我國液壓支架認證標準現狀及問題

摘 要：本文針對我國液壓支架認證標準體系與液壓支架技術發展的不適應、不匹配問題，在深入研究國內煤炭領域液壓支架標準體系建設現狀的基礎上，認真分析現行液壓支架認證標準中存在的問題，給出了液壓支架認證標準的改進建議，為我國液壓支架認證標準體系的完善和制修訂提供借鑒和支撐。

關鍵詞：液壓支架，標準體系，礦用產品安全標志認證

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.015.044

0 引 言

液壓支架是煤礦井下綜采工作面“三機”的重要設備之一，其投資約占綜采工作面成套設備總投資的60%左右，其作用不僅是支撐和維護采煤工作面控頂區頂板，也為采煤創造安全作業空間。因此，液壓支架的安全性和可靠性是決定綜采成敗的關鍵因素之一[1-2]。也基于此，液壓支架被國家礦山安全監察局于2022年納入《執行安全標志管理的礦用產品目錄》，目錄規定液壓支架需取得礦用安全標志認證后才能投入煤礦井下使用。目前我國液壓支架的礦用產品安全標志認證主要基于GB 25974.1—2010《煤礦用液壓支架第1部分：通用技術條件》、MT/T 552—1996《端頭液壓支架技術條件》、MT/ T 555—1996《大采高液壓支架技術條件》等標準及《安全生產法》《煤礦安全規程2022》等相關政策法規要求，但相比于液壓支架產品不斷地更新迭代，液壓支架認證所執行的標準較為老舊，所要求的技術指標及檢驗方法還不夠完善等認證過程中出現的問題日益突出。為解決上述問題，基于國內液壓支架礦用安全標志認證現狀研究，對認證標準存在的問題進行總結分析，并在此基礎上提出相應的改進建議，為我國液壓支架的認證體系的改進以及檢驗標準體系的制修訂提供參考。

1 液壓支架認證現狀

1.1 液壓支架認證范圍

目前納入礦用安全標志管理的液壓支架只含括應用于回采工作面的液壓支架，不包含掘進工作面與巷道工作面使用的液壓支架。納入管理的液壓支架根據在回采工作面的擺放位置不同，可分為四種支架：中部液壓架、過渡液壓支架、端頭液壓支架及超前液壓支架，如圖1所示。

對于一些回采工作面，過渡液壓支架與中部液壓支架間沒有明確的區分界限。近年來為了改善端頭和超前支護狀況，提高端頭作業的機械化和自動化以及工作面推進速度，根據不同的回采工藝衍生出了種類繁多的端頭支架和超前支架架型。上述情況也為液壓支架煤礦安全標志認證帶了困難和挑戰[3]。

1.2 認證所依據的標準及應用情況

納入礦用安全標志管理的各類液壓支架認證所依據標準見表1。

根據相應標準的要求，液壓支架主要進行外觀質量、行人通道、滅塵和防漏矸裝置、液壓元件防護、防片幫裝置、起吊點、超前支護裝置、單體支護限位座、裝配性能、操作性能、密封性能、支護性能適應性能、讓縮性能、結構強度、耐久性能、材料、焊接等18個項目的檢測檢驗。目前液壓支架的檢驗在國家安全生產北京礦山支護設備檢測檢驗中心進行，其中心整體檢測能力滿足國標GB25974.1—2010以及其他各類液壓支架的標準要求，可對各類強力液壓支架、大傾角液壓支架等進行全項目、全性能的檢測檢驗。

截至目前，全國共有88家液壓支架生產企業的1949個液壓支架通過煤礦安全標志標認證及標準檢驗，已取證支架類型占比如圖2所示，其中超前支護支架388個，端頭支架33個，過渡支架63個，中部支架1465個。

2 存在的問題及影響

現有的我國液壓支架認證標準以國家標準GB25974.1—2010為基礎，配合特殊支架行業標準一起使用。這些標準起草時間較早，已距今十多年，更有甚者距今已將近三十年，已無法完全適應、匹配當前快速發展的液壓支架技術裝備，目前液壓支架認證標準存在以下問題。

