單體支護設(shè)備

第一章單體支護設(shè)備第一節(jié)單體液壓支柱由缸、活柱、閥等零件組成，以專用油或高含水液壓液(含乳化液)等為工作液，供礦山支護用的單根支柱稱為單體液壓支柱。單體液壓支柱按其供液方式不同，分為外供液式(簡稱外注式)和內(nèi)供液式(簡稱內(nèi)注式)支柱。按工作行程不同，支柱分為單伸縮(單行程)支柱和雙伸縮(雙行程)支柱。按使用材質(zhì)不同，支柱分為鋼質(zhì)支柱和輕合金支柱。第三篇采煤工作面支護設(shè)備采煤工作面支護設(shè)備是支撐和維護采煤工作面控頂區(qū)頂板，為采煤創(chuàng)造安全作業(yè)空間的設(shè)備。一、活塞式單體液壓支柱（一）內(nèi)注式單體液壓支柱內(nèi)注式單體液壓支柱在人力作用下靠支柱內(nèi)部液體循環(huán)達(dá)到支撐頂板的目的。其主要由頂蓋、通氣閥、安全閥、活柱體、油缸體、支柱活塞、曲柄滑塊機構(gòu)等零件組成。內(nèi)注式單體液壓支柱包括升柱與初撐、承載、卸載回柱三個過程。但由于支柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護維修費用高，勞動強度大，生產(chǎn)成本高，使用量在逐步減少。第一節(jié)單體液壓支柱

（二）外注式單體液壓支柱外注式單體液壓支柱是在工作面乳化液泵站提供的壓力液體作用下達(dá)到支撐頂板目的的，也包括升柱與初撐、承載、卸載回柱三個過程。1-頂蓋；2-加長段；3-圓弧焊縫；4-三用閥；5-柱頭；6-圓弧焊縫；7-手把體；8-活柱；9-油缸；10-復(fù)位彈簧；11-活塞；12-底座第一節(jié)單體液壓支柱1．升柱與初撐升柱與初撐時，用注液槍插入支柱三用閥的注液孔中，然后操作注液槍手把，從乳化液泵站來的高壓液體由三用閥中的單向閥進(jìn)入支柱下腔，活柱升起。當(dāng)支柱撐緊頂板不再升高時，松開注液槍手把，拔出注液槍。這時支柱內(nèi)腔的壓力為泵站壓力，支柱給予頂板的支撐力為初撐力。第一節(jié)單體液壓支柱2．承載和溢流當(dāng)頂板壓力超過三用閥中安全閥限定的工作阻力時，安全閥打開，液體外溢，支柱內(nèi)腔壓力隨之降低，支柱下縮。當(dāng)支柱所受載荷低于額定工作阻力時，安全閥關(guān)閉，腔內(nèi)液體停止外溢。上述現(xiàn)象在支柱支護過程中重復(fù)出現(xiàn)。因此，支柱的載荷始終保持在額定工作阻力左右。3．卸載降柱扳動卸載手把打開卸載閥，柱內(nèi)的工作液體排出柱外，活柱在自重和復(fù)位彈簧的作用下縮回，完成卸載降柱過程。第一節(jié)單體液壓支柱二、懸浮式單體液壓支柱懸浮式單體液壓支柱是二十世紀(jì)末研發(fā)出的新型外注式單體液壓支柱，其克服了活塞式單體液壓支柱存在的焊縫斷裂、內(nèi)泄漏、操作不便等缺陷，實現(xiàn)了無焊縫、無柱頭、無活塞的結(jié)構(gòu)，具有工作行程大、使用范圍廣、抗偏載能力強，使用安全可靠等特點，在生產(chǎn)實踐中得到了良好的應(yīng)用效果。懸浮式單體液壓支柱分為單伸縮和雙伸縮支柱兩大類。第一節(jié)單體液壓支柱（一）單伸縮懸浮式單體液壓支柱1-頂蓋；2-懸浮蓋；3-活柱；4-手把閥體；5-油缸；6-復(fù)位彈簧；7-底座；8-三用閥

