回采工作面液压支架设计技术

研制单位：开采事业部

技术特点：

自20世纪70年代以来开采所一直从事液压支架的设计研究。目前，根据全国各矿区煤层开采条件，已成功研制出200多种不同型号的液压支架，支架高度从0.5～5 m，应用倾角0～55°，其中包括薄煤层支架系列、中厚煤层高产高效工作面支架系列、高可靠性大采高支架系列，新型高效低位放煤支架系列、轻型放顶煤支架系列、电液控制液压支架和自动化工作面成套技术等。开采所多年来已经成功地将采煤工艺、岩层控制、工程机械设计和计算机械技术等方面的优势综合应用于液压支架的设计，多年来开发研究了液压支架选型与支护参数优化、液压支架总体参数优化、液压支架模拟试验仿真、液压支架数据库、液压支架计算机辅助设计（CAD）等各种设计软件和现代方法，使设计合理性、可靠性、经济性都大大提高，在液压支架元部件的开发研究方面除了传统的立柱、液压阀之外，还开发了“手动快速移架系统”，近年来又与德国合作开发了PM31电液控制系统。由开采所开发和设计的各种类型的液压支架，目前已成功在全国各大矿区应用。如由开采所开发和设计的ZFS6800/18/35型放顶煤液压支架是目前国内配套能力大、可靠性高、技术最先进的放顶煤液压支架，该架型是国家“九五”、“十五”攻关项目。支架结构件用高强度钢板焊接而成，配备天玛电液系统有限责任公司（中德合资）先进的PM31电液控制系统。

技术指标：

架 型 ZFS6200/18/35型正四连杆放顶煤液压支架 ZY6400/09/20型掩护式液压支架 ZZP3600/17/33型铺网支架支架高度/mm支架宽度/mm中 心 距/mm工作阻力/kN支护强度/MPa初 撑 力/kN底板比压/MPa立柱根数/根立柱缸径/柱径/mm推前溜力/拉架力/kN质 量/t 1 800～3 5001 410～1 5801 5006 200（P=31.5 MPa）0.8～0.865 232 (P=31.5 MPa)1.9（平均）4230/210223/578（差动）21.6 900～2 0001 440～1 6001 5006 400（P=39.8 MPa）0.92～0.635 066（P=31.5 MPa）2.5（平均）2320/290158/293（差动）15.4 1 700/3 3001 430～1 6001 5003 600（P=35.4 MPa）0.66～0.693 204（P=31.5 MPa）1.5（平均）4180/170178/454（差动）11.5 适用条件 基 本 顶 Ⅰ、Ⅱ级直 接 顶 1、2类煤层倾角 ≤20°煤层厚度 6～10 m 基 本 顶 Ⅰ、Ⅱ级直 接 顶 1、2类煤层倾角 ≤20°煤层厚度 1.1～1.8 m 老 顶 Ⅰ、Ⅱ级直 接 顶 1、2类煤层倾角 ≤20°煤层厚度 5 m以上

结构特点

 ① 前连杆采用双连杆，支架抗扭能力强② 设有抬底机构，保证顺利移架③ 采用大流量双供回液系统提高移架速度 ① 前后连杆均采用双连杆，支架稳定性好② 采用Φ320 mm立柱支架支护能力强 ① 采用双前连杆，单后连杆，支架稳定性好，铺连网空间大② 采用无架间网卷的铺菱形网的铺网方式，减少连网工作量并降低铺网成本 产品型号、名称 ZF4600/17/28H反四连杆大插板放顶煤液压支架 ZZ6000/25/50支撑掩护式液压支架 ZF2800/16/24轻型单摆杆放顶煤液压支架支架高度/ mm支架宽度/ mm中 心 距/ mm工作阻力/ kN支护强度/ MPa初 撑 力/ kN底座前端比压/ MPa立柱根数/根立柱缸径/柱径/ mm推前溜力/拉架力/ kN质 量/ t 2 800～1 7001 430～1 60015004 600（P=36.6 MPa）0.73～0.743 944 (P=31.4 MPa)小于1.14Φ200/Φ185246/55216.3 5 000～2 5001 430～1 60015006 000（P=36.0 MPa）0.89～0.975 216（P=31.4 MPa）小于0.924Φ230/Φ210271.6/576.224.5 2 400～1 6001 400～1 570，1 200～1 3401 500，1 2502 8000.57～0.59，0.68～0.712 412小于1.254Φ160/Φ150116/2358.7，8.1 适应条件 可适应于倾角小于25°（大于25°可设置防倒防滑装置）放顶煤工作面 可适应于倾角小于25°（大于25°可增加防倒防滑装置），直接顶1类1b以上，基本顶Ⅳ级Ⅳa以下，底板II类以上一次采全高工作面使用。 可适应于倾角小于28°（大于28°可设置防倒防滑装置），配套较小的放顶煤工作面

