煤礦液壓支架的現(xiàn)狀與發(fā)展思路

馬彪

（寧煤集團礦山機械制造維修分公司 750001）

早在2007年底時，寧夏神華寧煤集團的原煤生產(chǎn)能力已經(jīng)超過3300萬t，其主要以生產(chǎn)動力煤、焦煤、以及無煙煤為主。而僅僅由這一企業(yè)的煤礦開采程度，便可窺見出我國煤礦行業(yè)的冰山一角：煤炭資源作為一種二次再生能源，在促進國民經(jīng)濟發(fā)展上發(fā)揮了積極作用。最近幾年來，政府注重煤炭資源的節(jié)約與清潔，堅持走可持續(xù)的發(fā)展道路，對此各大煤礦企業(yè)更應當注重煤礦資源的開采質(zhì)量，利用液壓支架生產(chǎn)技術實現(xiàn)企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展、優(yōu)化企業(yè)的煤礦生產(chǎn)結構。

1 煤礦液壓支架的現(xiàn)狀分析

1.1 綜采比例過低

眾所周知，我國是世界聞名的產(chǎn)煤大國，然而現(xiàn)實情況卻是煤礦的綜采比例不夠理想。與西方發(fā)達國家相較而言，我國煤礦的綜采比例仍存在著較大的差距，而正是因為過低的綜采比例，導致每年間礦井發(fā)生的重大意外事故數(shù)量過于龐大。這不但嚴重影響到煤礦企業(yè)的生存與發(fā)展，并且亦嚴重威脅到了采礦人員的人身安全與財產(chǎn)安全。因此，提升我國煤礦企業(yè)的綜采比例刻不容緩。

1.2 制造水平過低

在開采煤礦資源時，液壓支架生產(chǎn)技術是最為關鍵的工具之一[1]。在使用壽命、支架原材料、制造工藝、以及研發(fā)技術上，我國的煤礦液壓支架的制造水平與日本等國家存在著較大差距。雖然最近五年來，煤礦液壓支架的制造商已經(jīng)開始使用高強度鋼板材料，而此種鋼板材料的制作技術與生產(chǎn)質(zhì)量也得到了提升，然而從根本上來說，液壓支架制造技術的核心競爭力卻未得到大幅度的提高，這導致我國的煤礦液壓支架制造水平無法獲得世界各國的高度認同。由此可見，液壓支架制造工藝與支架本身的質(zhì)量問題，都對煤礦資源的質(zhì)量造成了影響。因此，提升液壓支架制造工藝水平是極為關鍵的，這是提高煤礦資源質(zhì)量的基本條件。

1.3 控制系統(tǒng)有待改進

在煤礦公司發(fā)展的過程中，液壓支架的制造工藝極其重要，而若是不能完全、有效地控制液壓支架，則將會影響到煤礦資源的開采進程。然而，國家的液壓支架控制系統(tǒng)的研發(fā)水平相對較低、研發(fā)技術也相對落后，這對液壓支架的控制工作、企業(yè)的煤礦效益等方面都造成了消極影響。目前，諸如美國、俄羅斯、德國等發(fā)達國家的采煤液壓系統(tǒng)都較為先進、科學，但我國只是最近十年來才開始研發(fā)并普及電液壓控制系統(tǒng)。我國研發(fā)出的液壓支架普遍是采用單向鄰架控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)的操作技術較為簡單，制造成本也相對較低，并且可貴的是可以安全適應礦井的開采條件。然而，單向鄰架控制系統(tǒng)有著安全性能較差、通風條件不高、移駕速率過于緩慢、以及開采人員的安全得不到有效保障等缺陷[2]，這便影響到了工作人員的人身安全與開采工作。此外，我國煤礦開采工作正朝著機械化與現(xiàn)代化的方向發(fā)展，因此若是液壓支架的控制系統(tǒng)得不到改善，則將會制約到各大煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 煤礦液壓支架的發(fā)展思路

