液压支架42001532

一、概述

ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架（C89D）是由中煤北京煤矿机械有限责任公司设计并制造的“高起点、高质量、高可靠性”的支架。该支架与采煤机、运输机配套使用，主要功能是支撑和管理围岩、隔离采空区、防止采空区的矸石进入采煤工作面，保证工作面有足够的通风断面，确保操作人员的安全。熟悉支架的操作及维修方法，有利于支架正常作业，减少停机时间，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保障矿井生产人员的操作安全等方面，起到重要的效能。该支架结构见附图1。采煤机割煤后，支架采用先移架、后推溜（刮板运输机）的工作方式。

支架在设计中突出了以下特点：

（1）本支架为正四连杆支架，结构先进、成熟；

（2）四连杆参数经过计算机优化设计受力较小，顶梁轨迹变化较小；

（3）顶梁相对较长，支架通风断面大；

（4）支架立柱前、后均有安全行人通道；

（5）底座中间的开档长度大，检修推杆机构方便；

（6）液压系统采用大流量操纵阀，提高了支架的降、移、升循环时间，为工作面实现高产高效提供了有利条件。

二、液压支架执行标准

执行标准

1、“MT/556-1996《液压支架设计规范》”标准；

2、“《煤矿安全规程》2001版”规定；

3、“MT312-2000《液压支架通用技术条件》”标准；

4、“MT313-92 《液压支架立柱技术条件》”标准；

5、“MT97-92《液压支架千斤顶技术条件》”标准；

6、“MT/T587-1996《液压支架结构件制造技术条件》”标准；

7、“GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式

与尺寸》”标准；

8、“MT/T459-1995《煤矿机械用液压元件通用技术条件》”标准；

9、“MT419-1995《液压支架用阀》”标准；

10、“GB/T3683-92《钢丝增强液压橡胶软管和软管组合件》”标准；

11、QG/BM-ZZ4200/15/32标准。

型号解释：

“ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架”型号说明：

Z――支架

Z――支撑掩护式

4200――支架工作阻力4200KN

15――支架最低高度15dm

32――支架最高高度32dm

三、液压支架适用条件及工作面主要配套设备

适用条件：

老顶 I、II级

直接顶 1、2类

直架采高 2m~3m

工作面倾角小于等于15度

支架的主要配套设备：

1、采煤机

MG170/410－WD型采煤机；

2、刮板输送机

SGZ630/220型输送机；

四、ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架技术特征和参数

1)架型四柱支撑掩护式液压支架

2)最小/最大高度1500/3200 mm

3)最小/最大宽度1430/1600 mm

4)运输长度5250 mm

5)支架中心距1500 mm

6) 支架额定初撑力（P=30Mpa）3770 kN

7)支架额定工作阻力（P=33.5Mpa）4200 kN

8)平均支护强度0.72 MPa

9)对底板平均比压 1.5 MPa

10)支架推溜步距600 mm

11)推溜力/拉架力292/462 kN

12)泵站额定压力30 MPa

13)操纵方式邻架操作

14)支架质量14013Kg

立柱： 4 个（单伸缩带机械加长）缸径/缸径：200/185mm

柱径/柱缸185/155mm

行程：1600mm

初撑力（P=30Mpa）：942kN

工作阻力（P=33.5Mpa）：1050kN

推移千斤顶：1个

缸径/杆径：140/85mm

