��一、概述
充填液壓支架是我公司為阜礦集團(tuán)艾友煤礦所研制的綜放開采邊角煤、小塊段煤、煤柱及“三下” 壓煤量充填用的液壓支架，由于“三下” 壓煤量很大，研發(fā)適應(yīng)邊角煤、小塊段煤、煤柱及“三下” 壓煤綜放開采的成套裝備和工藝，提高煤炭采出率，是綜放開采技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。研發(fā)充填液壓支架也是充分利用能源，如何高效安全，合理進(jìn)行開采的重要課題。
��二、充填液壓支架設(shè)計(jì)難點(diǎn)
充填液壓支架要求工作阻力高，立柱伸縮比大，但要提高支架的工作阻力須采用大缸徑立柱，而大缸徑立柱的固定段大，伸縮比小這與液壓支架要求立柱伸縮比大相矛盾，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法無法實(shí)現(xiàn)，必須打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維才能實(shí)現(xiàn)。
��三、充填液壓支架的主要設(shè)計(jì)思路
充填液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由若干液壓元件與一些金屬結(jié)構(gòu)件按著一定的連接方式而成的一種采煤工作面支護(hù)設(shè)備。結(jié)構(gòu)件是一個(gè)支架承載元件，本支架的結(jié)構(gòu)件主要由前梁組體、頂梁組體、底座、尾梁、推桿等組成。立柱千斤頂是液壓支架實(shí)現(xiàn)支護(hù)的主要承載部件，所以立柱采用大缸徑機(jī)械加長(zhǎng)桿千斤頂。
��四、確定充填液壓支架的主要參數(shù)
1.支架高度確定
采煤工作面機(jī)采高度是人為確定的，一般以滿足作業(yè)人員操作空間及設(shè)備維護(hù)空間為前提。工作面機(jī)采高度不宜過大，否則投資和重量過大。工作面采高過大，煤壁片幫，架前漏頂?shù)炔焕蛩氐挠绊憣⒓哟蟆Ｋ?，根?jù)阜礦集團(tuán)所屬煤礦的自然條件，為了保證支架發(fā)揮正常支護(hù)作用，按《液壓支架設(shè)計(jì)規(guī)范》（MT/T556―1996）的規(guī)定選取支架的最大結(jié)構(gòu)高度。根據(jù)阜礦集團(tuán)煤礦的自然條件及支架所應(yīng)有的通用性，確定最小高度為1.8米，最大高度為3.7米。
2.支架寬度確定
由于各礦的開采寬度及工作面的操作空間不同，所以本支架采用普通彈簧套筒與側(cè)推千斤頂合二為一設(shè)計(jì)，以解決支架寬度的調(diào)整。為了保證支架的正常運(yùn)輸及安裝，確定支架的最小寬度為1.43米，最大寬度為1.60米。
3.側(cè)擋板裝置確定
因?yàn)楸疽簤褐Ъ苁浅涮钪Ъ?，每六架后要加一架帶有?cè)擋板的支架。側(cè)擋板與支架的連接為設(shè)計(jì)的又一難點(diǎn)，為了支架的通用性及用戶所要求的使用性，采用側(cè)擋板為四部分插接式定位銷與千斤頂共存的連接方式，以便利于安裝，運(yùn)輸及使用。
4.底座確定
底座采用開底式，排矸性能好，拉架順利。本支架通過優(yōu)化參數(shù)及結(jié)構(gòu)，使支架頂梁的穩(wěn)定性強(qiáng)，底座增加了導(dǎo)向方箱，導(dǎo)向方箱與一座為體不僅是增強(qiáng)了頂梁的穩(wěn)定性，同時(shí)也為側(cè)擋板裝置的安裝提供固定點(diǎn)。
5.安全過機(jī)空間
支架結(jié)構(gòu)緊湊，采用高強(qiáng)度板材將頂梁箱形斷面盡量做薄，使過機(jī)空間，人員操作空間，行走空間相對(duì)較大。
6.立柱千斤頂確定
立柱千斤頂是液壓支架的支護(hù)核心，充填液壓支架立柱千斤頂選用大缸徑，長(zhǎng)伸縮比機(jī)械加長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)。進(jìn)回液采用單進(jìn)回液口的結(jié)構(gòu)形式，其作用效果與普通雙伸縮立柱相同，但簡(jiǎn)化了立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)械加長(zhǎng)桿增大了立柱的伸縮比，最大限度地減小了立柱的外部尺寸，優(yōu)化了立柱各零件的受力，使各零件趨近等強(qiáng)度，可靠性提高。特別適用于充填液壓支架。
7.液壓閥確定
根據(jù)充填液壓支架使用的特殊性，通常液壓支架的立柱上腔通過高壓膠管和液控單向閥閥板連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較低，再加上充填液壓支架空間狹小，安裝，更換膠管尤為困難，為此，設(shè)計(jì)帶有通道的閥接板，把外缸上，下腔的進(jìn)液口集成在一個(gè)閥板上，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。研發(fā)板式液控單向閥，通過閥接板直接和立柱上，下腔連通，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和管路系統(tǒng)。
��五、液壓支架液壓系統(tǒng)的確定
回采空間變得異常寶貴，在充填液壓支架液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一個(gè)閥組，一條膠管的布置都變得非常困難，優(yōu)化充填液壓支架液壓系統(tǒng)尤為重要。液壓系統(tǒng)采用配以板式連接液控單向閥的單進(jìn)口伸縮立柱后，立柱的進(jìn)回液僅需2根高壓膠管即可；側(cè)護(hù)擋板采用浮動(dòng)活塞千斤頂；液壓系統(tǒng)經(jīng)過一系列優(yōu)化措施后，管路系統(tǒng)變得尤為簡(jiǎn)潔。
��六、結(jié)束語
充填液壓支架的研制有利于邊角煤、小塊段煤、煤柱及“三下”壓煤量機(jī)械化開采的發(fā)展，對(duì)于開發(fā)利用煤炭資源，提高資源采出率，延長(zhǎng)礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。