2.1 完善液壓支架的設計理念

實際上，我國煤礦企業(yè)的發(fā)展情況，是關乎到液壓支架制造技術的設計理念與創(chuàng)新程度。因此，在此過程中，煤礦企業(yè)應當不斷地吸收與汲取國內(nèi)外先進的制造技術與制造經(jīng)驗，改變以往傳統(tǒng)的制造工藝設計理念，繼而創(chuàng)造出符合我國煤礦市場的液壓支架設計技術。因此，設計人員應當將液壓支架技術的穩(wěn)定性與安全性列為設計目標，從此角度出發(fā)才能設計出最優(yōu)秀的煤礦液壓支架，從而提高煤礦開采工作效率。其次，在科學技術飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會，設計人員更應當懂得利用現(xiàn)代技術的設計優(yōu)勢，如利用CAD等動態(tài)三維設計工具，設計出液壓支架的核心系統(tǒng)，從細節(jié)上實現(xiàn)支架可靠、實用的目標，并且不斷地更新自身的設計理念，對液壓支架的一圍巖相互作用力進行有效分析，以及對相關的計算機軟件系統(tǒng)展開科學的分析。之后，設計人員還應當對液壓支架的控制系統(tǒng)進行改進與設計，增強對煤礦液壓支架細節(jié)部分的設計力度，對支架的穩(wěn)定性能進行固定與鞏固。最后，設計人員亦需采用相同的制造材料對設計出的液壓支架進行模擬試驗，深度剖析液壓支架的適應性與可靠性，從而獲取到最為準確、最為科學的支架結構與支護參數(shù)等數(shù)據(jù)，令液壓支架的設計理念更為科學、合理。

2.2 建立液壓支架的標準體系

如何建立并完善好一個煤礦爺爺支架的標準體系，是擺在各大煤礦企業(yè)生存與發(fā)展面前的重大難題。現(xiàn)階段，隨著我國煤礦液壓支架制造水平的不斷提升、社會經(jīng)濟體制一體化趨勢的增強，以及我國綜合實力的進步，煤礦企業(yè)更應當對支架的標準體系進行維護與完善，但同時企業(yè)亦要明白只有完全滿足國家標準的體系，才能真正適應企業(yè)自身的發(fā)展需求，亦才能為國家的經(jīng)濟發(fā)展提供有力保障。對此，企業(yè)在制定液壓支架標準體系的過程中，必須結合政府標準體系的要求、國外先進科學的標準體系，以這些體系為參考依據(jù)，如此才能制定出最符合企業(yè)發(fā)展的煤礦液壓支架標準體系。例如，我國政府相關部門起草的《煤礦用液壓支架安全性要求》，已經(jīng)將我國煤礦液壓支架的標準體系與國際先進標準進行接軌，而這勢必也會對今后煤礦液壓支架的標準體系造成積極的影響。

2.3 升級液壓支架的制造材料

因為煤礦液壓支架的工作強度在逐漸提高、應用到的工作領域也在逐漸擴大，所以必須嚴格要求不斷提高支架的可靠性能、升級液壓支架的制造材料。也正因此原因，為直接的運輸工作與安裝工作帶來了更多的困難。所以，在保證支架強度不降低的前提下，如何減輕支架的體積，則成為了設計人員在設計支架結構時急需解決的痛點問題。而經(jīng)調(diào)查結果顯示，使用高強度鋼材則是最佳方式。目前，世界各國在制造液壓支架的結構時，普遍采用的是700～1000MPa的高強度鋼板材料[2]，而隨著科學技術的不斷發(fā)展，支架結構材料的升級換代也得到了進一步的改善，這些材料不僅被廣泛運用到煤礦液壓支架的結構設計過程中，而且還有效解決了其他鋼板材料在生產(chǎn)與加工上的問題。而在后期的支架制造工藝發(fā)展過程中，設計人員還應當對高強度鋼板材料焊接性能進行試驗性研究工作，如此才能不斷地優(yōu)化與升級支架結構的焊接工藝，使得煤礦液壓支架的焊接接頭的承載性能、以及支架的綜合機械性能皆能得到提升，最終實現(xiàn)液壓支架設計的可靠性與穩(wěn)定性要求。

3 結束語

綜上所述，我國的液壓支架制造技術已經(jīng)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展與完善，即便在制造工藝、設計理念、材料使用等方面上積累了眾多實踐經(jīng)驗，并且相應的液壓支架型號也日趨成熟，但是與美國等發(fā)達國家相比，支架的控制系統(tǒng)與控制結構上還存在較大差距。因此，在今后的液壓支架技術的發(fā)展過程中，煤礦企業(yè)還應當在結合我國煤炭市場經(jīng)濟水平、與礦井生產(chǎn)條件的基礎上，加大對液壓支架新型號與品種的研發(fā)力度，此外還可以從完善液壓支架的設計理念、建立液壓支架的標準體系、以及升級液壓支架的制造材料等方面著手，促進煤礦開采質(zhì)量的提升。