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【摘要】液压支架是综采工作面最重要的设备之一，液压支架的正确选型对于煤矿高效安全开采起着重要作用。文章对如何根据开采地质条件进行液压支架的选型进行一些探讨。液压支架按照支护形式分有支撑式、掩护式和支撑掩护式。在液压支架选型中，主要应考虑顶板、底板、煤层厚度、倾角和瓦斯含量。
【关键词】液压支架；选型；顶板；底板；煤层
液压支架（其结构见图1）是综采工作面最重要的设备之一，同时液压支架的应用也是综采技术的标志。它以乳化液作为动力介质，通过调节乳化液的压力来调节支撑阻力的大小。按照支护形式，液压支架有支撑式、掩护式以及支撑掩护式三种，每一种又有很多不同的型号，以适应不同的工作环境。支撑式液压支架一般顶梁较长，立柱垂直于底座，有较强的支撑力，适用于顶板压力较大的工作面。而掩护式液压支架的顶梁都比较短，带有掩护梁，人员在掩护梁下工作较为安全，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大，适用于顶板破碎和瓦斯含量较高的工作面。支撑掩护式支架兼具上述两种支架的优点，但价格较昂贵。液压支架的正确选型对于煤矿高效安全开采起着重要作用。下面，本文将对如何根据开采地质条件进行液压支架的选型进行一点粗浅地探讨。
1、顶板条件对选型的影响
根据顶板条件选择液压支架时，主要考虑直接顶和老顶。按照顶板稳定性的不同，直接顶可以分为坚硬、稳定、中等稳定和不稳定四类，老顶也可以分为四类，分别是Ⅰ级顶板（周期来压不明显）、Ⅱ级顶板（周期来压明显）、Ⅲ级顶板（周期来压强烈）、Ⅳ级顶板（周期来压极其强烈）。根据顶板性质进行支架选型时，可以按照以下两条原则来进行。
（1）对于老顶是周期来压不明显的Ⅰ级顶板，那么：①如果直接顶也稳定或坚硬，则可以选用支撑式或支撑掩护式液压支架；②如果直接顶为中等稳定，宜选用掩护式液压支架。（2）当老顶的级别为Ⅲ～Ⅳ级，即周期来压强烈时，那么：①如果直接顶的类别为稳定或坚硬，可选用支撑掩护式或支撑式液压支架。②如果直接顶为中等稳定或不稳定顶板，建议选用支撑掩护式液压支架。（3）对于一些条件比较特殊的顶板，可以根据实际情况，同时选用多种形式的液压支架。值得注意的是，无论是直接顶还是老顶，其分类都没有一套严格的标准，具有一定的模糊性和主观性，因此按照顶板的分类或级别来进行支架选型难免存在一些不尽科学合理的地方。在实际工作中，在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。
2、底板对选型的影响
底板是支架选型中需要考虑的又一个重要的地质因素。因为液压支架的底座是作用在煤层底板上的。底板如果较软，则能够承受的压力就较小，需要采用面积较大的底座，以减小底板承受的压强；相反，如果底板很堅硬，不容易变形，则可以采用底座面积较小的液压支架。液压支架底座的结构形式有左右分体结构、整体刚性结构和分式刚性结构三种。左右分体结构的底座由两个独立而对称的箱形结构组成，两个箱形结构通过铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，具有良好的排矸性能；整体刚性结构底座是用钢板焊接而成，呈箱形结构，底部封闭，面积较大，强度高，稳定性好，对底板的压强小，但由于面积较大因而排矸性差；分式刚性结构底座左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。在底板较软的情况下，宜选用整体刚性结构底座，而如果底板不平整，则应选择左右分体结构的底座。
3、煤层条件对选型的影响
