煤矿液压支架的实用安全理论及技术PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1　《煤矿安全规程》对液压支架安全管理的规定 1

1.1.1　煤矿工业的安全生产方针 1

1.1.2　《煤矿安全规程》对液压支架安全管理的规定 1

1.2　液压支架的使用现状 2

1.3　液压支架的发展趋势 3

1.3.1　前连杆加油缸的液压支架 3

1.3.2　沿顶板移架的液压支架 3

1.3.3　适用特种条件下的液压支架 3

1.3.4　液压支架结构设计的方向 4

1.3.5　操作自动化 4

第2章　液压支架的使用安全 5

2.1　液压支架的分类 5

2.2　液压支架的使用安全 6

2.2.1 支撑式液压支架的支撑力分布与承载的关系及运用范围 6

2.2.2　掩护式液压支架的支撑力分布与承载的关系及运用范围 7

2.2.3 支撑掩护式液压支架的支撑力分布与承载的关系及运用范围 8

2.3　合理选型保证液压支架的工作安全 9

2.3.1　概述 9

2.3.2　影响液压支架型式选择的因素 9

2.3.3　液压支架的选型过程 10

2.4　合理的工作阻力保证液压支架的安全 12

2.4.1　液压支架合理工作阻力的标志 12

2.4.2　液压支架合理工作阻力的标准 13

2.4.3　液压支架合理工作阻力的确定方法 19

2.4.4　我国液压支架工作阻力实测数据 27

2.5　液压支架的工作原理 33

2.5.1　液压支架的用途 33

2.5.2　液压支架在工作面的工作情况 33

2.5.3　液压支架的动作原理及其特性曲线形式 34

2.5.4　移架力大于推溜力的原因及实现方法 35

2.5.5　作用在顶梁和底座上的摩擦力的产生原因及方向 35

2.5.6　立柱在支架工作过程中的作用及对性能的要求 36

2.5.7　安全阀的作用、结构和动作原理 36

2.5.8　液压单向阀在立柱和推移千斤顶上的工作原理 36

2.5.9　液压支架四连杆机构的作用、原理和几何特征 37

2.5.10　液压支架四连杆机构的优缺点 38

第3章　液压支架的结构参数与安全 39

3.1　液压支架结构安全设计的基本要求和基本参数 39

3.1.1　液压支架结构安全设计的目的 39

3.1.2　液压支架结构安全设计的基本要求 39

3.1.3　液压支架结构安全设计必需的基本参数 40

3.2　液压支架结构安全设计参数的确定 40

3.2.1　液压支架的高度确定 40

3.2.2　支架的伸缩比和单位缸长行程的确定 40

3.2.3　支架间距的确定 41

3.2.4　底座长度的确定 41

3.3　液压支架梁端距对安全的影响 41

3.4　四连杆机构设计 42

3.4.1　用几何作图法设计四连杆机构 42

3.4.2　附加力的有关因素对液压支架受力的影响 45

3.4.3　用优选法设计四连杆机构 48

3.4.4 四连杆机构与顶梁前端运动轨迹的关系 70

3.4.5 掩护梁上铰点至顶梁顶面距离和后连杆下铰点至底座底面距离的确定 70

3.4.6　后连杆与掩护梁长度的比值确定 74

3.4.7　前、后连杆上铰点之距与掩护梁长度的比值确定 77

3.5　液压支架顶梁长度的确定 79

3.5.1　液压支架工作方式对支架顶梁长度的影响 79

3.5.2　顶梁长度计算的有关因素 79

3.5.3　顶梁长度的计算 79

3.6　立柱与千斤顶位置的确定 80

3.6.1　支架立柱数的确定 80

3.6.2　支架立柱的支撑方式和立柱间距的确定 80

3.6.3　立柱柱窝位置的确定 81

3.6.4　平衡千斤顶的位置和行程的确定 84

3.6.5　侧推千斤顶的控制方式和位置的确定 87

3.6.6　主要销轴间隙对支护性能的影响 88

3.7　通风断面的验算 88