使用特点

① 后部放煤空间大，放煤效果好② 采用反四连杆结构，整体稳定性好，切顶能力强③ 可适应大配套，大截深放顶煤工作面 ① 配套能力大，采用快速移架系统，推进速度快② 切顶能力大，抗冲击能力强 采用单摆杆稳定机构，布置紧凑，支架质量轻，结构简单，体积小，维护简单，安装运输方便 架 型 ZF4800/17/28H ZY5000/25/50 ZF3700/17/28 ZY2600/12/26 高 度/mm宽 度/mm中 心 距/mm工作阻力/kN支护强度/MPa初 撑 力/kN底座前端比压/MPa立柱缸径/mm推溜力/拉架力/kN质 量/t 支撑掩护式大插板放顶煤支架1 700～2 8001 430～1 6001 5004 8000.72～0.733 9460.5200305/63116.5 两柱掩护式液压支架2 500～5 0001 430～1 6001 5005 0000.73～0.763 8672.1～2.7280359/63122.88 支撑掩护式放顶煤支架1 700～2 8001 430～1 6001 5003 7000.69～0.703 1961.1180121/36311.3 两柱掩护式液压支架1 200～2 6001 430～1 6001 5002 6000.41～0.481 9720.3～1.2200178/3059

适应条件 ① 适用于煤层厚度5～15m的各类放顶煤工作面① 配套运输机SGZ764/400③ 可配备防倒防滑装置 ① 适用煤层3～4.5m厚一次采全高工作面② 配套运输机SGZ764/400、SGZ830/630③ 配备防倒防滑系统，邻架操作 ①适用于煤层厚度4～12m的各类放顶煤工作面②配套运输机SGZ630/264③ 可配备防倒防滑装置 ① 适用于煤层厚度1.5～2.5 m、顶底板为易控围岩或较难控围岩的各类普通综采工作面②配套运输机为SGZ764/400 结构特点 ① 后部放煤空间大，放煤效果好② 对硬煤及大块煤的适应性好③ 通风断面大，排放瓦斯效果好 ① 整体结构优化，稳定性好，强度高② 采用二级护帮机构，护顶、护壁严密灵③ 设有抬底座装置，移架自如 ① 放煤尾梁摆动量大，摆动角度可达65°② 结构紧凑、外形美观③ 支撑能力强，质量相对较轻，对复杂地质条件工作面适应性强 ① 通风断面大，行人畅通② 底座前端比压相对较小，易于移架③ 配备大流量控制系统，移架速度快

推广应用：该支架在兖矿集团兴隆庄煤矿使用，工作面年产原煤达600万t。

服务方式：技术转让、技术开发、技术服务、技术咨询及工程承包。

ZFS6800/18/35型放顶煤液压支架

研制单位：开采事业部

用　　途：

该支架是国家“九五”、“十五”攻关项目。支架结构件用高强度钢板焊接而成，配备天玛电液系统有限责任公司（中德合资）先进的PM31电液控制系统，该支架在兖矿集团兴隆庄煤矿使用，工作面年产原煤达600万t。

技术特点：

该支架采用正四连杆机构，前连杆为整体结构，后连杆为单连杆，支架整体稳定性好、抗扭能力强、人行通道及架后作业空间大、安全可靠。顶梁型式分别有整体顶梁、伸缩前梁、迴转前梁等结构。该架型工作阻力分别有4 800 kN、5 200 kN、5 400 kN、5 800 kN、6 200 kN、6 500 kN、6 800 kN等。

技术指标：

高 度：1 800～3 500 mm 中 心 距：500 mm 初 撑 力：5 707 kN 工作阻力：6 800 kN 支护强度：0.8～0.83 MPa 底板比压：2.2 MPa 泵站压力：31.5 MPa 推溜力/拉架力：223/578 kN 推移步距：1 000 mm 质 量：23 050 kg 推广应用：近年在国内推广应用达20余套，使用效果良好，工作面平均年产原煤产量在300万t以上。

ZF3700/17/28紧凑型放顶煤液压支架

研制单位：开采事业部

技术特点：

该支架具有质量轻，结构紧凑，外型美观，支撑能力强等特点。该支架采用正四连杆机构，前连杆为双连杆，后连杆为单连杆，支架整体稳定性好、抗扭能力强、人行通道及架后作业空间大、安全可靠。顶梁型式为整体顶梁、分体顶梁，且可配备伸缩梁，护邦板等防护机构。工作阻力从2 000 kN到4 000 kN不等已形成一个非常成熟的架型体系。

