩護梁后部鉸接一尾梁作為放煤門，通過控制尾梁的伸縮或擺動，控制頂煤的排放，使用雙輸送機運煤，低位放頂煤液壓支架的特點是：（1）由于具有連續的放煤口，放煤效果好，沒有脊背煤的損失，回收率高。（2）從煤壁到放煤口的距離長，經過頂梁的反復支撐和掩護梁上方的垮落，頂煤破碎充分，對放煤極為有利。（3）后輸送機一般沿底板布置，浮煤容易排出，有利于移架。（4）由于放煤口較低，產生的煤塵較少。（5）尾梁伸縮高度較小（或擺動角度較小），松動頂煤的能力差。二、ZFS6000/22/35型低位放頂煤液壓支架

ZFS6000/22/35型低位放頂煤液壓支架是為“兩硬”條件（即媒體堅硬、頂板堅硬）厚煤層綜放開采設計的一種四柱支撐掩護式放頂煤支架。（一）主要技術特征支架型式支撐掩護式支架高度（mm）2200~3500支架初撐力（KN）5218支架工作阻力（KN）6000支架支護強度（MPa）0.83~0.87支架中心距（mm）1500泵站壓力（MPa）31.4泵站流量（L/min）200支架質量（t）24適應煤層傾角（°）≤15（二）支架結構

ZFS6000/22/35型低位放頂煤液壓支架的結構如圖4—35所示。它主要由承載結構件（頂梁、掩護梁、底座、前后連桿、回轉梁）、液壓缸（立柱、前梁千斤頂、伸縮梁千斤頂、回轉千斤頂，推移千斤頂、推溜千斤頂）、液壓控制元件（操縱閥、控制閥、初撐力保證閥）、輔助裝置（推移裝置、噴霧裝置）等組成。1、承載結構件1）頂梁頂梁由主梁、前梁、前梁伸縮梁組成，均由高強度鋼板焊接而成。主頂梁為整體箱式結構，其長度為3190mm，寬度為1460mm，厚度為310mm。由于主頂梁較長，移架時它可多次反復支撐頂板，有利于放頂煤。主頂梁上焊有4個鑄鋼球面柱窩，與立柱球頭鉸接。柱窩前后間距1320mm，左右間距800mm。在主頂梁的后端開有2個圓孔，通過銷軸與掩護梁鉸接。前端耳座開有圓孔，與前梁鉸接，并在前部焊有與前梁千斤頂球頭鉸接的球面柱窩。主梁兩側為固定側護板。前梁安裝在頂梁前端，通過兩銷軸與頂梁鉸接，并在前梁伸縮梁可在伸縮千斤頂的作用下向煤壁方向伸出和縮回，及時支護采煤機割煤后暴露的頂板。2）底座底座為整體剛性底座，底座長2620mm，寬1280mm。3）掩護梁掩護梁為整體箱型結構，它由結構主筋板焊接而成，長度（鉸接孔中心距）為1495mm，寬度為1460mm，厚度為360mm。掩護梁上端與頂梁連接，下端與前、后連桿相連，并通過銷軸與回轉梁鉸接。掩護梁兩側為固定側護板。4）回轉梁回轉梁為箱式結構焊接結構，安裝在支架的尾部，長度為1450mm，寬度為1350mm，厚度為280mm~220mm。回轉梁通過的銷軸與回轉千斤頂連接，實現回轉梁的擺動，從而實現放煤口的關閉與開啟。5）前、后連桿前、后連桿為箱式焊接結構，它是保證支架移動、傳遞掩護梁扭轉載荷的重要部件。前、后連桿與底座的鉸接點位置較高，形成了足夠的后工作空間。2、輔助裝置1）推移裝置推移裝置有前推桿和后推桿。前推桿前端通過十字頭與輸送機連接，后端與推移千斤頂的活塞桿連接。前推桿長（中心孔距）為1101mm，寬為220mm。后推桿的前端與拉溜千斤頂的活塞桿連接，后端通過十字頭與后輸送相連接。后推桿長（中心孔距）960mm，寬為135mm。前、后推桿的結構完全一樣。2）側護裝置側護裝置主要由側護板構成。側護板安裝在支架頂梁、掩護梁兩側，均為固定側護板。3、液壓缸1）立柱立柱為單伸縮雙作用式，主要由缸筒、活柱、導向套、密封件等組成，如圖4—36所示。活塞采用鼓形密封圈，導向套采用蕾形密封圈。立柱的缸筒內徑為230mm，活柱直徑為220mm，行程為1300mm。立柱兩端均采用球面結構與頂梁及底座球面鉸接。2）推移千斤頂推移千斤頂為浮動活塞式結構，主要由缸體、導向套、活塞桿、浮動活塞和密封件等組成，如圖4—37所示。推移千斤頂缸體內徑為180mm，活塞桿直徑為105mm，行程為220mm。3）前梁千斤頂前梁千斤頂主要由缸筒、活塞桿、導向套和密封件等組成，如圖4—38所示。前梁千斤頂缸體內徑為160mm，活塞桿直徑為105mm，行程為220mm。4）回轉千斤頂回轉千斤頂是放煤回轉梁的執行元件，可以控制放煤口的關閉與開啟。其結構與前梁千斤頂完全相同。回轉千斤頂的缸體內徑為160mm，活塞桿直徑為105mm，行程為588mm。5）拉后溜千斤頂拉后溜千斤頂是拉后輸送機的執行元件，主要由缸筒、活塞桿、導向套和密封元件等組成，如圖4—39所示。拉后溜千斤頂的缸體內徑為125mm，活塞桿直徑為85mm，行程為700mm。4、液壓控制元件液壓控制元件主要有：操縱閥、液控單向閥、安全閥、平面截止閥、初撐力保證閥等。1）操縱閥本支架采用YKC-300/31.5型操縱閥。該閥為手動三位四通閥，由末片、中片和進液板通過螺栓緊固為一整體。閥內采用橡膠平面密封，具有密封性好、抗污能力強等優點。