行程：700mm

推溜力/拉架力：462/292kN

侧推千斤顶：4个

缸径/杆径：63/45mm

行程：170mm

推力：96/46kN

护帮千斤顶：2个

缸径/杆径：80/45mm

行程：390mm

推力/工作阻力(P=33.5MPa)：168/103kN

调架千斤顶：1个

缸径/杆径：125/85mm

行程：200mm

推力/拉力：368/198kN

抬底千斤顶：1个

缸径/杆径：100/70mm

行程：250mm

推力：235kN

五、支架的组成

ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架主要由金属结构件、液压元件及直属零件三大部分组成。

金属结构件主要有：可翻转式护帮板、顶梁、掩护梁、前后连杆、底座、推移杆以及侧护板等。

液压元件主要有：立柱、各种千斤项，液压控制元件(液控单向阀、单向锁、双向锁、安全阀等)、液压辅助元件(胶管、弯头、三通)等。

六、支架的主要结构件及其作用

1．可翻转式护帮板装置：

可翻转式护帮板主要是提供临时支护顶板功能。护帮板在护帮板千斤顶作用下，可向上挑起一定角度，能将护帮板收至紧贴顶梁腹部的水平位置。在采煤机割煤后，可以暂时不前移支架，将护帮板伸出起到临时支护新暴露顶板的作用；在支架向煤壁前移后，护帮板又能作为支护煤壁、防

止煤壁片帮使用；采煤机割煤前须将护帮板收回，避免采煤机割护帮板。2．顶梁：

顶梁直接与顶板接触，支撑顶板，是支架主要的承载部件之一，主要功能是：

1）承接顶板压力并通过立柱传递到底座上；

2）为工作面提供足够的安全空间和通风断面。

3）操作平衡千斤顶可以调整顶板对顶梁的合力作用点。

顶梁为整体刚性，前端带前梁组合体。顶梁是由钢板焊接的箱形结构，中部通过柱窝和立柱的柱头相连，后端和掩护梁铰接；设有和掩护梁侧护板重叠的顶梁侧护板，以封闭架间空间。顶梁活动侧护板侧上平面低一个板厚，用于安装活动侧护板。控制顶梁活动侧护板的千斤顶和弹簧套筒，均设在梁体内，并在顶梁上留有足够的安装空间。

3．掩护梁：

掩护梁上部与顶梁铰接，下部与前、后连杆相连，经前、后连杆与底座连成一个整体，形成四连杆机构。掩护梁是支架的主要连接和掩护部件，其主要作用包括：

1）承受顶板给予支架的水平力和侧向力，增强支架的抗扭性能。

2）掩护梁和前、后连杆、底座形成四连杆机构，保证梁端距变化不大。

3）阻挡采空区矸石窜入支架内，维护工作空间。

4．前连杆及后连杆：

前、后连杆均为箱形结构，它们分别与底座和掩护梁铰接，构成四连杆机构。四连杆的主要功能是：

１）使支架顶梁梁端与煤壁的距离(梁端距)变化幅度不大。

２）能承受工作面向老塘方向或从老塘向工作面方向的水平力。

３）承受支架横向水平力和扭转载荷，使支架成为稳定机构。

5．底座:

主要功能是承接由立柱和前、后连杆的力，将顶板对支架的作用力传递到底板上，是支架前移和推运输机的支座。底座为中间开档式半刚性结构；中部通过柱窝和立柱的缸底球头相连；其后部与前、后连杆通过销轴连接，以承受从掩护梁传来的力；底座中间设有推移装置并通过连接头和运输机连接。底座中间的过煤空间较大，移架时能将运输机与支架间的浮煤排向采空区。

6．推移装置：

推移装置的主要作用是推移前部运输机和拉支架。主要由倒装式推移千斤顶、长推移杆、连接头和销轴等组成。推移杆的一端通过连接头与运输机相连，另一端通过千斤顶与底座相连，推移杆除承受推力和拉力外，还承受侧向力；推移杆在底座的侧向摆动量较小，能起到防止底座下滑的作用。

7．侧护装置：

支架顶梁和掩护梁上均装有侧护装置，侧护装置主要由梁体套筒内的弹簧、顶杆、侧推千斤顶、导向杆、侧护板及相应联结的销轴等组成。侧护板在弹簧的作用下，与邻架的固定侧板靠紧，起到架间密封作用，防止顶板上的碎矸石串入工作面，并可利用侧推千斤顶配合降架动作来调整支架，有效的遏制支架向工作面下方倾斜。

