液压支架控制技术培训讲义.doc

中煤平朔集团井工一矿 “刘伟”创新工作室内部讲义 液压支架控制技术培训 授课人：刘伟 日期：2015.5.8 目录 1 液压支架工作过程分析 3 2 液压支架立柱的工作阶段及工作特性曲线 4 2.1 液压支架立柱的工作阶段 4 2.2 液压支架工作特性曲线—支架支撑力与时间的关系 5 2.3 液压支架的基本参数 6 3 液压支架控制系统基本原理 10 4 多伸缩立柱工作过程 11 5 常用乳化液泵站液压系统 12 5.1 泵站装置组成 12 5.2 XRB2B型常用乳化液泵站液压系统 16 5.3 乳化液泵站控制元件 17 1 液压支架工作过程分析 升架、架、移架和推镏实际生产中，液压支架的四个基本动作的顺序，应根据回采工艺的具体工序来确定。 2 液压支架立柱的工作阶段及工作特性曲线 2.1 液压支架立柱的工作阶段 液压支架立柱的一个完整的工作循环可分为四个阶段： （1）初撑增阻阶段： 当顶梁接触顶板，立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后，把操纵阀置于中间位置，液控单向阀关闭，从而立柱下腔的液体被封闭，这就是支架的初撑阶段。 初撑力：初撑阶段终了时，立柱和支架对顶板产生的支撑力。 立柱：fc=πD2pb/4 支架：Fc=nfcη pb——泵站的额定压力 η——支撑效率，与架型有关。 （2）承载增阻阶段： 支架初撑后，进入承载阶段。随着顶板的缓慢下沉，顶板对支架的压力不断增加，但液体的压缩量极微，一般视为不可压缩。因此立柱下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高，液压支架受到弹性压缩，并由于立柱缸壁的弹性变形而使之产生弹性扩张。 工作阻力：该阶段末了，支架和立柱呈现出的支撑力称为工作阻力。 立柱：fz=D2pa 支架: FZ=nfzη pa——安全阀的调定压力 （3）承载恒阻阶段 立柱和支架达到工作阻力后，随着顶板的下沉，立柱下腔内压力进一步增大的液体最终使得安全阀开启溢流，立柱回缩。于是，立柱下腔的压力降低。当压力降低到安全阀的调定压力后，安全阀关闭。如此反复，始终保持立柱下腔的压力基本不变，即保证支架和立柱的工作阻力基本不变，处于恒阻支撑状态。 从安全阀第一次开启至支架泄载降柱时的这一阶段称为承载恒阻阶段。 （4）降柱移架阶段 随工作面的推进，支架需要前移。移架前需要将支架的立柱卸载收缩，使支架撤出支撑状态。 从开始卸载降柱到下一次开始升柱，此阶段称为降柱移架阶段。 2.2 液压支架工作特性曲线—支架支撑力与时间的关系 液压支架的四个阶段以及支架在各阶段呈现出的特性如图9-3所示的曲线。 （1）工作特性曲线：横坐标表示时间，纵坐标表示支撑力。 t0——升柱至液控单向阀关闭时的初撑急增阻阶段； t1——初撑结束至安全阀开启时的缓增阻阶段； t2——安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段； t3——卸载降柱、移架阶段； （2）工作特性曲线的意义： 增阻性——折线表示支架具有增阻性； 恒阻性——波纹线的水平特征表示支架具有恒阻性； 可缩性——波纹线的波动现象表示支架具有可缩性； 增阻性取决于液控单向阀和立柱的密封性；恒阻性和可缩性主要靠安全阀来实现和保证。 安全阀、液控单向阀以及立柱是保证液压支架工作性能的三个关键元件。 2.3 液压支架的基本参数 反映液压支架支撑能力和使用性能的基本参数有： （一）初撑力Fc 初撑力是液压支架在初撑增阻阶段未了时对顶板的支撑力。 作用：减缓顶板的下沉，避免顶板过早剥离，增加顶板的稳定性，使立柱尽快进入恒阻状态。 大小：取决于泵站的额定压力，立柱的数目和立柱缸体的内径。 初撑力的合理选择对液压支架的支护性能影响很大。 液压支架的初撑力应与其支护的顶板类别及岩性相适应，如： 对坚硬、中硬的顶板，宜采用较高的初撑力，以期减缓顶板的下沉，避免顶板的过早剥离，改善支架对顶板的管理； 对较软的顶板，应采用较小的初撑力，其大小应控制在顶板岩石极限强度所允许的范围之内，以期维持顶板较长时间的完整性，避免因过早破碎而使得对顶板的管理变的困难。 （二）工作阻力Fz 工作阻力是液压支架在承载初撑增阻阶段末了时所呈现出的最大支撑力。 它的大小取决于安全阀的调定压力、立柱数目、缸体的内径等参数。它反映了液压支架承受顶板压力的最大允许值。 选择液压支架时必须根据矿山地质条件和矿山压力大小来确定工作阻力值。 （三）支护强度q 支护强度是液压支架单位支护面积上的支撑力，即液压支架的工作阻力与其支护面积的比值。它是用来衡量各种不同规格和型号液压支架支撑能力大小的一个参数。 工作阻力虽然可以反映一架液压支架的支撑能力的大小，但由于各种型号的支架