YKC-300/31.5型操縱閥如圖4—40所示。該閥內裝有兩組平面閥和中間一組泄壓閥。當手把處于中間位置時，兩進液閥在彈簧力的作用下處于關閉狀態，切斷高壓液進入工作液口A和B的通路，這時A，B兩口液路都與閥回液口“O”相通。當操縱手柄通過凸輪、壓塊帶動回液閥切斷回液通路，同時頂開進液閥時，高壓液即由”P”口進入工作液口A或B。當手柄回到中間位置時，進液閥在彈簧力與液壓力的作用下迅速將進液油路切斷，恢復原始狀態。2）液控單向閥本支架采用YDF-42/200型液控單向閥。3）安全閥本支架采用ZHYFII型安全閥，調整壓力為36.1MPa。4）平面截止閥本支架采用PJZF-19/32和PJZF-19/38型平面截止閥。5）過濾器本支架采用GBG型過濾器，位于進液截止閥和操縱閥之間，主要作用是支架主供液系統進入每架支架操縱閥元件前，對液體進行一次過濾，防止臟物進入系統，破壞控制元件的動作性能，降低控制元件的使用壽命。為保證液壓支架控制系統的正常運行，過濾器要進行定期檢查和清洗，一般每月應清洗一次。YDF-42/200型液控單向閥PJZF型平面截止閥6）初撐力保證閥為了保證支架初撐力，本支架設置了初撐力自動保證系統，由CCF型初撐力保證閥完成。該閥采取與控制閥并聯的布置方式，利用支架原來的升、降柱操縱方法，來保證支架的初撐力。