2.1 標準適用范圍不再適用

液壓支架認證過程中對其型式、參數及型號的規范主要依據國家標準GB/T 24506—2009《液壓支架型式、參數及型號編制》，但隨著我國液壓支架參數向大工作阻力、超大采煤高度趨勢發展，大采高、大工作阻力的液壓支架生產制造技術也逐步成熟，目前我國兩柱掩護式液壓支架最大工作阻力以及最大采高高度可達到29000 kN及10 m，并且相關型號支架ZYA29000/45/100D已成功投入到我國陜煤集團曹家灘煤礦生產使用。而標準GB/ T24506—2009所規范的液壓支架最大工作阻力以及最大高度上限參數卻為25，000 kN以及7.5 m，與實際應用的液壓支架參數相差較大。

對于云貴川地區傾斜煤層礦井應用較多的大傾角液壓支架同樣存在上述問題。標準MT/T 555—1996實施于1996年，當時的大傾角液壓支架的設計研發技術和生產制造能力較為薄弱。依據大傾角液壓支架相關標準MT/T 555—1996中對大傾角液壓支架定義：“支架最大高度小于等于3.2 m，使用傾角為35°～55°；或最大高度3.2 m以上4.5 m以下，使用傾角20°～40°的液壓支架”。而目前我國已研發出使用傾角最大為70°的大傾角液壓支架，并且使用傾角為65°的液壓支架已通過型式檢驗及認證，并投入到李子埡煤礦、綠水洞煤礦、花山煤礦等云貴川多處煤礦中使用，目前的研發生產制造能力已遠遠超出了標準的適用范圍。

根據煤礦安全標志認證的實施規則以及煤礦安全規程要求，超出標準的產品會被定義為“新產品”，其申報流程以及申辦周期要比常規礦用產品復雜和漫長的多。認證標準適用范圍的陳舊和不適用，會影響生產企業對液壓支架的研發周期，在一定程度上阻礙了液壓支架行業的發展。

2.2 標準技術性時效性滯后

液壓支架檢驗的主要標準為GB 2 59 74 .1—2010，雖然是液壓支架標準體系中發布實施較晚的，但也距今十余年，其中部分條款要求存在不符合液壓支架現狀的問題。例如標準條款4.6.2要求“支架在最大高度時，頂梁擺動俯角應不小于15°。支架在最小高度升高300 mm時，頂梁擺動仰角應不小于10°”。但目前絕大部分液壓支架由于采煤高度過大導致無法滿足該條款要求。該條款的制定初衷是為了要求液壓支架要具有一定適應性能，防止支架升架或受載時會造成平衡千斤頂或其連接耳座被拉壞或壓壞。但隨著平衡千斤頂以及液壓支架高強度材質普遍的應用，此類問題也不再存在；除此之外，標準GB 25974.1—2010條款5.9.1要求“支架放置在內加載試驗臺內，試驗臺調整到支架試驗高度。頂梁偏載試驗時，支架高度為支架最低高度加300 mm”，這條要求對于普通支架都適用，但對于放頂煤過渡液壓支架卻無法滿足該條款要求，原因在于放頂煤過渡液壓支架在設計時為了“騰出”尾部空間給刮板輸送機機頭等設備，采用了反四連桿結構設計，導致放頂煤過渡支架在“最低高度加300 mm”處反四連桿結構與支架立柱出現干涉現象，從何導致60%～70%放頂煤過渡液壓支架頂梁偏載試驗檢驗不合格[4]。

端頭支架標準MT 552—1996中的4.2.5.5：“推移機構拉架力應大于3倍端頭支架重力。”的要求也不再適用于目前大工作阻力，高強度的端頭液壓支架。究其原因在于：目前端頭支架相比于過去，無論是噸位還是架型結構都在增大，推移機構的千斤頂要想實現3倍的端頭支架重力的拉架力，千斤頂缸徑不得不設計的更大，這樣會減少其他設備的擺放空間，與端頭支架的設計理念不符。并且目前所有液壓支架行業標準的“規范性引用文件”中所引用的標準仍是已被替代的MT 312—2000標準，尚未更新為GB 25974.1—2010。

標準技術要求落后于液壓支架的技術發展，會導致大部分符合實際生產需要的液壓支架型式檢驗不合格，從而導致無法通過煤礦安全標志認證，進而影響到煤礦的生產。因此液壓支架標準的技術要求、檢驗方法等內容亟待更新。