影响支架选型的煤层地质因素主要有煤层厚度、煤层倾角和瓦斯含量等。下面分别进行讨论。
3.1煤层厚度
煤层厚度是液压支架选型的一项重要指标。煤层厚度及其变化情况决定了液压支架的结构高度和伸缩范围，采高和顶板性质直接决定了液压支架的工作阻力或支护强度。（1）液压支架的工作阻力实质上是液压支架在工作中能承受顶板的载荷，是衡量液压支架支护性能的最主要的技术参数，可按下式计算：
液压支架的工作阻力是其在设计制造时就确定了的，每台液压支架的标签上都标有其工作阻力，如ZZ6000液压支架（工作阻力为6000 kN）。（2）液压支架最大高度的确定。液压支架的最大高度应根据最大采高来定，一般应比最大采高高出200mm～300mm。（3）液压支架最小高度的确定。液压支架的最小高度应根据最小采高确定。支架最小高度应比最小采高小200mm～300mm，这一方面是因为液压支架工作时会受到上、下浮煤堆积影响，另一方面是因为移架操作时支架立柱需要有一定的回缩量等因素。
选型原则：对于薄煤层（采高小于1.3m）开采，在液压支架选型时应考虑通风断面和作业空间较大的掩护式或支撑掩护式液压支架。煤层厚度超过1.5m时，顶板对液压支架有一定的水平和侧向推力，这种情况下应优先选用抗水平力和扭转能力强的掩护式结构的液压支架，而不宜用支撑式支架。煤层厚度超过2.5m时，煤壁和悬顶部分顶板可能在矿压作用或采煤机割煤时振动而引起的垮落，需要选用带有护帮装置的液压支架，一般多采用支撑掩护式支架。如果煤层厚度变化较大，由于双伸缩立柱的行程范围较大，能更好地适应这种煤层条件。对于煤层厚度大、煤层松软或节理发育，因其不便于分层开采，煤层较破碎，在矿压作用下易冒落，可选用放顶煤支架。
3.2煤层倾角
煤层倾角对支架的稳定性有影响。当煤层倾角较大时，液压支架容易倾倒，应该选择不容易倾倒的支架，此外还要采取必要的防倒、防滑措施。特别是当煤层倾角大于20°时，必须采取防倒、防滑措施。
3.3瓦斯涌出量
开采瓦斯含量高的煤层，应该选用通风断面大的液压支架，优先考虑选用掩护式支架，也可以考虑用支撑掩护式液压支架。
【关键词】液压支架；选型；顶板；底板；煤层
液压支架（其结构见图1）是综采工作面最重要的设备之一，同时液压支架的应用也是综采技术的标志。它以乳化液作为动力介质，通过调节乳化液的压力来调节支撑阻力的大小。按照支护形式，液压支架有支撑式、掩护式以及支撑掩护式三种，每一种又有很多不同的型号，以适应不同的工作环境。支撑式液压支架一般顶梁较长，立柱垂直于底座，有较强的支撑力，适用于顶板压力较大的工作面。而掩护式液压支架的顶梁都比较短，带有掩护梁，人员在掩护梁下工作较为安全，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大，适用于顶板破碎和瓦斯含量较高的工作面。支撑掩护式支架兼具上述两种支架的优点，但价格较昂贵。液压支架的正确选型对于煤矿高效安全开采起着重要作用。下面，本文将对如何根据开采地质条件进行液压支架的选型进行一点粗浅地探讨。
1、顶板条件对选型的影响
根据顶板条件选择液压支架时，主要考虑直接顶和老顶。按照顶板稳定性的不同，直接顶可以分为坚硬、稳定、中等稳定和不稳定四类，老顶也可以分为四类，分别是Ⅰ级顶板（周期来压不明显）、Ⅱ级顶板（周期来压明显）、Ⅲ级顶板（周期来压强烈）、Ⅳ级顶板（周期来压极其强烈）。根据顶板性质进行支架选型时，可以按照以下两条原则来进行。