CCF型初撐力保證閥采取初撐自動補液控制系統，消除了初撐力自保回路靠彈簧調定，人為因素影響大、壓力調定性差、初保效率低的缺點，可確保支架初撐力的要求，以適應大流量支架供液系統的需要。（三）液壓系統液壓系統如圖4—42所示。支架各動作及其液路：1、升柱將操縱閥手柄打到“立柱升”位置。（1）高壓油路：①主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→液控單向閥→立柱下腔。②主進液管→進液截止閥→過濾器→立柱初保閥→立柱下腔。（2）低壓油路：立柱上腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。ZFS6000/22/35型低位放頂煤液壓系統前梁千斤頂前立柱后立柱推移千斤頂拉后溜千斤頂回轉千斤頂伸縮梁千斤頂前梁千斤頂降伸縮千斤頂降前柱降后柱降拉架拉后溜回轉千斤頂升升升升推溜推后溜回轉千斤頂升2、降立柱將操縱閥手柄打到“立柱降”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→。（2）低壓油路：立柱下腔→液控單向閥→操縱閥→回流截止閥→主回液管。3、推前溜將操縱閥手柄打到“推溜”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→浮動千斤頂活塞腔。（2）低壓油路：浮動千斤頂活塞桿腔→操縱閥立柱上腔液控單向閥液控腔4、拉架將操縱閥手柄打到“拉架”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→液控單向閥→浮動千斤頂活塞桿腔。（2）低壓油路：浮動千斤頂活塞腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。5、伸前梁將操縱閥手柄打到“前梁伸”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→伸縮千斤頂活塞腔。（2）低壓油路：伸縮千斤頂活塞桿腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。6、縮前梁將操縱閥手柄打到“前梁縮“位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→伸縮千斤頂活塞桿腔。（2）低壓油路：伸縮千斤頂活塞腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。7、前梁上擺將操縱閥手柄打到“前梁千斤頂升“位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→液控單向閥→前梁千斤頂活塞腔。（2）低壓油路：前梁千斤頂活塞腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。8、前梁下擺將操縱閥手柄打到“前梁千斤頂降”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥。（2）低壓油路：前梁千斤頂活塞腔→液控單向閥→操縱閥→回液截止閥→主回液管。9、拉后溜將操縱閥手柄打到“拉后溜”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→推后溜千斤頂活塞桿腔。（2）低壓油路：推后千斤頂活塞腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。前梁千斤頂活塞桿腔液控單向閥（打開液控腔）10、放煤回轉梁下擺（放煤）將操縱閥手柄打到“回轉千斤頂縮”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥（2）低壓油路：回轉千斤頂活塞腔→液控單向閥→操縱閥→回液截止閥→主回液管。11、放煤回轉梁上擺（關閉放煤口）將操縱閥手柄打到“回轉千斤頂伸”位置。（1）高壓油路：主進液管→進液截止閥→過濾器→操縱閥→液控單向閥→回轉千斤頂活塞腔。（2）低壓油路：回轉千斤頂活塞桿腔→操縱閥→回液截止閥→主回液管。回轉千斤頂活塞桿腔液控單向閥（打開液控腔）（四）支架噴霧系統為了降低綜放工作面煤塵，ZFS6000/22/35型低位放頂煤液壓支架前后配有兩套降塵噴霧系統。前一套與前梁伸縮千斤頂相連，前梁伸時，伸縮千斤頂下腔高壓液作為水閥控制液將水閥打開，支架前梁上的噴霧系統開始噴霧；前梁縮時，伸縮千斤頂上腔高壓液作為水閥控制液將水閥關閉。后一套與放煤回轉千斤頂相連，放煤口回轉千斤頂縮（放煤）時，千斤頂活塞柱腔高壓液作為水閥控制液將水閥打開，支架后部開始噴霧；放煤完畢，放煤回轉千斤頂活塞腔高壓液作為水閥控制液將水閥關閉。該噴霧系統的特點是：噴霧控制系統可靠、簡單，控制管路小，噴霧效果好。

第五節電液控制液壓支架

電液控制液壓支架是在一般液壓支架基礎上發展起來的，二者基本結構相同，但控制方式不同。電液控制液壓支架是用先進的計算機技術與液壓閥等相結合組成的電液控制系統來代替一般液壓支架的手動液壓操縱閥控制系統，從而使液壓支架的操作更加靈活、快捷。可根據采煤工藝的要求，選擇手動單架控制，成組程序控制，工作面運輸巷內主控制臺全工作面可編程遙控。一、電液控制系統的組成及工作原理

液壓支架電液控制系統大體上有兩種，一種在工作面運輸巷內設主控制臺，其組成框圖如圖所示；另一種不設主控制臺，只設服務器。（一）電液控制系統組成

1、主控制臺

主控制臺安裝在工作面運輸巷內，主要由一臺微型計算機構成，它是全工作面電液控制系統的中樞，主要功能是修改、儲存支架控制箱運行參數，監控工作面支架運行情況，在自動程序控制中協調采煤機與支架同步運行，同時為地面監控室傳送工作面運行情況及數據。

電源箱交流127主控制臺工作面運輸巷NO.1支架控制箱NO.2支架控制箱NO.3支架控制箱位移傳感器直流12v支架立柱與千斤頂電液控制閥組壓力傳感器電液控制系統組成圖2、支架控制箱

支架控制箱是由單片機、程序儲存器、輸入輸出接口、通訊電路、驅動電路、電源、鍵盤等組成的微機控制系統。每臺液壓支架配備一臺支架控制箱，相鄰支架控制箱用電纜連通。支架控制箱是支架電液控制樞紐，其主要功能是通過操作鍵盤輸入的指令可使左右支架實現相應的動作，接收主控臺的信息以及壓力傳感器、位移傳感器的反饋信號，經微機判斷處理后監測該控制箱所控制的支架的程序動作，顯示和修改單臺支架的運行參數。3、電液控制閥組