技术指标：

高 度：1 700～2 800 mm 中 心 距：1 500 mm 初 撑 力：3 196 kN 工作阻力：3 700 kN 支护强度：0.69～0.70 MPa 底板比压：1.7 MPa 泵站压力：31.5 MPa 推溜力/拉架力：121/363 kN 推移步距：600 mm 质 量：11 000 kg 配套设备：刮板运输机SGZ630/220 采 煤 机：MG200

推广应用：

该支架在淄博、枣庄、平顶山、山西兰花、邢台、龙口等矿区推广使用，工作面平均年产量超过100万t。

轻型放顶煤液压支架

研制单位：开采事业部

技术特点：

ZF2800/16/24Z、ZF2400/16/24B等轻型放顶煤支架系列是在高可靠性的基础上设计的，支架外形尺寸小、质量轻、搬家、运输方便、灵活。该支架采用单摆杆机构，刚性整体顶梁，内伸式伸缩梁，刚性整体底座，短推杆以及可摆动的尾梁，箱形插板的结构。该系列支架的工作阻力分别有2 000 kN、2 200 kN、2 400 kN、2 600 kN、2 800 kN、3 000 kN、3 200 kN；近年在国内推广应用达几十套，使用效果良好，工作面年产量在80～100万t。推广应用：该型支架在山东、河北、河南、甘肃、山西、开滦、徐州、新疆等地使用，很受欢迎。一般均作为综放工作面使用，条件较好的工作面，年产量可达到百万吨以上。

技术指标：

高 度：1 600～2 400 mm 中 心 距：1 250 mm 初 撑 力：1 808～2 524 kN 工作阻力：2 400～2 800 kN 支护强度：0.67～0.71 MPa 底板比压：0.42～0.9 MPa 泵站压力：31.5 MPa 推溜力/拉架力：120.8/264.5 kN 推移步距：600 mm 质 量：8 215 kg 配套设备：SGB630/220输送机 MG150/375-W采煤机

ZFG5500/18/32型放顶煤过渡液压支架

研制单位：开采事业部

技术特点：

该支架配置于综放工作面与巷道过渡部位的运输机机头机尾处，该架型结构紧凑、稳定性好、移动方便、作业空间大、配套范围广，可实现过渡支架放煤，有利于提高顶煤采出率。该支架采用反向四连杆机构，结构件关键部位采用高强度钢板焊接而成，抗扭能力强、可靠性高。顶梁型式分别有整体顶梁、回转前梁、伸缩前梁等结构。工作阻力分别有4 400 kN、4 800 kN、5 200 kN、5 500 kN、5 800 kN、6 500 kN等。近年在国内推广近30余套，使用效果良好。

技术指标：

高 度：1 800～3 200 mm 中 心 距：1 500 mm 宽 度：1 420～1 590 mm 初 撑 力：4 350 kN 工作阻力：5 500 kN 支护强度：0.77 MPa 底座尖端比压：0.81～1.77 MPa 推溜力/拉架力：359/631 kN 移架步距：800 mm 泵站压力：31.5 MPa 质 量：20 300 kg

ZF6400/17/30H型反向四连杆放顶煤液压支架

研制单位：开采事业部

技术特点：

该支架由于尾梁摆动范围大、支撑力大，因此对冒放性差的顶煤具有特别优越的性能适应范围广。该支架采用反向四连杆机构，下连杆为双连杆，上连杆为单连杆，支架整体稳定性好、抗扭能力强。底座前端比压小，利于移架。该架型最低～最高高度分别有1.6～2.8 m、1.7～3.0 m、1.8～3.2 m三种；工作阻力分别有4 000 kN、4 200 kN、4 400 kN、4 800 kN、5 000 kN、5 400 kN、5 800 kN、6 000 kN、6 400 kN。顶梁型式有整体顶梁、回转前梁、伸缩梁、挑梁等。近年在国内推广应用达40余套。

技术指标： 高 度：1 700～3 000 mm 中 心 距：1 500 mm 宽 度：1 430～1 600 mm 初 撑 力：5 216 kN 工作阻力：6 400 kN 支护强度：0.84 MPa 底板尖端比压：0～1.8 MPa 推溜力/拉架力：305/631 kN 泵站压力：31.4 MPa 质 量：20 675 kg

获　　奖：该架型曾获国家科技进步二等奖。

ZTZ14400/21/35型放顶煤端头液压支架

研制单位：开采事业部

用　　途：

该支架布置于综放工作面两端的巷道内。该架型为“三架一组”，一主两副型式，整体稳定性好、可靠性高、作业空间大，适合于巷道地质相对条件较好。

技术特点：

支架后部设有四连杆机构，前部设有单摆机构，抗扭能力强、稳定性好。与此类似的架型有“两架一组”，一主一副或2个均为窄型支架，支架质量轻、维护方便，适应更为广泛。

技术指标：

高 度：2 100～3 500 mm 宽 度：2 950～3 120 mm 初撑力：12 784 kN