８．调架装置：

支架底座后侧设有调架装置，通过调架千斤顶活塞杆伸出，来调整支架以保证支架的平直。

七、液压系统

液压系统是利用泵站的高压乳化液来控制立柱、千斤顶和阀等元件，实现支架的支护性能和各种动作。

液压系统主要由立柱、千斤顶、各种阀和高压胶管及管路附件等组成，其主要特点如下：

1、工作液为5％的乳化油和95％的中性水。

2、采用大流量系统。立柱、推移千斤顶的操纵阀选用大流量,架间

主供液管均为32, 主回液管均为38, 主管路至操纵阀进、回液管

为ф16，立柱下腔胶管为ф13，上腔胶管为ф10，推移千斤顶上、

下腔进回液胶管均采用Φ13，其他千斤顶进回路均采用Φ10的胶

管。本架为邻架操作。

3、支架采用的乳化液，是由乳化油与水配制而成的，乳化油的配比

浓度为5%，使用乳化油应注意以下几点：

a）定期检查浓度，浓度过高增加成本；浓度太低

可能造成液压元件腐蚀，影响液压元件的密封。

b）防止污染，定期（一`个月左右）清理泵站乳化液箱。

c) 乳化液的PH值须在7~9范围内。

d）防冻：乳化液的凝固点为-3度左右，与水一样乳化液也具有冻结膨胀性，乳化液受冻后，体积稳定性受影响。因此，

乳化液地面配制和运输过程中注意防冻。

e)、配制液压支架用乳化液的水质应符合下列条件：

无色、无臭、无悬浮物和机械杂质；PH值在6～9范围内；氯离子

含量不大于5.7毫克当量/升；硫酸根离子含量不大于8.3毫克当量

/升。

f）乳化油必须满足“MT76-83《液压支架用乳化油》”标准之规定；即：乳化油按对水质硬度的适应性，选取相应的牌号（见下表）

八、支架的运输和工作面安装

1、地面运输

本支架采用汽车运输方式。其运输状态是：支架降至最低高度；护帮机构收回；侧护板收回，并用锁紧销固定；推移杆收回用铁丝紧固于底座上。本支架为邻架操作，出厂前通往邻架的胶管端拆下并盘扎到本支架上，裸漏的通液口均堵好。

2、井下运输

支架下井前，应由矿井主管工程师按当地煤矿的安全要求及井下运输条件制定下井方案和计划进程，并提出安全措施，同时注意如下事项：

①、支架如需部分解体，请将液压系统中拆下的胶管口和阀口堵好，并捆扎固定好软管头以防磕碰。

②、井下运输时，须使用平车。平车尺寸要适合井下运输条件，平车承载能力应与支架或部件质量相适应；要求前后装匀、左右装正、使重心位置尽可能在平车的中心部位；

③、巷道的断面尺寸及转弯尺寸应能保证装有支架或部件的平车顺利通过。

3、支架在工作面的安装

支架进入工作面后，须注意如下事宜：

1.安装时应使支架中心距为1.5米，并排列在一条直线上且相互平行以保证支架与运输机联接准确性。

2.将因运输所拆除的件装齐，并连接好。

3.拆除工作面的侧护板锁定销和运输辅件，升起支架撑住顶板。拆除的锁定销和运输辅件回库保管好，以备设备再次搬运时用。

4.调定泵站压力，调好后接通液压管路。接通时，建议将乳化液放掉少许冲洗一下液压系统，以免将赃物带入液压系统中。接通后，液压管路内不得有残留气体。

工作面全部设备安装完毕后，进行调试和空运转，试生产经检验合格后方可正式投入生产。

九、支架的操作和维护

1、组建好综采队伍：按煤炭部要求，组建综采队伍，要先配好综采管理干部、技术人员，调集有一定文化水平、业务技术和思想作风好的操作维护工人，组成综采队。

2、培训好综采队：对综采管理干部、技术人员和操作维护人员，必须进行技术培训，要求了解综采设备结构、性能，熟悉和掌握操作维护技术，经考核合理，才能操作、维护设备。

3、建立健全规章制度：包括综采管理制度、作业规程、操作和维修制

度、事故分析检查制度、班组原始记录和成本核算制度、备配个领用制度等，确保管好、用好综采设备。

4、矿井建立地面维修车间：井下更换上井的液压元件（立柱、千斤顶、阀、胶管接头等），要及时进行清洗、维修，并作防锈蚀处理；对阀类（尤其安全阀）要进行调试，保证其良好的性能。