1．升柱與初撐壓力液體從三用閥8進(jìn)入到油缸與活柱間的環(huán)形腔體內(nèi)，再從活柱3下部的徑向通孔進(jìn)入活柱內(nèi)腔，在壓力液體的作用下，活柱3、懸浮蓋2、頂蓋1上升并支撐頂板。當(dāng)支柱在頂板壓力下支撐時，頂蓋1、懸浮蓋2、活柱3在軸向受壓，同時活柱內(nèi)腔的液壓力沿軸向通過懸浮蓋2作用在頂蓋上，形成了與頂板壓力方向相反的力。

第一節(jié)單體液壓支柱2．承載和溢流當(dāng)頂板壓力超過支柱額定工作阻力時，安全閥打開，液體外溢，支柱內(nèi)腔壓力隨之降低，支柱下縮。當(dāng)支柱所受載荷低于額定工作阻力時，安全閥關(guān)閉，腔內(nèi)液體停止外溢。上述現(xiàn)象在支柱支護過程中重復(fù)出現(xiàn)，支柱的載荷始終保持在額定工作阻力附近。3．卸載和回柱使用卸載手把打開卸載閥，支柱內(nèi)的工作液體排出柱外，活柱在自重和復(fù)位彈簧的作用下縮回，完成卸載降柱過程，收回支柱。第一節(jié)單體液壓支柱

（二）雙伸縮懸浮式單體液壓支柱1-頂蓋；2-懸浮蓋；3-活柱；4-缸套；5-手把閥體；6-油缸；7-中缸；8-復(fù)位彈簧；9-底座；10-三用閥1．升柱和初撐壓力液體從三用閥10進(jìn)入到油缸6與中缸7之間的環(huán)形腔體內(nèi)，再從中缸7下部的徑向通孔進(jìn)入活柱3與中缸7之間的環(huán)形腔體內(nèi)，然后從活柱3下部的徑向通孔進(jìn)入活柱內(nèi)腔。在壓力液體的作用下，活柱3、懸浮蓋2、頂蓋1上升并支撐頂板，同時，中缸7及缸套4也上升至限位高度，此時支柱的工作阻力為活柱3的工作阻力。第一節(jié)單體液壓支柱2．承載和溢流當(dāng)頂板壓力超過活柱3額定工作阻力后，安全閥打開，液體外溢，活柱3、懸浮蓋2、頂蓋1下降，當(dāng)頂蓋1下降并壓在缸套4上時并超過中缸7額定工作阻力后，頂蓋1、懸浮蓋2、活柱3、缸套4及中缸7同時下降。3．卸載和回柱卸載和回柱與單伸縮懸浮式單體液壓支柱的過程相同。第一節(jié)單體液壓支柱（三）懸浮式單體液壓支柱主要特點（1）采用懸浮式技術(shù)原理，使液壓懸浮力直接通過支柱活柱的內(nèi)腔作用在頂蓋上，使液壓懸浮力分擔(dān)了支柱工作阻力，提高了支柱的穩(wěn)定性、安全性、支撐高度和承載能力。（2）支柱在立柱上不再設(shè)有工藝難以保證的圓弧焊縫，也提高了立柱的強度和可靠性，避免了因焊縫斷裂而造成的冒頂?shù)仁鹿孰[患，保證了工作人員的安全。（3）根據(jù)支柱規(guī)格不同，整柱重量比國內(nèi)外現(xiàn)用支柱減輕15～30%以上，搬動、運輸、使用均很方便；重量的減輕，可節(jié)省大量的27SiMn鋼材。第一節(jié)單體液壓支柱（4）支柱工作行程大，擴大了使用范圍，也可以減少支柱的規(guī)格品種，特別是頂板下沉較大的工作面，懸浮式支柱仍能滿足大的恒增阻降距，不僅回柱方便，而且提高了支柱的回收率，減少了支柱消耗，降低了生產(chǎn)成本。（5）支柱的所有密封點均為外設(shè)，可用肉眼直觀檢查，一旦支柱泄漏，可隨時注液或更換支柱，省去了定時繁鎖的檢測工作，保證了采煤工作面頂板支護的安全性和可靠性。（6）支柱三用閥設(shè)于手把體上，當(dāng)注液時，三用閥不隨活柱的升高而升高，操作方便，安全可靠。（7）支柱的各密封點均采用了密封補償和密封脹緊技術(shù)原理。在密封有磨損的情況下，可有效補償。在頂板來壓情況下，可保持密封脹緊狀態(tài)，減少了密封的更換率，降低了維修和維護費用。（8）支柱無柱頭無活塞無圓弧焊縫，使支柱結(jié)構(gòu)工藝簡化，生產(chǎn)成本降低，安全性提高。其活柱和油缸均為整體結(jié)構(gòu)，強度大，穩(wěn)定性好。（9）支柱工作行程大，使用范圍廣，減少了支柱的規(guī)格品種，也給支柱管理帶來方便，降低了煤礦對支柱設(shè)備的資金投入和管理成本。（10）支柱內(nèi)腔形成了一個細(xì)長的液體柱，該液體柱產(chǎn)生的縱向力不僅是DWX型支柱的懸浮力，同時也是從頂蓋到底座之間的一個液體彈簧，當(dāng)支柱受到?jīng)_擊地壓的作用時，該液體柱起到很好的緩沖作用，提高了采煤工作面的安全性。第一節(jié)單體液壓支柱

