关于煤矿液压支架设计的研究

工程科技与产业发展科技经济导刊 2016.22期
关于煤矿液压支架设计的研究
贾伟民
（卡特彼勒(郑州)有限公司 河南 郑州 450000）
液压支架在煤矿长壁开采中普遍会使用，而且在工作中整体设备管投资中占较大比例，液压支架直接关系到煤矿工作面生产的效率和安全，其技术水平的高低直接代表着我国煤机装备水平。

液压支架属于长壁综合机械设备，通过对液压支架技术进行创新，有利于提高长壁综合机械化开采水平，对长壁综合机械货柜开采技术的发展具有非常重要的推动作用。

1液压支架的组成及其工作原理
液压支架主要由顶梁、支架、底座、推移装置、连接部件、阀门及各种附属装置等共同组成，大致包括承载结构件、控制操纵元件、动力油缸、工作液体及辅助装置等五部分。

液压支架种较较多，但在其应用方面并没有太大差异。

其运行过程中液压支架和顶板之间以初撑增阻、承载增阻和恒阻等力学原理使液压支加具有较好的承载能力。

在具体运行过程中，需要由乳化液泵站提供高压液体，其作为液压支架的动力源，并通过液压系统来控制液压缸而完成液压支架的移架、升降架及输送机的转移等一些常规性动作。

在工作面变化情况下，支架能够随之进行不断前移和调整。

在对液压支架进行划分时，针对其围岩作用可以分为掩护式支架、支撑式支架和支撑掩护式支架三种类型。

针对支架部件的作用，可以对其进行如下划分： （1）承载结构部件。

能够承受和传递顶板及垮落的岩石所产生的载荷；
（2）液压部件。

能够为支架执行动作提供液压动力；
（3）部分保障部件。

这部分部件主要是控制和操作各种液压油缸的动作，保障支架工作中各种特性的施展；
（4）还有部分构件，如推移、伸缩梁及护帮等，这部分构件能够有效的实现支架的部分动作及功能。

2 液压支架设计中存在的不足
近年来，为了满足煤矿开采任务的需要，我国在液压支架设计方面进行大量的创新性设计，并且在设计工艺上取得了较快的发展，各种型号的液压支架都能够独立设计，并且具有较强的适应性。

但由于种种原因还存在一定的不足，下面对此进行简要分析。

（1）在当前液压支架设计过程中，在模拟压架三维有限元分析和平面受力分析方面还存在许多不如意的地方。

（2）当前我国液压支架设计中，不仅钢板曲强度较小，而且钢板综合机械性能与国外先进水平也存在一定的差距，这使其无法满足当前液压支架构件的制造工艺要求。

（3）当前我国还没有研制出高强度的焊丝，这就使我国焊缝成型技术水平停滞不前，从而导致液压支架焊接工艺水平无法满足当前设计需要。

（4）当前我国采用聚氨酯密封的液压油缸，其聚氨酯组成配方可靠性较差，与国际上广泛使用的事聚氨酯O形圈密封效果还存在一定的差距。

（5）当前我国液压支架中的电液阀在制造方面还较为落后，无法有效的保证阀门的加工和使用寿命，这也制约了我国液压支架的发展。

3 液压支架的设计要点
在对液压支架设计过程中，对于组成液压支架的各基本部分在设计时要遵守强度高、支护性强、移架便捷及安全性好的原则，这样才能有效的发挥液压支架在长壁采集工作面中对现场顶板的支护作用，有效的实现对作业空间的维护，完成推移工作面的工作。

在液压支架四连杆机构应用方面通常会选择双摇杆技术，主要是以机架作为底座，以掩护梁作为连架杆，通过控制顶梁的双纽线轨迹，从而实现对梁上君端距离的变化量进行约束，进一步强化对顶板的性能。

在煤矿开采过程中，由于所处环境和条件不同，所使用的液压支架也会存在差异，这也使液压支架四连杆机构也会存在根本上的不同，这就需要在设计时在给予充分的重视。

当液压支架在薄煤层开采工作中进行应用时，液压支加在前连杆与底座铰接点位置上会与其他煤层所使用的液压支架存在较大的区别，在设计时要对四连杆机构的最小高度重点考虑，通常需要降低前连杆与底座铰接点，增加前连杆长度，并缩小掩护梁的背角。

在现代快节奏高效率的煤矿开采作业中，液压支架发挥了重要的作用，因为随着开采进度的推进，液压支架能够进行随之而移动，充分的保证了煤矿开采作业在空间方面的安全性，有效的促进了工作效率的提升。

为了进一步保证液压支架工作的有效性和高效性，在设计工作中，应该严格控制材料的质量，切实保证液压支架的设计质量。

由于液压支架需要从事高强度的运行，所以在设计过程中，应该做好密封方面的控制工作，对于焊接以及密封件的处理一定要到位。

由于各个煤矿的开采环境不同，所以对液压支架的要求不同，为了便于液压支架更好的发挥自身的优势，可以根据实际工作所需，进行个性化设计，能够更有效的提高工作效率，为提高煤矿的生产经济效率奠定良好的基础。

4结束语
由于液压支架在煤矿生产中发挥着非常重要的作用，因此液压支架的设计质量对长壁开采及煤矿企业的经济效益的实现息息相关。

由于传统设计中存在许多缺陷，因此需要引用国外先进技术，选择高质量的原材料，并严格按照工作现场的实际要求来进行针对性的设计，确保液压支架的性能，使其功效和使用寿命都能够得以增强，有效的提高煤矿企业的开采效率，为我国煤炭行业的健康、持续发展奠定良好的基础。

参考文献：
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[2]郭磊.试述液压支架合理选型设计[J].中国新技术新产品，2013（2）.
[3]刘娜.对液压支架设计的探讨[J].中国新技术新产品，2012（22）.
摘 要：在煤矿开采工作中，液压支架作为工作面的主要设备之一，其可靠性直接关系到工作面的生产
效率和安全，因此需要熟悉液压支架的工作原理，并掌握其设计要点，进一步推动液压支架的发展。

关键词：液压支架；工作原理；设计要点
中图分类号：K261.32文献标识码：C文章编号：2096-1995(2016)22-0050-01
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