放顶支柱

简史

早期使用的放顶支柱为不带推移装置的机械式支柱。20世纪70年代，苏联“卫星”型液压放顶支柱的推广使用，使放顶支柱获得了一定发展。随着液 压支架的广泛应用，国外除前苏联外，其它国家已基本不用。中国1984年开始使用各种型号的液压放顶支柱，但用量不多，尤其在一些曾配用过放顶支柱的单体液压支柱工作面，改为在切顶排普通支柱间支设工作阻力为300kN的加强柱后，液压放顶支柱用量进一步减少，今后预计也不会有多大发展。

适用范围

主要用于煤层厚度变化较小，顶底板较平整，顶板中等稳定以上，煤层倾角0°～15°，采高 0.6～0.8m，全部垮落法管理顶板和缓慢下沉顶板的 工作面。采取防倒防滑措施，亦可用于倾角15°～25°的中厚煤层工作面。

分类

按工作原理分为机械式和液压式两种。

机械放顶支柱靠自身强度或摩擦力支撑和切断 采空区悬顶的放顶支柱。工作特性为刚性或增阻式，移设和升降靠手工操作，如摩擦式、螺旋式、齿条式放顶 支柱。这类支柱初撑力小、性能差、笨重、操作不便、劳动强度大。早已淘汰。

液压放顶支柱又称墩柱。由单根立柱和单个推 移千斤顶组成，以液压为动力实现升降、前移等运动的放顶支柱。按伸缩范围不同分为单伸缩和双(多)伸缩 两种。按使用条件不同分为普通型和防滑型两类。

结构和工作原理

普通型放顶支柱由立柱、推移 千斤顶和操纵阀三部分组成。立柱为带液 控单向阀的单伸缩或双(多)伸缩液压缸，有的活柱还 带机械加长段以增大工作行程。立柱是放顶支柱主要 承载构件，位于工作面切顶线，用于支撑和切断顶板，工作阻力为600～2000kN。使用时，立柱间距应与工作 面输送机中部槽长度适应，通常为1.5m，也可按1.5m 的整数倍布置。推移千斤顶为双作用液压缸，两端分别 与工作面输送机和立柱连接。动作时可分别移动输送 机和立柱。推移千斤顶工作行程700～1100mm。立柱 和推移千斤顶的动作都由操纵阀控制，常见的操纵阀 为组合片阀或平面转阀等。

放顶支柱

普通型放顶支柱附加防倒防滑装置便成为防倒防滑型放顶支柱。防倒防滑装置有导轨式和连杆式两类。导向机构是导轨式必不可少的部件，使用时立柱沿导 向机构运动，防止倾倒和下滑。连杆式由两根铰接在立 柱上的上下连杆将两台放顶支柱连为一体。移动时两 立柱互为支点，交替前移，立柱移动轨迹为弧线。操作 顺序是A立柱为支点，B立柱移半个循环进尺升柱;B 立柱为支点，A立柱移一个循环进尺；再以A立柱为 支点，B立柱移半个循环进尺完成移柱过程。改变操作 顺序和移动步距，可使立柱沿工作面倾斜方向上调或 下移。

液压放顶支柱优点：①液压放顶支柱初撑力大，工 作阻力通常为单体液压支柱的三倍以上，为摩擦支柱 的六倍以上。②放顶效果好，能有效地管理顶板，消除 采空区悬顶对工作面的威胁。③工作面放顶和输送机 移动实现机械化，减少放顶事故。④支柱带有大顶盖、大底座、对顶、底板比压小，软底工作面也能发挥效能。 ⑤使用放顶支柱后，减轻了工作面支柱压力，单体支柱 承受的载荷每根一般只有100～150kN，单体支柱用量 可减少四分之一以上。

液压放顶支柱缺点： ①初期投资较单体支柱大。 ②使用灵活性、适应性不如单体支柱。③薄煤层工作面 使用时有效空间减少，给行人和搬运带来不便。④支柱 使用范围较窄，不能作为工作面基本柱使用。