1.三用閥單向閥、安全閥和卸載閥，分別承擔(dān)支柱的注液升柱、過載保護和卸載降柱功能。1-右閥體；2-注液閥體；3-鋼球；4-卸載閥墊；5-卸載彈簧；6-連接螺桿7-安全閥套；8-安全閥針；9-安全閥墊；10-導(dǎo)向套；11-安全閥彈簧12-調(diào)壓螺釘；13-左閥體；14-卸載手把安裝孔；15-過濾網(wǎng)；16-閥座三、單體液壓支柱配套部件

單向閥：鋼球、小彈簧、尼龍閥座和閥體2。

安全閥為平面密封式，由安全閥針8、安全閥墊9、閥座16、導(dǎo)向套10、安全閥彈簧11等組成。

卸載閥：連接螺桿6、卸載閥墊4、卸載彈簧5。卸載時，扳動卸載手把，安全閥套7右移，壓縮卸載彈簧5，使卸載閥墊與右閥體1內(nèi)的臺階脫開，活柱內(nèi)的高壓液體從此間隙中排出，支柱下降。

2.注液槍

專用于向外注式支柱注液的工具。1-注液管；2-鎖緊套；3-槍體；4-掛鉤；5-螺釘；6-單向閥復(fù)位彈簧；7-閥心；8-閥座；9-密封圈和防擠圈；10-隔離套；11-頂桿；12-手把

注液升柱時，將注液管l插入三用閥閥體中，將鎖緊套2卡在三用閥的環(huán)形槽中。扳動手把12，頂桿11右移打開單向閥，工作液體進(jìn)入支柱。注液結(jié)束后，松開手把，單向閥關(guān)閉，頂桿復(fù)位，殘存在單向閥和注液管的高壓工作液體經(jīng)頂桿11與密封圈和防擠圈9之間的間隙溢出，注液槍才能取下。

第二節(jié)金屬頂梁頂梁是煤礦采煤工作面位于支柱之上頂板之下，傳遞頂板壓力的支撐梁。頂梁按連接方式分為鉸接式和非鉸接式頂梁。鉸接式頂梁是梁體端頭焊有鉸接結(jié)構(gòu)部件的頂梁。非鉸接式頂梁是梁體端頭無鉸接結(jié)構(gòu)部件的頂梁。單體液壓支柱必須與頂梁配合使用才能有效地用于水平或緩傾斜煤層回采工作面頂板支護。選用頂梁時，應(yīng)使其長度與采煤機截深相同或成整數(shù)倍。