電液控制閥組是支架電液控制系統的核心部件，目前使用的電液控制閥組是電磁先導閥控制閥組，由電磁先導閥和主控換向閥組成。它的優點是可用較小的電磁力來控制較大的液流，按操作者的指令由微機控制實現支架的各種動作。電液控制閥動作頻繁，對其工作可靠性和使用壽命要求很高。4、壓力傳感器

壓力傳感器是把液壓信號轉換為電信號的一個轉換元件，通過它把監測到的支架承載狀態反饋到支架控制箱。5、位移傳感器

位移傳感器是把位移量轉換為電量(電流或電壓)的一個轉換元件。位移傳感器分直線位移傳感器和角位移傳感器。直線位移傳感器能夠把直線距離的變化量或某一位置轉換為電信號的變化量的監視。角位移傳感器可把角度變化轉換為電信號輸入控制箱，用于監測支架前端及護幫裝置的伸出與收回狀態。6、電源箱

電源箱的作用是向控制系統提供電能，一般均采用隔爆兼本安型12V直流穩壓電源。

7、分線盒及電纜

分線盒與電纜用于控制系統合電氣元件的接線與連接。分線盒一般為全密封的金屬盒。電纜為有防護膠管的多芯電纜。（二）電液控制系統的工作原理工作面內各支架控制箱與主控制臺連成一個計算機網，形成一個有機整體。操作人員選定其中任一臺控制箱進行操作，對工作面內任一臺支架發出控制命令，并且能夠把被控制支架的工作狀況反饋回發出命令的控制箱。對單臺支架，首先根據采煤工藝的要求，通過支架控制箱選擇好控制方式，然后發出相應控制命令（即給出電信號），使支架做相應的動作。支架工作狀態由壓力傳感器或位移傳感器反饋回控制箱，控制箱再根據傳感器提供的信號來決定支架的下一個動作。

二、WS1.7-210/450型電液控制掩護式液壓支架

WS1.7-210/450型電液控制掩護式液壓支架是我國引進的第一套電液控制液壓支架，是由德國D.B.T公司生產的。（一）結構特點（1）采用整體剛性頂梁和加寬帶抬架千斤頂底座（支架中心距1.75m）的兩柱雙伸縮掩護式大采高（4.5m)的結構型式。

（2）材質優良，強度大，質量輕，壽命長。（3）立柱伸縮行程大，便于并下運輸，且適應煤層厚度的變化。（4）采用PM4電液控制系統，先進可靠，移架速度快（6~8s/架）。（二）主要技術特征支架架型雙柱掩護式支架支架高度（mm）2100~4500支架初撐力（KN）4810支架工作阻力（KN）6800支架中心距（mm）1750支護強度（MPa）0.715~0.849支架推移步距（mm）850支架質量（t）19.2（三）支架的結構支架的結構如圖4—44所示。1、承載結構件1）頂梁頂梁為整體剛性頂梁。頂梁長4035mm，寬1660mm，為厚鋼板焊接的箱型結構。頂梁前半部逐漸上翹，增大梁端支撐力，可有效地支撐住梁端頂板，防止頂板過早離層。2）掩護梁掩護梁是由厚鋼板焊接的直梁式箱型結構，上端與頂梁鉸接，下端與前、后連桿鉸接。掩護梁側面開有4個圓孔，用以拆裝側推千斤頂。腹板中部安裝有平衡千斤頂的固定裝置，將平衡千斤頂的缸體通過左右兩塊彎曲的固定板插裝在掩護梁上的支承座內。3）底座底座采用加寬（1620mm）分離式半剛性結構，前后用橋和箱型結構連接。底座前橋中間垂直安裝1個抬架千斤頂，其作用是當底板較軟時，使抬架千斤頂活塞桿伸出，通過推溜長推桿頂在底板上，可使底座前端抬起，有利于移架。底座左側中間還安裝1個調架千斤頂，其作用是提高支架的調架能力，即當支架支撐時，活塞桿伸出頂住鄰架底座，防止支架橫向滑動；當支架移架時，可利用調架千斤頂調節底座架間間距。4）四連桿機構前連桿采用左、右分置的單體箱型結構；后連桿為整體連桿，由2個單連桿組焊而成的箱型結構。2、輔助裝置1）護幫裝置護幫板長800mm，由并列的2個護幫千斤頂控制，可向外轉90°，與煤壁平行進行護幫；還可以向上翻轉180°，與頂板平行護頂。根據需要，護幫板還可以用銷軸加裝500mm長的加長段，有利于頂梁前端的頂板管理。2）推移裝置支架推移裝置采用長框架結構，推移千斤頂采用傾斜反裝式安裝。推移千斤頂的缸體與底座前端的前橋鉸接，活塞桿與長推桿后端鉸接，推桿前端通過連接頭與輸送機鉸接。3）側推裝置為適應大采高支架對防倒和防護性能的要求，支架不僅在頂梁和掩護梁兩側裝有側推裝置，還在后連桿兩側也裝有側推裝置。左、右兩側的側護板對稱安裝，根據左、右工作面的需要，把一側側護板用鎖緊銷鎖住，另一側不鎖為活動側護板。3、執行元件1）立柱立柱為等負載雙伸縮立柱，由外缸體、下活柱、上活柱、單向閥（底閥）、導向套、密封圈等組成，如圖4—45所示。