5、建立零部件专库：零部件（包括备配件）要分类存放，登记造册，帐卡物相符，严格领用手续。备配件要有足够储备。液压元件要做好防污染和妨锈蚀处理。

支架的操作注意事项

1、为了操作方便和便于记忆，操作阀组中每片阀都带有动作标记，要严格按标记操作，不得误操作。操作工必须了解支架各元件的性能和作用、熟练准确地按操作规程进行各种操作。归纳起来，支架操作要作到：快、够、正、匀、平、紧、严、净、“快”——移架速度快；“够”——推移步距够；“正”——操作正确无误；“匀”——平稳操作；“平”——推溜移架要确保三直两平；“紧”——及时支护紧跟采煤机；“严”——接顶挡矸严实；“净”——架前架内浮煤碎矸，及时清除。

2、基本操作程序一般为推输送机——割煤——拉架，要求跟机及时支护顶板，移架距离滞后采煤机滚筒3~5m，推溜要滞后10~15m。

3、及时清除支架和输送机之间的浮煤碎矸，以免影响移架；定期清除架内推杆下和柱窝内的煤粉、碎矸；定期冲洗支架内堆积的粉尘。

4、爱护设备，不准用金属件、工具等物碰撞液压元件，尤其要注意防止碰砸伤立柱、千斤顶活塞杆的镀层和挤坏胶管接头。

5、操作过程中若出现故障，要及时排除，操纵工也应带一定数量密封

件和易损件，一般故障操作工应能排除；若个人不能排除的要报告，汇同维修工及时查找原因，采取措施迅速排队或更换零部件。

支架的维护和管理

1、基本要求：掌握液压支架有关知识，了解各零部件结构、规格、材质、性能和作用，熟练地进行维护和检修，遵守维护规程，及时排除故障，保持设备完好，保证正常安全生产。

2、维护内容：包括日常维护保养和拆检维修，维护的重点是液压系统。日常维护保养作到：一经常、二齐全、三无漏堵。“一经常”——一维护保养坚持经常；“二齐全”——连结件齐全、液压元部件齐全；“三无漏堵”——阀类无漏堵、立柱千斤顶无漏堵、管路无漏堵。液压件维修的原则是：井下更换、井上拆检。

3、维修前做到：一清楚、二准备。“一清楚”——维护项目和重点要清楚；“二准备”——准备好工具尤其是专用工具，准备好备用配件。维护时做到：了解核实无误、分析准备、处理果断、不留后患。“了解核实”——了解出故障的前因后果并加以核实无误；“分析准确”——分析故障部件及原因要准确，“处理果断”——判明故障后要果断处理，该更换的即更换，需拆检的即上井检修；“不留后患”——树立高度责任感和事业心，排除故障不马虎、不留后患，设备不带“病运转”。

1、坚持维修检修制度：做到五检：班随查、日小检、周（旬）中检，月大检、季（年）总检。“班随检”——生产班维修工跟维护检修可能发生故障部位和零部件，基本保证三个生产班不出大的故障；“周（旬）中检”——在班检、日检的基础上进行周（旬）末的全面维修检修、对磨损、变形较大和漏堵零部件进行“强迫”更换，一般在6小时内完成，必要时可

增加1~2小时；“月大检”——在周（旬）检基础上每月进行一次全面检修，统计出设备完好率，打出故障规律，采取预防措施，一般在12小时内完成，必要时可延长至一天，列入矿检修计划执行；“季（年）总检”——在每月的基础上每季（年）进行总检，一般在一天完成，也可与当日大检结合进行，统计出季（年）设备完好率，验证故障规律，打出经验教训（亦可搞半年总结和年终总结）。

2、维护工要做到：一不准、二安全、三配合、四坚持。“一不准”——井下不准随意调整安全阀压力；“二安全”——维护中要保证人和设备安全；“三配合”——生产班配合操作工维护保养好支架、检修班配合生产班保证生产班无大故障、检修时要与其它工种互相配合共同完成检修班任务；“四坚持”——坚持正规循环和检修制度、坚持事故分析制度、坚持检修日志和填写有关表格、坚持技术学习提供业务水平。

十、注意事项及警示!!!

