本發(fā)明涉及煤礦支架領域，尤其涉及一種煤礦用液壓支架和一種煤礦用液壓支架控制方法。

背景技術：

液壓支架作為一種支護設備，在煤炭綜采過程中具有廣泛的應用。液壓支架一般包括護幫板、頂梁等部件，護幫板與頂梁鉸接，千斤頂連接在護幫板和頂梁之間，通過千斤頂?shù)纳炜s控制護幫板的伸出，實現(xiàn)超前支護的功能，目前，現(xiàn)有的液壓支架只具有頂梁機構，在某些特定的地質條件下，例如，某煤礦地質條件為煤層厚度3.2米，中間有1.2米到2.1米的不均勻夾矸，上煤層0.4米，下煤層0.55米，對于該煤礦，若使用現(xiàn)有的液壓支架，其開采方法是：在上層煤的底部割一部分巖石(即割底作業(yè))，在下層煤的頂部割一部分巖石(即割頂作業(yè))，然后將巖石與煤層一起開采，該種開采方式導致巖、煤混合，影響了煤炭的質量，需要通過后續(xù)的選煤過程來分揀巖石和煤，增加了選煤的成本，浪費了作業(yè)時間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設計開發(fā)了一種煤礦用液壓支架，采用液壓立柱，具有合理的工作阻力和足夠的抗壓抗彎強度，采用液壓單向閥，密封性能好，結構簡單。

本發(fā)明還有一個目的是提供煤礦用液壓支架控制方法，給出初撐完成時間計算公式和承載泄壓閥關閉計算方法，能夠更好的保證支架達到設計的工作阻力，獲得更穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

本發(fā)明提供的技術方案為：

一種煤礦用液壓支架，包括：

頂梁；

底座；

液壓活塞立柱，其內部中空，充滿液壓油，并具有活塞，活塞柱支撐在所述頂梁底部；

操縱閥，其為連通的多個液壓閥，所述液壓閥與所述液壓活塞立柱的底部連通；

液控單向閥，其設置在所述液壓活塞立柱和所述操縱閥之間；

液壓泵，其連通所述液壓活塞立柱的上腔和下腔，用于向所述液壓活塞立柱輸送高壓液體。

優(yōu)選的是，還包括泄壓閥，其設置在所述液壓活塞立柱和所述液壓單向閥之間，用于將所述液壓活塞立柱內的高壓液體卸出。

優(yōu)選的是，還包括推移千斤頂，其連通所述液壓泵。

優(yōu)選的是，還包括：輸送機，其連通所述千斤頂。

優(yōu)選的是，所述泄壓閥設置有壓力傳感器。

優(yōu)選的是，所述液壓泵為高壓乳化泵。

優(yōu)選的是，還包括全長側護板，其與所述頂梁鉸接。

優(yōu)選的是，所述液控單向閥包括：

閥體，其內部中空，頂部設有進液口、底部設置有出液口、中間設置有控制液進口和設置在中間位置的多個橫向通道，泄液通道；

主閥芯，其設置在所述閥體內部；

頂桿，其貫穿設置在所述閥體內部，所述頂桿的一端設有控制活塞，所述控制活塞頂部連接彈簧的一端，所述彈簧的另一端固定在所述閥體上。

一種煤礦用液壓支架控制方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：初撐；操縱閥設置在升柱位置，由泵站輸送來的高壓液體，經液壓單控閥進入液壓活塞立柱的下腔，同時液壓活塞立柱上腔排液，于是活柱和頂梁升起，支撐頂板，經歷時間t后，將操縱閥置于中位，液控單向閥關閉；

其中，

P_u為液壓活塞立柱下腔壓力；P_y為液壓泵的壓力；l₁為初次來壓步距，H為煤層開采厚度，l₂為初次垮落步距；H為煤層開采厚度；

步驟二：承載；頂板下沉產生的壓力導致液壓活塞立柱下腔液體壓力增加，當立柱下腔壓力P_u小于泄壓閥的動作壓P₀時，泄壓閥關閉，停止卸液；

P為液壓支架頂部壓力，α液壓支架側傾角，ω為液壓支架最大傾角，l₁為初次來壓步距，H為煤層開采厚度，l₂為初次垮落步距；g為重力加速度。

本發(fā)明所述的有益效果

本發(fā)明提供的一種煤礦用液壓支架，采用液壓立柱，具有合理的工作阻力和足夠的抗壓抗彎強度，采用液壓單向閥，密封性能好，結構簡單。

本發(fā)明還供一種煤礦用液壓支架控制方法，給出初撐完成時間計算公式和承載泄壓閥關閉計算方法，能夠更好的保證支架達到設計的工作阻力，獲得更穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的煤礦用液壓支的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

