采煤学课件3.ppt

11 矿山压力及其控制 由此可见，A区和C区的岩层分别为煤壁（刚性体）和矸石（柔性体）所支撑，B区的岩层则离层悬空，说明工作面的覆岩中存在着某种“结构” 使之实现平衡，而工作面在这种“结构”保护下完成采煤作业过程。 工作面支架的任务，就是有效地控制矿山压力并尽可能使其上覆岩层不离层，尤其是直接顶不离层。为此，要求支架有足够的支撑力（工作阻力）和一定的可缩性。支撑力大，可减少上覆岩层下沉量，从而减少离层的可能性，但是支撑力再大，也不可能避免上履岩层的挠曲下沉。因此，要求支架有一定的可缩量，否则支架会被压断。 为避免支架折断而产生离层，要求支架可缩量与顶板下沉量一致。 弯曲下沉带 裂隙带上方直到地表的岩层为弯曲下沉带，这部分岩层不产生裂隙或仅产生极微小的裂隙，并在采空区上方的地面形成一个比开采范围大的空间。 11 矿山压力及其控制 11.3 工作面支架的结构、性能和选择 为了保证回采空间的安全，对工作面显现的矿山压力，必须有效地控制。工作面支架就是控制矿压的一种结构物。 按支架的组合形式，工作面支架可分为两类： 单体支架和液压自移式支架。 单体支架 单体支架是指，由单体支柱与横梁或柱帽组成的支架。前者称为悬臂支架或棚子支架；后者称为带帽顶柱（点柱）。常用的支柱有：木支柱、刚性金属支柱、摩擦式金属支柱、液压支柱。常用的横（顶）梁有：木顶梁和金属顶梁。 11 矿山压力及其控制 木支柱的工作性能差、利用率低、消耗量大、且资源有限，因此使用很少。 刚性金属支柱是由钢管或钢轨加工制成，本身无缩性，工作时顶部的木质柱帽，具有较小的可缩性。一般只适用于极薄煤层，或顶板下沉量极小且煤层厚度变化不大的薄煤层。 摩擦式金属支柱有两种：急增阻式的HZJA型；微增阻式HZWA型。 11 矿山压力及其控制 HZJA 1--柱体；2--活柱；3--顶盖4--锁箍 5--水平楔；6--底座 HZJA-1000型支柱工作特性曲线 1—实验室测定结果；2**—井下测定结果 11 矿山压力及其控制 液压支柱是利用高压油或乳化液来升柱支撑顶板。高压油（乳化液）由外部泵站供给，也可把油事先注入支柱内，再靠支柱本身内的油泵加压为高压油。前者称为外注式支柱；后者称为内注式支柱。 HZWA型金属支柱特性曲线 ΔL1—自动夹紧时的可缩量；ΔL2—最大工作阻力时的可缩量；P0′—初撑力；P0—始动阻力；P1—初始工作阻力；P2—最大工作阻力 11 矿山压力及其控制 升柱架设支柱时，液压支柱的初撑力可达7t~11t。当顶板下沉压缩下沿腔内的油时，支柱的工作阻力急增到额定工作阻力，此时，支柱有微小的压缩，如顶板继续下沉。当下油腔内的油压大于支柱的额定工作阻力时，安全阀打开，油外泄。活柱下缩。工作阻力略有下降，油压也随之下降，安全阀又重新交替启闭。这样，保证支柱工作阻力基本恒定，同时又能随顶板下沉而下缩，这种支柱又称为恒阻式支柱，它的特性曲线如图所示。 11 矿山压力及其控制 外注式单体液压支柱图 1—顶盖；2—三用阀；3—活柱体；4—油缸；5—复位弹簧6—活塞；7—底座；8—卸载手把；9--注液枪；10—泵站供液；11—注液时操纵手把方向；12--卸载时动作方向 单体液压支柱的工作特性曲线 P0—初撑力；P1—工作阻力；ΔLY—增阻期下缩量 HDJA型金属顶梁 1—接头；2—梁体；3—耳子；4—销子；5—调角楔 11 矿山压力及其控制 单体液压支柱适用于倾角小于25°的缓斜或近水平煤层，当采取可靠的安全措施时，可在25~35°的倾斜煤层中使用，也可用煤层底板比较坚硬，抗压强度一般应大于20MPa的非炮采工作面。 单体液压支柱应与铰接顶梁配套使用，不能与木顶梁配套使用。 顶梁中使用最多的是金属铰接顶梁。顶梁一般利用15kg/m，18kg/m，24kg/m的矿用钢轨制成。 11 矿山压力及其控制 自移式液压支架（液压支架） 为了解决支护与落煤不相适应的情况，必须实行支护工作机械化。自移式液压支架就是一种维护回采空间的机械化支护设备。它以高压液体为动力，使支护顶板、移架、切顶、推移输送机等工序一起完成。 实践表明：液压支架具有支护性能好、强度高、移设速度快、安全可靠等优点。它与可弯曲输送机和采煤机为配合使用，就组成了回采工作面的综合机械化设备，实现了综合机械化采煤。 目前国产的液压支架类型有：BZZC型、TZ型、WKM—400型、DM—400型、ZYZ型、ZY型等。 按液压支架与围岩的相互作用，可分为：支撑式、掩护式、支