（1）对于老顶是周期来压不明显的Ⅰ级顶板，那么：①如果直接顶也稳定或坚硬，则可以选用支撑式或支撑掩护式液压支架；②如果直接顶为中等稳定，宜选用掩护式液压支架。（2）当老顶的级别为Ⅲ～Ⅳ级，即周期来压强烈时，那么：①如果直接顶的类别为稳定或坚硬，可选用支撑掩护式或支撑式液压支架。②如果直接顶为中等稳定或不稳定顶板，建议选用支撑掩护式液压支架。（3）对于一些条件比较特殊的顶板，可以根据实际情况，同时选用多种形式的液压支架。值得注意的是，无论是直接顶还是老顶，其分类都没有一套严格的标准，具有一定的模糊性和主观性，因此按照顶板的分类或级别来进行支架选型难免存在一些不尽科学合理的地方。在实际工作中，在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。
2、底板对选型的影响
底板是支架选型中需要考虑的又一个重要的地质因素。因为液压支架的底座是作用在煤层底板上的。底板如果较软，则能够承受的压力就较小，需要采用面积较大的底座，以减小底板承受的压强；相反，如果底板很堅硬，不容易变形，则可以采用底座面积较小的液压支架。液压支架底座的结构形式有左右分体结构、整体刚性结构和分式刚性结构三种。左右分体结构的底座由两个独立而对称的箱形结构组成，两个箱形结构通过铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，具有良好的排矸性能；整体刚性结构底座是用钢板焊接而成，呈箱形结构，底部封闭，面积较大，强度高，稳定性好，对底板的压强小，但由于面积较大因而排矸性差；分式刚性结构底座左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。在底板较软的情况下，宜选用整体刚性结构底座，而如果底板不平整，则应选择左右分体结构的底座。
3、煤层条件对选型的影响
影响支架选型的煤层地质因素主要有煤层厚度、煤层倾角和瓦斯含量等。下面分别进行讨论。
3.1煤层厚度
煤层厚度是液压支架选型的一项重要指标。煤层厚度及其变化情况决定了液压支架的结构高度和伸缩范围，采高和顶板性质直接决定了液压支架的工作阻力或支护强度。（1）液压支架的工作阻力实质上是液压支架在工作中能承受顶板的载荷，是衡量液压支架支护性能的最主要的技术参数，可按下式计算：
液压支架的工作阻力是其在设计制造时就确定了的，每台液压支架的标签上都标有其工作阻力，如ZZ6000液压支架（工作阻力为6000 kN）。（2）液压支架最大高度的确定。液压支架的最大高度应根据最大采高来定，一般应比最大采高高出200mm～300mm。（3）液压支架最小高度的确定。液压支架的最小高度应根据最小采高确定。支架最小高度应比最小采高小200mm～300mm，这一方面是因为液压支架工作时会受到上、下浮煤堆积影响，另一方面是因为移架操作时支架立柱需要有一定的回缩量等因素。
选型原则：对于薄煤层（采高小于1.3m）开采，在液压支架选型时应考虑通风断面和作业空间较大的掩护式或支撑掩护式液压支架。煤层厚度超过1.5m时，顶板对液压支架有一定的水平和侧向推力，这种情况下应优先选用抗水平力和扭转能力强的掩护式结构的液压支架，而不宜用支撑式支架。煤层厚度超过2.5m时，煤壁和悬顶部分顶板可能在矿压作用或采煤机割煤时振动而引起的垮落，需要选用带有护帮装置的液压支架，一般多采用支撑掩护式支架。如果煤层厚度变化较大，由于双伸缩立柱的行程范围较大，能更好地适应这种煤层条件。对于煤层厚度大、煤层松软或节理发育，因其不便于分层开采，煤层较破碎，在矿压作用下易冒落，可选用放顶煤支架。
3.2煤层倾角
煤层倾角对支架的稳定性有影响。当煤层倾角较大时，液压支架容易倾倒，应该选择不容易倾倒的支架，此外还要采取必要的防倒、防滑措施。特别是当煤层倾角大于20°时，必须采取防倒、防滑措施。
3.3瓦斯涌出量
开采瓦斯含量高的煤层，应该选用通风断面大的液压支架，优先考虑选用掩护式支架，也可以考虑用支撑掩护式液压支架。