試論液壓支架的現(xiàn)狀及其發(fā)展思路

董　林

試論液壓支架的現(xiàn)狀及其發(fā)展思路

董林

（沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110159）

針對(duì)我國(guó)液壓支架技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)液壓支架技術(shù)的后期發(fā)展思路及對(duì)策進(jìn)行了探討。希望通過(guò)本次研究能夠?yàn)楹笃诘南嚓P(guān)工作有所幫助。

液壓支架；現(xiàn)狀；發(fā)展思路

在科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展也迎來(lái)了巨大的機(jī)遇。煤炭業(yè)在此階段雖然取得了優(yōu)異的成績(jī)，但是還存在許多大大小小的問(wèn)題。從我國(guó)發(fā)展來(lái)看，雖然歷經(jīng)多年的努力與發(fā)展，但由于受到復(fù)雜地質(zhì)情況及資金等方面的制約，我國(guó)煤炭業(yè)綜采機(jī)械化程度依然尤為低下，僅為20%左右，嚴(yán)重落后于世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平。單單從我國(guó)改革的現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)在綜采方面投入巨資但是發(fā)展卻非常緩慢，而單體液壓支柱工作方面卻有非常大的進(jìn)步與發(fā)展。而且部分礦區(qū)也已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了單體液壓支柱化?？傊?，綜采液壓支架技術(shù)目前在我國(guó)已經(jīng)得到了一定的推廣和應(yīng)用，但依然面臨著諸多需要解決的問(wèn)題。

1　我國(guó)液壓支架技術(shù)現(xiàn)狀分析

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)煤炭開(kāi)采綜合機(jī)械化程度相比之前得到了明顯的提升；另外，伴隨著綜合機(jī)械化煤炭開(kāi)采技術(shù)的不斷發(fā)展以及大批新型大功率采煤機(jī)和工作面輸送機(jī)的相繼出現(xiàn)，對(duì)于支架能夠保證與其相配套也提出了更高的要求。但如果不對(duì)支架控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，那么這一要求也無(wú)法實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)階段的情況，我國(guó)國(guó)產(chǎn)液壓支架在控制方式方面一直停留在比較滯后的跟機(jī)手把單向控制或者支架控制水平上。雖然這一控制方式具備了造價(jià)低、制造容易以及系統(tǒng)簡(jiǎn)單和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一定的缺點(diǎn)，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)；

1）工人勞動(dòng)條件較差，缺乏安全性保證；

2）通風(fēng)條件較差，存在較高的支架故障發(fā)生率；

3）緩慢的移架速度，對(duì)采煤機(jī)的工作效率產(chǎn)生了較大的影響；

4）操作人員的技術(shù)水平與支架支護(hù)效能的發(fā)揮有直接關(guān)系。

液壓支架自動(dòng)控制能夠有效的將上述幾點(diǎn)問(wèn)題解決，并提出了多個(gè)選項(xiàng)來(lái)選擇控制方式，實(shí)現(xiàn)支架的液壓控制。幫助工作人員在相對(duì)安全的區(qū)域即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)支架工作面的程序控制或遠(yuǎn)程控制。

現(xiàn)階段，在國(guó)外普遍應(yīng)用的一些的液壓支架，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)紅外線(xiàn)電液自動(dòng)化控制，能夠成排成組的向前移駕，而且其額定供液壓力達(dá)到了40MPa，流量高達(dá)300～450L/min，移駕速度超過(guò)了10組/min，供液管徑更是高達(dá)100～120mm。據(jù)了解，在我國(guó)的國(guó)產(chǎn)液壓支架中一般都屬于中低壓小管徑的供液形式，并且需要人工進(jìn)行操作。根據(jù)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，完成一組支架的工作時(shí)間是1min，最大供液壓力不足32MPa，流量也非常小，供液管徑則更小僅為25～30mm。