下活柱既是外缸體的活柱，又是上活柱的缸體。單向閥安裝在下活柱活塞的中心孔內，其作用是控制雙伸縮立柱升、降順序并保持上、下活柱同時伸出時承載能力相等，即等負載立柱。為防止立柱內部高、低腔串通（內泄漏），活塞上裝有密封圈。為防止粉塵進入立柱內，導向套出口處裝有防塵圈。2）推移千斤頂推移千斤頂的型號為ZE443-160/90-900，由缸蓋、缸體、空心活塞桿、導向套、密封零件等組成，如圖4—46所示。在空心活塞桿中裝有舌簧桿式位移傳感器，用來監測移千斤頂活塞桿的工作位置，并輸入支架控制箱內計算機進行控制。更換位移傳感器時，不需拆除活塞桿，只需拆下缸蓋金額缸體的連接螺釘，卸下缸蓋即可。3）平衡千斤頂平衡千斤頂兩液口集中在上部由防護板保護；活塞桿與活塞用卡環和彈簧卡圈連接；導向套與缸體用螺紋連接，拆裝方便。4）護幫千斤頂護幫千斤頂兩液口集中在活塞桿上端；活塞桿與活塞用卡環連接；導向套與缸體采用螺紋連接。5）側推千斤頂側推千斤頂采用內液管，兩液口集中在端頭；千斤頂外徑尺寸小，安裝方便。6）調架千斤頂調架千斤頂的活塞與活塞桿為一體，內液路，缸體上套一缸蓋，磨損后易更換。7）抬架千斤頂抬架千斤頂的結構與調架千斤頂相同，僅參數不同。4、控制元件1）電液控制閥組電液控制閥組主要由供給組件、主過濾器、先導閥塊（7個）、主控閥閥體（7件）、主控閥芯（14個）、開關閥塊、左右端板、電纜插銷等組成，如圖4—47所示。供給組件具有連接板功能，上面有進、出液口及插裝過濾器的插座。。主控閥閥體為雙面連接，即上、下面對稱，其上有兩個連接用通孔和進、出口；下側面有兩個螺紋孔，用來安裝兩主控閥芯；左側面有兩個液管插孔A與B；右側面為與中間板連接面，開有控制液孔，如圖所示。（書中4—47）主控閥的工作原理：當沒有控制液作用于活塞8上時，上閥口a關閉，下閥口b開啟，Z口與R相同，P液口堵死。當有控制液作用于活塞8上時，閥桿壓縮彈簧7上移，關閉下閥口b，打開上閥口a，壓力液P與Z口相通，R口封死。當控制液斷開時，閥桿6在彈簧作用下下移，關閉上閥口a，打開下閥口b，恢復圖示位置。2）支架控制箱（SCU）每臺支架都裝有1個SCU。它可接收與支架有關的測量數據，如壓力、位移及開關狀態，并根據匯集的數據決定應執行的功能命令。支架控制箱的結構（如圖書4—52所示）。外殼為不銹鋼板制成的長方形箱型結構。控制箱前面為操作鍵盤。鍵盤中央是一個長方形字母和數字顯示屏。周圍有25個按鍵，用以與微機交流。鍵盤右側有兩個大按鍵，上面為全工作面緊急停止和閉鎖按鈕，下面為本架停止和閉鎖按鈕，當工作面出現緊急情況或檢修時，用以停止全工作面支架或本架支架。按此按鈕時，可使電磁先導閥斷電停機閉鎖，同時發出聲音報警。3）壓力傳感器壓力傳感器用來檢測立柱下腔壓力，并轉換為電信號輸入SCU。這種壓力傳感器的基本部件是一個焊接在“單臂電橋”薄板上的應變測量裝置。傳感器內的放大器確保在0~45MPa的壓力范圍產生相應的0.2~1mA的電流輸出。其結構如圖4—53所示。4）位移傳感器位移傳感器用來檢測推移千斤頂在整個行程范圍內的位置，并轉換為電信號輸入SCU中。該位移傳感器為舌簧接觸桿式，由一環形磁鐵、舌簧桿和電阻器組成，裝在推移千斤頂的空心活塞桿中，如圖4—54所示。當推移千斤頂空心活塞桿伸縮時，環形磁鐵控制舌簧桿接頭與電阻器的開關，改變電阻，從而改變輸出電壓（0.5~4.5V）。其測量精度在4mm以內。這種傳感器的優點是提供相對量，因而工作面的截深可無級變化。（四）電液控制系統

