試論液壓支架的現狀及其發展思路

董　林

試論液壓支架的現狀及其發展思路

董林

（沈陽理工大學機械工程學院，遼寧沈陽 110159）

針對我國液壓支架技術的發展現狀進行了分析，并在此基礎上對液壓支架技術的后期發展思路及對策進行了探討。希望通過本次研究能夠為后期的相關工作有所幫助。

液壓支架；現狀；發展思路

在科學技術蓬勃發展的今天，我國的工業發展也迎來了巨大的機遇。煤炭業在此階段雖然取得了優異的成績，但是還存在許多大大小小的問題。從我國發展來看，雖然歷經多年的努力與發展，但由于受到復雜地質情況及資金等方面的制約，我國煤炭業綜采機械化程度依然尤為低下，僅為20%左右，嚴重落后于世界發達國家水平。單單從我國改革的現狀來看，我國在綜采方面投入巨資但是發展卻非常緩慢，而單體液壓支柱工作方面卻有非常大的進步與發展。而且部分礦區也已經成功實現了單體液壓支柱化。總之，綜采液壓支架技術目前在我國已經得到了一定的推廣和應用，但依然面臨著諸多需要解決的問題。

1　我國液壓支架技術現狀分析

經過多年的發展，我國煤炭開采綜合機械化程度相比之前得到了明顯的提升；另外，伴隨著綜合機械化煤炭開采技術的不斷發展以及大批新型大功率采煤機和工作面輸送機的相繼出現，對于支架能夠保證與其相配套也提出了更高的要求。但如果不對支架控制系統進行相應的改進，那么這一要求也無法實現。現階段的情況，我國國產液壓支架在控制方式方面一直停留在比較滯后的跟機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低、制造容易以及系統簡單和適應性強等優點，但同時也存在一定的缺點，具體體現在以下幾點；

1）工人勞動條件較差，缺乏安全性保證；

2）通風條件較差，存在較高的支架故障發生率；

3）緩慢的移架速度，對采煤機的工作效率產生了較大的影響；

4）操作人員的技術水平與支架支護效能的發揮有直接關系。

液壓支架自動控制能夠有效的將上述幾點問題解決，并提出了多個選項來選擇控制方式，實現支架的液壓控制。幫助工作人員在相對安全的區域即可實現對整個支架工作面的程序控制或遠程控制。

現階段，在國外普遍應用的一些的液壓支架，已經實現了計算機紅外線電液自動化控制，能夠成排成組的向前移駕，而且其額定供液壓力達到了40MPa，流量高達300～450L/min，移駕速度超過了10組/min，供液管徑更是高達100～120mm。據了解，在我國的國產液壓支架中一般都屬于中低壓小管徑的供液形式，并且需要人工進行操作。根據實際的統計數據，完成一組支架的工作時間是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　液壓支架技術的發展思路

2.1設計理念及方法的更新

要想在液壓支架技術上有所創新，就要從根本的設計理念上去創新，首先在傳統的設計中摒棄老化思想，改變傳統觀念，積極學習國際上的先進技術和先進設計理念，取長補短來提升液壓支架技術。在開發支架結構分析的軟件系統中采用現代流行的優化設計，利用CAD的動態三維設計完善結構分析軟件系統，從細節設計上追求可靠、實用的目標。對支架一圍巖相互作用進行進一步的研究分析，利用不同但相似的材料來模擬實驗，觀察分析實驗結果，從而能夠綜合性的得出研究結論。對支架的適應性能做出具有理論依據的可靠性解析，保證支架的結構和支護參數是合理安全的。

2.2不斷完善標準體系

隨著科學技術的不斷發展，對于煤炭業的發展是一個重要的機遇，在后期的液壓支架技術發展中，需要一套健全完善的技術標準體系來進行支撐，這是一項重要的工作內容，在經濟技術一體化的發展進程中，更好地適應現代科技需求，也非常迫切的需要制定一套完善的國家標準。以此來有效的推進液壓支架國家標準體系的研究工作。如我國北京開采研究所起草的《煤礦用液壓支架安全性要求》，將成功實現同國際先進標準的接軌，這勢必也會對我國液壓支架技術的后期發展產生巨大的影響。

2.3材料的不斷升級

由于液壓支架在發展過程中，工作足跡不斷擴大，對于技術可靠性要求不斷提升，支架質量的要求也越來越高，這就給設備的運輸、安裝環節帶來了更多更大的困難。因此，如何在確保強度得以保證的前提下，實現支架重量的減輕也就成為一項在支架結構設計中迫切需要解決的問題，其中應用高強度鋼材是解決此問題的最佳方法。目前國際上比較先進的一些液壓支架結構用鋼主要是以高于700-1 000MPa的高強度結構為主。歷經幾年發展，材料的升級換代已經取得了顯著地成效，不僅在支架設計中得到了廣泛的應用，而且還有效地解決了一些高強度板材的生產和加工等問題。在后期的發展過程中，還需進一步加大對材料焊接性能的試驗性研究，從而更好地實現焊接工藝的不斷優化，促使焊接接頭的承載能力及綜合機械性能都得以明顯提高，以此更好地滿足支架設計的可靠性需求。

3　結束語

我國液壓支架技術歷經多年的發展，雖然在制造、設計水平等方面取得了明顯的進步并積累了豐富的經驗，而且相應架型也已經近趨成熟，但是與國際水平相比，控制系統和控制元件方面還存在比較大的差距，所以在我國液壓支架技術后期的發展過程中，還需緊密結合我國基本國情及煤層具體條件加大對一些新品種和新架型的開發力度，另外還要在支架工作可靠性及支架控制系統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的現狀及展望［J］.煤炭科學技術，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，遼寧沈陽人，本科在讀，主要研究方向為機械設計制造及自動化。