3.8　液压支架与煤层的关系 89

3.8.1　顶板覆盖率的概念 89

3.8.2　液压支架承受水平力的方式 89

3.8.3　煤层厚度、采高和支护高度三者之间的关系 89

3.8.4　切顶能力的概念 90

3.8.5　控顶距和空顶距的概念 90

3.8.6　顶梁前端支撑能力的作用 90

3.9　铲煤板、侧护板及前后连杆的作用 90

3.9.1　铲煤板的作用 90

3.9.2　侧护板结构尺寸和固定方式 90

3.9.3　前、后连杆结构作用 91

3.10　推移千斤顶、底座结构安全 91

3.10.1　浮动活塞推移千斤顶油缸的固定位置 91

3.10.2　推移装置的排矸性能 91

3.10.3　底座结构作用 91

第4章　液压支架的整体结构与部件设计 92

4.1　液压支架的整体结构 92

4.1.1　支撑式液压支架的结构与液压系统 92

4.1.2　掩护式液压支架的结构与液压系统 93

4.1.3　支撑掩护式液压支架的结构与液压系统 95

4.1.4　放顶煤液压支架的结构 96

4.1.5　分层开采铺底网液压支架的结构和网卷布置方式 97

4.1.6　采煤工作面端头的特点 103

4.1.7　国内外一些端头支架的技术特征 103

4.1.8　端头支架的结构 104

4.2　液压支架各部件的结构 107

4.2.1　支撑式液压支架的顶梁结构 107

4.2.2　掩护式液压支架的顶梁结构 107

4.2.3　支撑掩护式液压支架的顶梁结构 108

4.2.4　顶梁结构的断面形状 108

4.2.5　掩护梁的结构 109

4.2.6　四连杆机构的结构 110

4.2.7　侧护板的种类和结构 110

4.2.8　底座的结构型式 112

4.2.9　防倒防滑装置的结构 113

4.2.10　立柱结构及工作原理 113

4.2.11　推移千斤顶的结构 119

第5章　液压支架的承载安全与受力分析 125

5.1　液压支架的支护性能与外载荷 125

5.2　液压支架支护技术参数的确定 126

5.2.1　支护面积的确定 126

5.2.2　支护强度的计算 126

5.2.3　立柱技术参数的确定 127

5.2.4　立柱的初撑力和泵站额定工作压力的确定 129

5.2.5　安全阀压力和立柱工作压力的确定 129

5.2.6　推移千斤顶技术参数的确定 129

5.2.7　平衡千斤顶技术参数的确定 130

5.3　液压支架的受力分析与计算 132

5.3.1 具有悬臂前探梁的刚性顶梁支撑式液压支架的受力分析和计算 132

5.3.2　铰接式顶梁支撑式液压支架的受力分析和计算 134

5.3.3　平衡式顶梁掩护式液压支架的受力分析和计算 135

5.3.4　铰接式顶梁掩护式液压支架的受力分析和计算 136

5.3.5　支撑掩护式液压支架的受力分析和计算 138

5.3.6　液压支架顶梁载荷的分布 140

5.3.7　液压支架实际支护强度的计算 141

5.3.8　液压支架底座接触比压的计算 141

5.3.9　液压支架支护效率的计算 143

5.4　液压支架受力的影响因素 143

5.4.1　支护高度对支架受力的影响 143

5.4.2　摩擦系数对支架受力的影响 144

5.4.3　平衡千斤顶的推、拉力对支架受力的影响 144

5.4.4　矸石作用力对支架受力的影响 145

5.4.5　tanθ值对支架受力的影响 145

5.4.6　摩擦力方向对支架受力的影响 146

5.5　液压支架受力计算的计算机程序设计 146

5.5.1　掩护式液压支架受力的计算机计算 146

5.5.2　支撑掩护式支架受力的计算机计算 155

5.6　液压支架型式试验计算 161

5.6.1　进行液压支架型式试验的目的 161

5.6.2　进行强度试验的方法 161