1、液压系统维修前，必须将乳化液泵站及支架上的进液截止阀关闭，并确换向阀组、液控单向阀、单向锁和双向锁内无压力。

2、在支架工作其间，严禁将身体的任何部位置于支架侧护板之间、底座柱窝内；操作护帮装置前和操作过程中，护帮板动作范围内严禁站人。

3、在更换液压元件时，应更换安全标志证书在有效期内的同等规格、型号的液压元件。

4、支架各元、部件须在其工作温度范围内工作、运输、储存，否则应采取相应的防护措施。

5、立柱和千斤顶的活塞杆上的镀铬层划（碰）伤严重，应予以更换。

6、立柱、千斤顶的镀层工作环境：

a)、工作温度：10～50℃；

b)、空气湿度不大于95%以上；

c)、空气中水质应符合配制液压支架用乳化液的水质的条件；

d)、不得有人为损坏镀层的现象，包括磕碰伤、放炮崩伤等；

7、液压支架用液压元件使用条件：

立柱、千斤顶、阀类等液压元件，经修复后，必须作密封性能试验；

安全阀使用条件：

a）、新的安全阀或修复再用的安全阀，在支架上组装前，必须作密封性能试验，并按要求调定压力值的准确调定；

b）、下井一季度或未下井放置半年，必须对支架上安全阀作密封性能试验和要求调定压力值的调定；

8、过滤器（包括乳化液箱）必须每月清洗一次。

十一、常见故障及其排除方法

支架样机经过符合标准的强度性能试验和耐久性试验，整工作面支架出厂又经过严格的验收，因此，支架可以经受各种考验，主要结构件和液压元件的强度足够，性能可靠，在正常情况下一般不会发生大的故障。但是，支架在井下使用过程中，由于煤层地质条件复杂，影响因素也较多，加之如果在维护方面存在隐患或操作不当，则支架出现故障也是难免的。因此，必须加强对综采设备的维护管理，使支架不出现或少出现故障。然而，一旦出现故障，不管故障的大小，都要及时查明原因，迅速排除，使支架保持完好，保证综采工作面的设备正常运转。支架在使用过程中可能出现故障的部位、原因和排除方法，分别作介绍如下简要介绍：

1、结构件和连接销轴

结构件

支架的结构件通常不会出现大的问题，主要结构件的设计强度足够，但在使用过程中也可能出现局部爆缝、裂纹，可能出现裂纹的部位主要有：顶梁柱帽和底座柱窝附近；连接千斤顶的支承耳座四周；底座前部、中间部分等。其原因可能是：使用中出现特殊集中受力状态，焊缝应力集中或操作不当等。处理办法：采取措施防止焊缝裂纹扩大；不能拆换升井的结构件，待支架转移工作面时升井补焊。

连接销轴

结构件之间、结构件与立柱、千斤顶连接所用的销轴，可能出现磨损、弯曲、断裂等情况。结构件的连接销轴由可能磨损，一般不会弯断，千斤顶和立柱两头的连接销轴出现弯断的可能性大。销轴磨损和弯断的原因：材质和热处理不完全符合设计要求，操作不当等。如发现连接销轴磨损、弯曲，要及时更换。

2、液压系统及液压元件

支架的常见故障，多数与液压系统的液压元件有关，诸如胶管和管接头漏液，液压控制元件失灵，立柱及千斤顶不动作等等。因此，支架的维护重点，应放在液压系统和液压元件方面。

胶管及管接头

造成支架胶管和管接头漏液的原因是：O型圈或挡圈大小不合适或被切挤坏，管接头密封面磨损或尺寸超差；胶管接头扣压不牢；在使用过程中胶管被挤坏、接头被碰坏；胶管质量不好或过期老化，起包渗漏等。采取的措施是：对密封件大小不当或损坏的要及时更换密封圈；其它原因造成漏液的胶管、接头，均应更换升井；胶管接头在保存和运输时，必须保