架設(shè)頂梁時，先將頂梁右端接頭4插入已架設(shè)好的頂梁一端的耳子中，然后用銷子3穿上并固緊，使兩根頂梁鉸接。最后將楔子2打入夾口7中，頂梁懸臂支撐頂板。新支設(shè)的頂梁被支柱支撐時，及時將楔子拔出，以免因頂板下沉將楔子咬死。鉸接頂梁由梁體1、調(diào)角楔2、銷子3、接頭4、定位塊5和耳子6組成。梁體1的斷面為箱形結(jié)構(gòu)，由扁鋼組焊而成。第二節(jié)金屬頂梁第三節(jié)切頂支柱切頂支柱是由單根立柱和單根推拉千斤頂組成的整臺支柱。它依靠液壓傳動原理完成支撐頂板、推移輸送機和立柱的前移。切頂支柱是用于普采和炮采工作面，與單體液壓支柱配合使用的采煤工作面支護設(shè)備，具有放頂和推移輸送機的作用。它布置在工作面切頂線單體支柱之間，取代木垛、密集支柱、叢柱等特種支柱，起到支撐和切斷頂板作用，其千斤頂可用于推輸送機和移柱。切項支柱主要由立柱1、復(fù)位橡膠2、控制閥3、推移千斤頂4、底座5、操縱閥6等組成。立柱由頂蓋、底座、油缸、活柱(包括加長桿)及裝在其上的元部件組成。第三節(jié)切頂支柱工作原理：

(1)升柱操縱閥6手柄扳到升柱位置，高壓液體經(jīng)控制閥3進(jìn)入支柱下腔，使立柱活柱升起支撐頂板。立柱上腔液體通過工作面總回液管回泵站油箱。

(2)推移輸送機操縱閥6手柄板到移溜位置，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂4的活塞腔，使千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，推動輸送機前移?；钊麠U腔內(nèi)的液體經(jīng)總回液管到油箱。第三節(jié)切頂支柱

(3)降柱操作閥手柄板到降柱位置，高壓液體在進(jìn)入立柱上腔的同時，打開控制閥3中的液控單向閥，立柱活柱回縮。

(4)支柱前移降柱后把操縱閥手柄扳至移柱位置，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂活塞。桿腔，使活塞桿回縮，支柱以輸送機為支點被拉前移。第三節(jié)切頂支柱切頂支柱特點：(1)立柱上有螺紋加長桿，可無級調(diào)高，結(jié)構(gòu)簡單適應(yīng)煤層厚度較大的變化；(2)立柱的中部設(shè)有復(fù)位橡膠，可改善立柱的受力狀況；(3)柱帽與活柱為球面接觸，可適應(yīng)頂板的起伏；(4)頂蓋、底座均有防滑筋，可適應(yīng)傾角小于15°的條件。第三節(jié)切頂支柱第四節(jié)滑移頂梁液壓支架

滑移頂梁液壓支架是介于液壓支架和單體液壓支柱之間的一種支護設(shè)備，由頂梁與液壓立柱組成，以液壓為動力，前后頂梁互為導(dǎo)向而前移。一般適用于緩傾斜、頂板完整和網(wǎng)下開采的薄或中厚煤層，也用于厚煤層網(wǎng)下放頂煤工作面。在端頭支護中時有應(yīng)用。滑移頂梁支架按支撐方式分卸載式與半卸載式兩種。

1.卸載式滑移頂梁支架1-前頂梁；2-鋼板；3-后頂梁；4-移架千斤頂5-單體液壓支柱；6-雙向閥；7-摩擦支柱前梁和后梁可交替卸載滑移?；祈斄河上潴w內(nèi)裝有推拉千斤頂?shù)那傲汉秃罅航M成，前、后梁之間用鋼板連接，前梁可沿該鋼板滑動。通過鋼板，前、后梁可互相將對方懸起。立柱分別支撐在前梁與后梁下方。第四節(jié)滑移頂梁液壓支架

支架操作過程：先將前梁卸載，此時后梁仍撐緊頂板并通過鋼板將前梁連同其下方支柱懸吊起來，再利用推拉千斤頂將它向前滑移一個步距。待前梁下方支柱選好最佳支撐位置后進(jìn)行升柱，使前梁撐緊頂板。然后，后梁卸載，在鋼板作用下，后梁與下方支柱被懸吊起來并借助推拉千斤頂作用．滑移跟進(jìn)一個步距。當(dāng)下方懸吊支柱擺正位置后升柱，后梁撐緊頂板，支架完成一個工作循環(huán)。第四節(jié)滑移頂梁液壓支架

2.半卸載式滑移頂梁支架在主滑移頂梁卸載時，尚有其它支護構(gòu)件支撐或臨時支撐頂板的滑移。半卸載式滑移頂梁支架的頂梁由前梁和后梁組成，在前梁和后梁上均有可滑動副梁，副梁上裝有墊板和立柱。頂