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第一章 綜 述
1.1 煤礦綜采技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
綜合機(jī)械化采煤是煤礦開(kāi)采技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。綜采工作面高產(chǎn)高效記錄不斷刷新，綜采裝備新技術(shù)不斷推陳出新。高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是工作面綜采設(shè)備，尤其近10年來(lái)，工作面三大配套設(shè)備—采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架，在設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)上都有了重大革新，主要是提高設(shè)備生產(chǎn)能力和可靠性，改進(jìn)工作面操作性能。
液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)煤礦開(kāi)采機(jī)械化裝備技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，主要的發(fā)展趨勢(shì)是向兩柱掩護(hù)式和四柱支撐掩護(hù)式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，設(shè)計(jì)方法更先進(jìn)，參數(shù)向高工作阻力、大中心距發(fā)展，結(jié)構(gòu)件材料越來(lái)越多地采用高強(qiáng)度鋼材，支架的壽命和可靠性大大提高。
液壓支架是綜合機(jī)械化工作面的主體設(shè)備，它能可靠而有效地支撐和控制工作面頂板，隔離采空區(qū)，保持安全的地下作業(yè)空間，并實(shí)現(xiàn)回采工作面及其相關(guān)設(shè)備的機(jī)械化推移。液壓支架與采煤機(jī)、可彎曲輸送機(jī)和順槽轉(zhuǎn)載機(jī)配合，構(gòu)成了回采工作面的綜合機(jī)械化設(shè)備，從而為煤礦地下開(kāi)采實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效和安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。因此，采用液壓支架支護(hù)頂板是當(dāng)代采煤技術(shù)的一次重要變革，也是煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。支護(hù)和控制頂板，保持工作面的安全生產(chǎn)空間，是煤礦地下開(kāi)采中的首要任務(wù)。在二十世紀(jì)五十年代前，國(guó)內(nèi)外煤礦生產(chǎn)中，基本上均采用木支柱、木頂梁或金屬摩擦支柱和鉸接頂梁來(lái)支護(hù)頂板。1954年英國(guó)首次研制出液壓支架，將液壓技術(shù)應(yīng)用到支護(hù)設(shè)備上，從而開(kāi)辟了回采工作面支護(hù)設(shè)備的技術(shù)革命。從二十世紀(jì)六十年代起，國(guó)外各主要產(chǎn)煤國(guó)家，如前蘇聯(lián)、英國(guó)、法國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、波蘭等國(guó)家均相繼大力發(fā)展和研制了各種型式的液壓支架，并在煤礦生產(chǎn)中獲得了廣泛而成功的應(yīng)用，從根本上改變和提高了地下開(kāi)采的作業(yè)條件和安全性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前這些主要產(chǎn)煤國(guó)家的地下開(kāi)采綜合機(jī)械化程度已達(dá)到90%左右，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，以液壓支架為主體的地下開(kāi)采設(shè)備，已逐步向程控、遙控和自動(dòng)化方向發(fā)展。我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，在二十世紀(jì)六十年代也曾研制了幾種液壓支架，但未得到推廣和應(yīng)用。七十年代我國(guó)從英、德、波蘭和前蘇聯(lián)等國(guó)引進(jìn)了數(shù)十套液壓支架，經(jīng)過(guò)試用、仿制和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，到八十年代以后我國(guó)液壓支架的研制和應(yīng)用獲得了迅速的發(fā)展，相繼研制和生產(chǎn)了TD系列、ZY系列和ZZ系列等二十多種不同規(guī)格的液壓支架，并在國(guó)內(nèi)大、中型煤礦中推廣應(yīng)用，大大提高了我國(guó)煤礦開(kāi)采的機(jī)械化水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)1995年，我國(guó)統(tǒng)配煤礦的綜合機(jī)械化程度已達(dá)50%左右，液壓支架在籍套為509套；2000年統(tǒng)配煤礦機(jī)械化程度己達(dá)65%。液壓支架在籍套數(shù)達(dá)700多套。目前，國(guó)內(nèi)大、中型礦井中，條件合適的煤層均采用液壓支架進(jìn)行綜合機(jī)械化開(kāi)采。液壓支架己成為保證安全、高效生產(chǎn)的一種重要設(shè)備。作為一種回采工作面的支護(hù)設(shè)各，液壓支架的架型、結(jié)構(gòu)與相關(guān)參數(shù)，必須與回采工作面的頂、底板條件和煤層條件相適應(yīng)，才能取得良好的支護(hù)效果。因此，盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)液壓支架己經(jīng)過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的研究和應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)十種不同的結(jié)構(gòu)架型，但至今為止，也僅能在緩傾斜中厚以下煤層中獲得了較為成功的應(yīng)用，對(duì)于傾斜、急傾斜或厚煤層中的液壓支架尚處在研究和試驗(yàn)階段。即使對(duì)于緩傾斜中厚煤層的液壓支架，其結(jié)構(gòu)、性能與控制方式如何更適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件，仍需不斷的改進(jìn)和研究。目前，液壓支架的研究與發(fā)展方向是：
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