WS1.7-210/450型掩護式支架電液控制系統主要由電液控制閥組、支架控制箱、傳感器、各油箱及其控制元件等組成。

工作原理：位置（1），先導閥電磁線圈斷電，閥不動，閥口與回液管相通。位置（2），電磁線圈通電，電磁推桿頂先導閥閥芯，先導閥開啟，但此時控制壓力液仍未進入先導閥內。位置（3），遙控開關閥（EV）被接通，壓力液進入先導閥并作用在閥芯上，只要開關閥不斷電，先導閥就被壓力液保持在開位。此時，先導閥電磁線圈可以斷電。與此同時，控制壓力液打開控制閥，使壓力液進入液壓缸，動作：

（1）兩立柱用3快閥控制，根據需要可分別實現左、右立柱單獨升柱，同時升柱和同時降柱等4中控制方式。兩立柱下腔都裝有液控單向閥和安全閥。安全閥整定值為43MPa。（2）推移千斤頂的活塞桿腔接有鎖閉回路，防止在移架時輸送機往后退縮，并裝一安全閥來控制鎖閉壓力，實現過載保護。安全閥整定值為40MPa。（3）5個側推千斤頂分兩組由3快閥控制，可實現頂梁兩側推千斤頂同時伸出，掩護梁和后連桿3個側推千斤頂同時伸出和5個側推千斤頂同時縮回等3中控制方式。（4）平衡千斤頂兩腔裝有液壓鎖和安全閥。活塞桿腔安全閥調整壓力為50MPa，活塞腔安全閥整定值為40MPa。（5）兩護幫千斤頂液路裝有液壓鎖和2個安全閥，以使兩千斤頂同時伸出和縮回并同時鎖定調好位置。安全閥整定值為37MPa。（6）抬架千斤頂由閥V13控制伸出抬架。V13處于零位時，千斤頂兩腔均與回液管相通，千斤頂靠支架自重自動縮回。（7）調架千斤頂活塞桿腔不經閥直接由壓力液使千斤頂處于縮回狀態。需要調架時，打開閥V14，使活塞腔進壓力液，千斤頂差動伸出實現調架。三、ZZ5200/11/18型支撐掩護式液壓支架ZZ5200/11/18型液壓支架是我國第一套裝備國產最先進電液控制系統的支護設備。（一）支架的結構特點（1）采用了適合硬頂板條件下的緊湊型四連桿機構，改善支架的受力條件。（2）支架采用了頂梁與掩護梁鉸接間隙補償技術，端面距基本保持不變。（3）液壓系統中采用了大流量的閥類，大孔徑大高壓膠管及電液控制技術，極大地提高了支架移架速度。（4）推移千斤頂缸底裝有一到位行程閥，用于發送行程到位信號。（二）主要技術特征

支架型式支撐掩護式支架高度（mm）1100~1800初撐力（KN）3958工作阻力（KN）5100操縱方式：本架手動、雙向順序、成組、鄰架電液控制泵站：壓力（MPa）31.5

流量（L/min）400（三）支架的承載結構1、承載結構件1）前梁前梁為箱式焊接結構，與頂梁鉸接。通過前梁千斤頂的伸縮可控制前梁的上、下擺動，上擺9.5°，下擺6°，起控制前方頂板的作用。梁體較薄。具有較好的彈性，能