如圖1所示，本發(fā)明提供煤礦用液壓支架，包括：頂梁110、液壓活塞立柱120、底座130、操縱閥170、操縱閥180、液壓單向閥180和液壓泵200。

其中，液壓活塞立柱120內部中空，充滿液壓油，并具有活塞，活塞柱支撐在頂梁110底部；操縱閥170和操縱閥180，其為連通的多個液壓閥，液壓閥與液壓活塞立柱120的底部連通；液控單向閥180，其設置在液壓活塞立柱120和操縱閥170和操縱閥180之間；液控單向閥是支架液壓系統(tǒng)中的關鍵原件之一，通常稱為“液壓鎖”，支架的工作可靠與否，與單向閥的密封性能有直接關系，如果單向閥鎖不住立柱下腔的工作液體，支架就會出現(xiàn)自動慢慢下所，使不能允許的，如果液壓單向閥動作不靈敏，則立柱的初撐力就達不到設計要求，因此要求液壓單向閥密封可靠動作靈敏，并要求使用壽命長。液壓泵200，，其連通液壓活塞立柱120的上腔和下腔，用于向液壓活塞立柱120輸送高壓液體。

泄壓閥150，其設置在液壓活塞立柱120和液壓單向閥180之間，用于將液壓活塞立柱120內的高壓液體卸出，作為一種優(yōu)選泄壓閥內部設置有壓力傳感器。

推移千斤頂140，其連通液壓泵200，輸送機190，其連通推移千斤頂140。

作為一種優(yōu)選，液壓泵200為高壓乳化泵。

作為一種優(yōu)選，還包括全長側護板，其與頂梁110鉸接。

實施以煤礦用液壓支架的工作過程為例，作進一步說明

初撐過程：操縱閥170和操縱閥180設置在升柱位置，由液壓泵200輸送來的高壓液體，經液壓單控閥160進入液壓活塞立柱120的下腔，同時液壓活塞立柱120的上腔排液，于是活塞柱和頂梁110升起，支撐頂板，當頂梁110接觸頂板，液壓活塞立柱下腔的壓力達到泵站的壓力后操縱閥170和操縱閥180置于中位，液控單向閥160關閉，經歷時間t后，將操縱閥置于中位，液控單向閥160關閉，從而液壓活塞立柱120的下腔封閉，從而完成支架的初撐階段；

承載過程：支架初撐后，進入承載階段，隨著頂板的緩慢下沉，頂板對支架的壓力不斷增加，液壓活塞立柱120的下腔被封閉的液體壓力隨之迅速升高，液壓支架受到彈性壓縮，并由于立柱缸壁的彈性變形而使缸徑產生彈性擴張，這一過程就是支架的增阻過程，當下腔液體的壓力超過泄壓閥150的動作壓力時，高壓液體經泄壓閥150泄出，活塞立柱下縮，直至立柱下腔的壓力小于泄壓閥150的動作壓時，泄壓閥150關閉，停止卸液，從而使立柱工作阻力保持恒定，這就是橫阻過程。

卸載過程：當操縱閥180和操縱閥170處于降架位置時，高壓液體進入液壓活塞立柱120的上腔，同時打開液控單向閥160，液壓活塞立柱120下腔排液，于是立柱卸載下降。

一種煤礦用液壓支架控制方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：初撐；操縱閥設置在升柱位置，由泵站輸送來的高壓液體，經液壓單控閥進入液壓活塞立柱的下腔，同時液壓活塞立柱上腔排液，于是活柱和頂梁升起，支撐頂板，經歷時間t后，將操縱閥置于中位，液控單向閥關閉；

其中，

P_u為液壓活塞立柱下腔壓力；P_y為液壓泵的壓力；l₁為初次來壓步距，H為煤層開采厚度，l₂為初次垮落步距；H為煤層開采厚度；

步驟二：承載；頂板下沉產生的壓力導致液壓活塞立柱下腔液體壓力增加，當立柱下腔壓力P_u小于泄壓閥的動作壓P₀時，泄壓閥關閉，停止卸液；

P為液壓支架頂部壓力，α液壓支架側傾角，ω為液壓支架最大傾角，l₁為初次來壓步距，H為煤層開采厚度，l₂為初次垮落步距；g為重力加速度。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。