2.3 特殊支架標準缺失

我國煤礦安全規程明確要求“采煤工作面所有安全出口與巷道連接處超前壓力影響范圍內必須加強支護，且加強支護的巷道長度不得小于20 m”，這對巷道超前液壓支架提出了嚴格的要求，其重要性也不言而喻。而目前巷道超前支架仍無專用的認證行業標準，檢驗認證也一直基于GB 25974.1—2010執行。但巷道超前液壓支架頂梁和底座的面積狹長的結構特性，導致無法按照GB 25974.1—2010中檢驗要求安放墊塊，從而不能按照要求做完全部的耐久性能檢驗項目。并且GB 25974.1—2010中的主要要求也是針對中部液壓支架的，而巷道超前液壓支架結構組成和工作環境都與中部液壓支架不同，其結構特征和工況環境更偏向于端頭支架，應該增加強化可靠性試驗的要求。同樣情況還有采用反四連桿結構的放頂煤過渡液壓支架以及履帶行走液壓支架等特殊架型的液壓支架，都急需制定符合本身結構特點和工況的認證檢驗專屬標準。

除此之外，隨著煤礦智能化發展，近期出現的具有高可靠性、高支護質量、先進的加工工藝及先進的制造技術、高強度輕質量的智能化高端液壓支架，也缺少相應的技術規范與高端界限的定義。對于這些高端支架若再基于認證“門檻”標準體系進行考核，無法體現出該類產品的高技術、高品質的特點。

3 改進及建議

（1）廣泛調研液壓支架技術設備發展現狀。積極調研目前市場上液壓支架設計廠家、生產廠家及使用廠家生產制造應用情況并與相關操作人員、設備管理人員、設計人員進行交流。掌握目前我國液壓支架技術水平的真實水平以及發展動態。完善液壓支架標準邊界范圍，確保標準的普適性、科學性。

（2）加強標準技術參數安全要求研究。標準中的技術參數和要求直接涉及到標準的合理性、適用性。參數和要求的設定應當符合現有的裝備技術水平，并基于科學嚴謹的基礎性研究得到，杜絕片面照搬、照抄、不符合實際應用等現象。液壓支架標準制修訂應考慮煤礦井下工況環境，以煤礦安全生產及礦工生命健康安全為首要條件，確保標準的要求與技術參數安全合理。

（3）完善液壓支架認證標準體系，推進高端、智能化領域液壓支架標準建設。對現有的液壓支架標準體系進行梳理分析，在吸收借鑒國外世界各主要產煤國家和國際組織相關標準的基礎上，根據液壓支架的不同特點，完善特殊液壓支架，如巷道超前液壓支架、放頂煤過渡液壓支架等相關標準。提前構建煤礦新興領域液壓支架相關標準，如高端、智能、履帶行走液壓支架等相關標準制定的頂層設計，以促進液壓支架技術水平的進步和煤礦高產高效智能化開采技術的發展，使我國液壓支架在國際貿易、市場競爭中贏得先機。

（4）加強標準宣貫，構建標準閉環管理模式。相關部門應加強對液壓支架標準宣貫和推廣工作，應廣泛收集標準應用過程中相關問題，并基于實際調研、專家論證、國外相關標準借鑒等方式及時完善或修訂標準存在的問題，形成標準制修訂、宣貫應用、意見反饋和修訂完善的閉環管理體系。

4 結 語

液壓支架作為納入安全標志的產品之一，認證檢驗所依據的標準是實施煤礦安全標志管理的重要準繩。標準的不適用、滯后及缺失直接影響到液壓支架型式檢驗的結果，從而間接影響到液壓支架煤礦井下的安全應用。隨著液壓支架裝備技術的飛快發展，對標準的修訂和更新提出了新的要求。目前我國液壓支架認證檢驗依據的標準體系存在一定的局限性及滯后性，本文通過對我國標準現狀的梳理研究，并對目前我國液壓支架認證標準體系中存在的標準局限性、標準技術指標滯后及標準體系不健全3個突出問題，給出了針對性建議，以期為我國液壓支架認證檢驗標準體系的完善及液壓支架煤礦安全標志認證的改進提供支撐。

參考文獻

[1]朱德忠，顧毓沁.工作面支護與液壓支架技術理論體系[J].激光與紅外，1996（2）：134-135.

[2]王國法.液壓支架技術體系研究與實踐[ J ] . 煤炭學報，2010，35（11）：1903-1908.

[3]王曉東.液壓支架檢測技術及設備現狀與發展方向[J].煤礦開采，2016，21（6）：1-5.

[4]康迎春，馬強.液壓支架實驗室測試質量狀況及故障分析[J].煤礦機電，2022，43（3）：72-76.

作者簡介

陳翀，碩士研究生，助理工程師，研究方向為礦山支護設備安全準入。

（責任編輯：袁文靜）