5.6.3　各种加载方式的垫块位置和尺寸 162

5.6.4　加载试验的方式 165

5.6.5　支撑式液压支架的加载试验的受力计算 165

5.6.6　掩护式液压支架的加载试验的受力计算 169

5.6.7　支撑掩护式液压支架的加载试验的受力计算 173

第6章　液压支架部件的安全强度 178

6.1　液压支架在强度设计时的强度条件 178

6.2　液压支架的强度校核 179

6.2.1　顶梁强度的校核 179

6.2.2　掩护梁的最大弯距计算 182

6.2.3　耳板的强度校核 185

6.2.4　销轴的强度校核 186

6.2.5 平衡千斤顶耳座及耳座焊接强度的校核 186

6.2.6　支架结构件焊接强度的计算 187

6.2.7　立柱强度的验算 189

6.2.8　短柱的强度校核 196

6.3　掩护梁强度的安全系数 197

第7章　薄煤层支护安全与薄煤层支架 201

7.1 国内外薄煤层液压支架的基本架型 201

7.2　薄煤层支架结构尺寸设计 202

7.3　薄煤层液压支架的操作系统分类及选型 202

7.4　薄煤层支架的结构设计 203

第8章　厚煤层支护安全与厚煤层支架 205

8.1　厚煤层液压支架的类型 205

8.2　一次采全高液压支架设计 205

8.2.1　一次采全高厚煤层液压支架的结构特点 205

8.2.2　一次采全高厚煤层液压支架结构尺寸的设计 205

8.2.3　一次采全高厚煤层液压支架的结构设计 206

8.3　放顶煤液压支架设计 207

8.3.1　放顶煤液压支架的分类 207

8.3.2　放顶煤液压支架的选型和适用条件 207

第9章　端头支护安全与端头支架 209

9.1　端头支护 209

9.1.1　端头的概念 209

9.1.2　端头的特点 209

9.1.3　端头支护 209

9.2　端头支架 211

9.2.1　端头支架设计前的原始条件 211

9.2.2　对端头支架的要求 211

9.2.3　端头支架主要参数的确定 211

9.2.4　端头支架的结构设计 212

9.2.5　端头支架合理支护强度的确定 213

第10章　液压支架的液压系统 216

10.1　液压支架传动装置的基本要求 216

10.2　液压支架的传动特点 216

10.3　立柱和千斤顶的液压系统 216

10.3.1　立柱控制回路的种类 216

10.3.2　千斤顶系统的种类 219

10.4　移架速度及计算 221

10.5　成组支架电液程序控制的工作方式 224

第11章　液压支架的管理与使用安全 225

11.1　液压支架运输、安装与拆除 225

11.1.1　液压支架运输、安装与拆除的准备工作 225

11.1.2　液压支架的运输 226

11.1.3　液压支架的安装 226

11.1.4　液压支架的拆除 228

11.2　液压支架的操作与安全使用 230

11.2.1　液压支架的操作 230

11.2.2　工作面支架的事故及处理方法 231

11.2.3　液压支架在困难条件下的使用 233

11.2.4　松软底板条件下液压支架的使用 238

11.3　液压支架工的操作规程 238

11.3.1　一般规定 238

11.3.2　准备、检查与处理 239

11.3.3　操作及其注意事项 240

11.3.4　收尾工作 242

11.4　液压支架的维护与检修 242

11.4.1　液压支架维护检修内容和要求 242

11.4.2　液压支架单伸缩立柱的检修与试验 242

11.4.3　液压支架双伸缩立柱的检查与试验 246

11.4.4　液压支架用千斤顶的检修与试验 248

11.4.5　液压支架用液压阀的检修与试验 250

11.5　液压支架常见故障及处理方法 252

参考文献 257