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综采工作面液压支架提高初撑力的途径与效果

 日期:2018-04-20 10:48:41 人气:97146

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综采工作面液压支架提高初撑力的途径与效果

综采工作面液压支架在升起支护顶板时,其立柱下腔液体压力达到泵站压力时支架对顶板所产生的初始支护力为支架初撑力。

它的作用是保证支架的稳定;阻止或限制直接顶的下沉离层和破碎;使支架上下方的垫层如矸石、浮煤等压缩,加强支撑系统刚度;提高支架对顶板的实际支撑能力,从而有效地管理顶板。因此,初撑力是综采工作面液压支架最重要的技术指标之一。

1、国内外研究现状

目前世界各主要产煤国家都在积极研究支架初撑力对顶板支护效果的影响,寻求保证和提高初撑力的途径。英国、联邦德国等都已普遍提高了泵站压力,加大支柱直径,改善了泵站及液压管路系统,从而使支架初撑力成倍地提高。八十年代以来,世界各国已研制成了各种保证初撑力的液压系统,并已逐步推广使用。我国对支架初撑力问题也作了许多井下观测研究,并研制成功了国产的初撑力保证阀。

国内外关于液压支架初撑力对于顶板控制方面的观测研究结果,主要可归纳为以下几点:

(1)初撑力是加权平均实测阻力和循环未阻力的主要影响因素。提高初撑力,即提高初撑力与工作阻力之比,从而缩短了从初撑力至工作阻力的增阻阶段。相应地提高了平均阻力,从而改善了对顶板总压力提高到30~35MPa,初撑比可达60~80%。但目前由于结构及密封元件等限制,再提高泵站压力是不合理的。

(2)加大支柱直径

加大支柱直径可以提高初撑力,在保证相同的工作阻力条件下,则可以降低调定压力,从而提高初撑比。应该提出,由于阀的结构、密封和寿命等因素,国内外支架的调定压力值一般都控制在35~50MPa左右,适当降低调定压力对于阀的寿命和液压系统的可靠性是有利的。但是加大支柱直径受材料、结构尺寸、工艺及成本等因素的限制。目前我国实际使用的支柱缸径大部分为160~350mm,大采高支架立柱已采用超过400mm的缸径。

(3)提高供液的流量

在液压管路中建立压力的时间取决于泵的流量和管路内径,也取决于立柱设计行程的大小。所以当支架接顶后还必须持续一段时间,管路压力才能增高达到与额定初撑力相应的值。提高供应液流量就相应地缩短了支架达到额定初撑力的操作时

2、保证和提高初撑力的途径间。

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保证和提高初撑力,目前主要从以下几点:

(1)初撑力保证系统几方面达到:首先是提高额定的初撑力,综采工作面观测表明,实际初撑力远如提高泵站压力,加大支柱直径等。其次远低于泵压的主要原因之一是支架工的操是改善现有液压系统的流体力学性能,如作停留时间不够。为了避免支架工操作停加大管路和阀的通径,加大泵的流量。最留,保证移架速度和达到足够的初撑力,后,也是目前最有效而主动的方法是研究目前世界上主要研制成两种初撑保证系新的液压系统,如初撑保证系统,电液自统:动控制系统等。第一种为持续初撑力保证系统,其特提高泵站压力点是当支架达到自动初撑的起动压力后我国早期研制的液压支架用泵站压力(一般为6~15 MPa),初撑保证阀即自动一般为10~20MPa,支柱调定压力为35~动作,持续地以管路工作压力(或来自其50MPa,初撑比(初撑力与工作阻力之它高压管路)使支架初撑,直至立柱下腔比)仅为30~50%。近几年来由于高压压力高于管路压力才停止初撑。第二种为泵站、阀及管路附件的研制成功,泵站定值初撑保证系统,它是在第一种系统的的支撑效果。

(2)由于综采工作面内不可避免地存在多架同时操作的现象,另外支架操作时实际停留时间不足,液压阀及管路系统泄漏的沿程阻力损失,以及立柱在闭锁承载阶段的弹性可缩量等原因,实际初撑力均低于额定初撑力。观测表明,一般仅达额定初撑力的40~95%。

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(3)支架的初撑力对于顶板下沉、端面顶板破碎度、煤壁片帮以及支架的防倒防滑都有重要的影响。

(4)提高液压支架的初撑力与工作阻力之比,可以更好地发挥支架支撑控制顶板的潜力,为减轻支架重量提供了可能性。

(5)不同类型的直接顶板对初撑力的大小有不同的要求。通过矿压观测,可以确定一个临界值。一般来说,对于中等稳定以下的顶板,围岩系统的刚度低,增阻特性曲线平缓,所以应尽可能提高初撑力;相反,对于某些难冒和稳定顶板,适当减少初撑力可能会有利于顶板在采空区的冒落。

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