护密封面，挡圈和密封圈不被损坏；换接胶管时不要猛砸硬插，装好后不要频繁拆装，平时注意整理好胶管，防止挤碰胶管和接头。

液压控制元件

支架的液压阀类，诸如换向阀、液控单向阀、单向锁、双向锁、安全阀、截止阀、过滤器等，若出现故障，则常常是密封件（如密封圈、挡圈等）损坏而导致不能有效密封；也可能是进入阀内的硬颗粒物附着在密封面上，导致密封失效；液压系统污染，赃物杂质进入液压系统又未及时清除，致使液压元件不能正常工作；弹簧不符合要求或损坏，使阀芯不能复位密封；个别接头和焊堵的焊缝可能渗漏等等。

采取的措施：液压阀类出现故障，应及时更换升井检修；保持液压系统清洁，定期清洗过滤装置（包括乳化液箱）；液压控制元件中的关键件（如密封件）要保护好不受损坏，弹簧件要定期抽检性能，维修好的阀类要做性能实验。焊缝漏液要在拆除内部密封件后进行补焊，按要求做压力试验。

立柱及千斤顶

支架的各种动作，要由立柱和各类千斤顶根据操作者的要求来完成，如果立柱或千斤顶出现故障（例如动作慢或不动作），则直接影响支架对顶板的支护和推移等功能。出现立柱或千斤顶动作慢，可能是乳化液泵压力低、流量不足造成，进、回液道有阻塞现象。立柱或千斤顶不动作的主要原因可能是：管路阻塞，不能进回液；控制阀（单向阀、双向锁）失灵，进、回液受阻；立柱或千斤顶活塞上密封渗漏窜液；立柱或千斤顶的活柱（活塞杆）受侧力变形；截止阀未打开等等。采取的措施有：及时清洗乳化液箱和清洗过滤装置，将乳化液泵站压力调到设定值；立柱或千斤顶在清除蹩卡和截止阀等原因后仍不动作，应将其更换并升井拆检维修。

3、支架的操作和支护

在支护的操作和支护过程中可能出现的故障有：初撑力偏低，工作阻力超限，推溜不直，移架不及时，顶板管理不善，出现顶空、倒架等现象。

1）、支架出现初撑力偏低，主要原因是作为支架动力的乳化液压力不足或液压系统漏液造成或操作时充液时间短。保证支架有足够初撑力所采取的措施有：乳化液泵站的压力，必须保持在额定工作压力范围内，随时观察乳化液泵站的压力变化，及时调整压力；液压系统不能漏液，尽量减少管路的压力损失。过大的初撑力对某些顶板管理不利。因此，乳化液泵站的压力不得低于30MPa。

2）、支架的工作压力超限，对支架部件和液压元件不利，甚至造成损失。支架的工作阻力超限的主要原因：安全阀超过要求的额定工作压力；安全阀失去作用，达到设定的阻力时，安全阀不开启泄液而继续承受增阻压力，造成工作阻力超限。防止工作阻力超限的办法是：对安全阀要定期检查调试，使安全阀的调定压力保持在设计允许的范围内；井下不得随意调整安全阀的开启压力。通常情况下，工作面顶板来压或局部压力增大而使安全阀开启泄漏，这是正常现象；相反，安全阀不开启泄漏，则说明支架工作阻力选的大或调的过高。

4、推溜和移架

底板起伏不平，甚至出现台阶，就不能顺利推溜。移架的距离不够，反过来又影响采煤机的截深。顶底板起伏不平，输送机和支架歪斜可能出现采煤机滚筒割底、割顶严重，甚至割支架顶梁。推溜和移架是否平直，是工作面保持两平”三直”的关键。

支架采用及时支护的工作方式。在正常情况下，当采煤机割过煤后，

距采煤机后滚筒2～4架开始移架，按顺序逐架或成组顺序进行，移架前须将支架前的护帮板收回。移架后，距采煤机约20m开始推输送机，推溜和移架要协调，运输机的弯度不宜过大。

附录一液压系统常见故障、原因及排除方法