2　液壓支架技術(shù)的發(fā)展思路

2.1設(shè)計(jì)理念及方法的更新

要想在液壓支架技術(shù)上有所創(chuàng)新，就要從根本的設(shè)計(jì)理念上去創(chuàng)新，首先在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中摒棄老化思想，改變傳統(tǒng)觀念，積極學(xué)習(xí)國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，取長(zhǎng)補(bǔ)短來(lái)提升液壓支架技術(shù)。在開(kāi)發(fā)支架結(jié)構(gòu)分析的軟件系統(tǒng)中采用現(xiàn)代流行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用CAD的動(dòng)態(tài)三維設(shè)計(jì)完善結(jié)構(gòu)分析軟件系統(tǒng)，從細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上追求可靠、實(shí)用的目標(biāo)。對(duì)支架一圍巖相互作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析，利用不同但相似的材料來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)，觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而能夠綜合性的得出研究結(jié)論。對(duì)支架的適應(yīng)性能做出具有理論依據(jù)的可靠性解析，保證支架的結(jié)構(gòu)和支護(hù)參數(shù)是合理安全的。

2.2不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于煤炭業(yè)的發(fā)展是一個(gè)重要的機(jī)遇，在后期的液壓支架技術(shù)發(fā)展中，需要一套健全完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系來(lái)進(jìn)行支撐，這是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)一體化的發(fā)展進(jìn)程中，更好地適應(yīng)現(xiàn)代科技需求，也非常迫切的需要制定一套完善的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。以此來(lái)有效的推進(jìn)液壓支架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系的研究工作。如我國(guó)北京開(kāi)采研究所起草的《煤礦用液壓支架安全性要求》，將成功實(shí)現(xiàn)同國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的接軌，這勢(shì)必也會(huì)對(duì)我國(guó)液壓支架技術(shù)的后期發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。

2.3材料的不斷升級(jí)

由于液壓支架在發(fā)展過(guò)程中，工作足跡不斷擴(kuò)大，對(duì)于技術(shù)可靠性要求不斷提升，支架質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，這就給設(shè)備的運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié)帶來(lái)了更多更大的困難。因此，如何在確保強(qiáng)度得以保證的前提下，實(shí)現(xiàn)支架重量的減輕也就成為一項(xiàng)在支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中迫切需要解決的問(wèn)題，其中應(yīng)用高強(qiáng)度鋼材是解決此問(wèn)題的最佳方法。目前國(guó)際上比較先進(jìn)的一些液壓支架結(jié)構(gòu)用鋼主要是以高于700-1 000MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)為主。歷經(jīng)幾年發(fā)展，材料的升級(jí)換代已經(jīng)取得了顯著地成效，不僅在支架設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且還有效地解決了一些高強(qiáng)度板材的生產(chǎn)和加工等問(wèn)題。在后期的發(fā)展過(guò)程中，還需進(jìn)一步加大對(duì)材料焊接性能的試驗(yàn)性研究，從而更好地實(shí)現(xiàn)焊接工藝的不斷優(yōu)化，促使焊接接頭的承載能力及綜合機(jī)械性能都得以明顯提高，以此更好地滿(mǎn)足支架設(shè)計(jì)的可靠性需求。

3　結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)液壓支架技術(shù)歷經(jīng)多年的發(fā)展，雖然在制造、設(shè)計(jì)水平等方面取得了明顯的進(jìn)步并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且相應(yīng)架型也已經(jīng)近趨成熟，但是與國(guó)際水平相比，控制系統(tǒng)和控制元件方面還存在比較大的差距，所以在我國(guó)液壓支架技術(shù)后期的發(fā)展過(guò)程中，還需緊密結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情及煤層具體條件加大對(duì)一些新品種和新架型的開(kāi)發(fā)力度，另外還要在支架工作可靠性及支架控制系統(tǒng)等方面加大投入力度。

［1］ 伍小杰，于月森，彭利明.液壓支架電液控技術(shù)的現(xiàn)狀及展望［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，（1）：25-29.

Situation of Hydraulic Support and Its Development

Dong Lin

The current situation for the development of the hydraulic support technology were analyzed，and on this basis for the later development of thought and countermeasure of hydraulic support technology were discussed.We are hoping to be helpful for the related work by late this study.

hydraulic support；the status quo；development ideas

TD355.4

A

1003-6490（2016）06-0065-01

2016-06-06

董林（1994—），男，遼寧沈陽(yáng)人，本科在讀，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。