液压支架的现状和发展趋势

液压支架的现状和发展趋势

摘要：液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。采面矿压以外载的形式作用在液压支架上。在液压支架和采面围岩相互作用的力学系统中，若液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力正好同一直线，则该液压支架对此采面围岩十分适应。液压支架为煤矿生产的高效、安全和煤矿工人劳动环境的改变提供了条件。目前，以液压支架为主的综合采设备已逐步向程控、遥控和自动化方向发展【1】。

关键词：液压支架采煤机现状发展趋势

正文：液压支架是煤矿综合机械化开采的重要装备,在井下采煤工作面主要起支护作用,液压支架为采煤工作面的设备和采煤工人撑起一片”天空”.使得我们采煤工作面的采煤机和运输机能够顺畅的工作,以及使我们的采煤工人放心的操作各种设备.同时液压支架还担负着连接运输机实现采煤工作面的整体向前推进的重任。

煤炭是我国的主要能源，在国民经济建设中，具有重要的战略地位。在未来新能源大规模利用之前，煤炭是支持我国能源供应的国内重要品种。据国际能源署预测，从2000到2020 年，一次商品能源需求年增长2.97％，2020年我国煤炭需求量将超过25亿t，煤炭工业将有一个很大的发展。【2】根据我国社会经济的发展要求，以建设“资源节约型，环境友好型”的社会为宗旨，煤炭工业面临着历史性的挑战与机遇，实现高效、安全、洁净、结构优化，已成为新时期我国煤炭工业发展的方向。煤矿井下支护问题始终是困扰煤炭高产高效、安全生产的重要问题。因此，以液压支架为主要设备的综合机械化开采的诞生和发展是煤矿生产发展史的一次重大革命，不仅从根本上改善劳动和安全条件，也为采煤产量和效率的迅速提高奠定了基础，使煤炭生产面貌彻底改观。【3】煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源。采煤是获取煤炭资源的途径，

要求采煤过程安全化、便捷化。液压支架的出现有效解决了安全问题，而且有助于采煤过程实现机械化，降低员工劳动强度，提高劳动生产率。

大幅度增加煤炭产量、提高经济效益必要采用综合机械化采煤的方法。为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面。液压支架是矿井综采设备中最重要的设备之一。液压支架的工作原理是利用液压原理支撑工作面顶板，并隔离采空区，从而防止矸石进入采煤工作面影响工人和机器工作。它与采煤机配套使用，实现综合采煤机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。不同工作面条件需要不同型号的液压支架，所以液压支架的研究和设计具有重要意义。

我国液压支架在设计、制造和使用方面已积累近20年的实践经验，总的看来偏重于架型结构的研究工作，并投入较大的科研力量，但对于液压系统及液压元件的开发工作尚处在比较薄弱的状态。为了使我国液压支架能眵打入国际市场，就必须在液压系统和液压元件方面重视开发工作，尤其是元件的更新换代，提高使用寿命和可靠性，改进管路布置减少压力损失和提高移架速度等各方面加以重视才能达到国际先进技术水平，以争取在国际市场竞争中占有一席之地。

液压支架是综采工作面支护设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备【4】。目前，在国内大、中型矿井中，条件合适的煤层均采用液压支架进行综合机械化开采。【5】世界主要采煤国家一直围绕减面提产、减人提效、降低成本，为实现矿井集中生产而努力。他们积极开发和应用新技术，致力于高性能、高可靠性的新一代重型液压支架的研制。

液压支架技术水平同时也是衡量一个国家煤机装备水平高低的重要指标。随着我国煤炭工业的迅速发展，带动了煤机装备制造业蓬勃发展，其中液压支架的产量也在逐年增长，质量不断提高，可适用于各种复杂开采条件。【6】

液压支架的种类很多，但其基本功能是相同的。液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系—“般分为三大类，即支撑式、掩护式（图1）和支撑掩护式（图2）综合各种类型液压支架的结构它的组成可归结为承载结构件、动力油缸、控制操纵元件、辅助装置和工作液体五部分。

图1 掩护式液压支架结构图2 支撑掩护式液压支架结构

薄煤层采高为0.5—1.3m，要求薄煤层液压支架具备如下结构特点：伸缩比大、梁体薄、结构交叉布置、简化结构、控制自动化。【7】1.0 m 以上煤层采用滚筒式采煤机配套。基于滚筒式采煤机的薄煤层开采成套装备对煤层赋存条件的适应性较好，可以适应各种不稳定复杂条件下的薄煤层及薄与中厚变化煤层的开采，也能适应 45°大倾角薄煤层的开采。因此，1 m 以上薄煤层大多采用滚筒式采煤机组开采。近年来，国内又开发多种配套滚筒式采煤机的薄煤层液压支架。【8】大采高液压支架与围岩及煤层条件的适应性、稳定性和可靠性等因素决定大采高成败，是保证矿井安全高效开采的关键。大采高液压支架受力复杂,对设计制造和使用要求高，是衡量国家液压支架技术发展水平的标志。【9】近几年，为了进一步提高回采率，国内大采高液压支架的研发与应用不断突破。【10】

随着高产高效矿井建设的理念日益高涨，煤矿高产高效综采技术进一步发展，特别是近10年来，煤矿装备与开采技术水平达到国际先进水平。尤其是薄煤层液压支架、大采高液压支架和放顶煤液压支架更是不断创新，为中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得成功奠定了基础。【11】国内高端液压支架在技术水平上基本达到国际水平，但还存在一定的差距，主要表现在以下几个方面：1、高端液压支架电液控制系统。掌握液压支架电液控制系统的全面技术, 是高端支架国产化制造今后一段时间重要课题, 亦是目前国内骨干煤机制造企业竞争的热点。2、高端液压支架的管路系统和工作面供液系。对国产高压胶管进一步提升产品质量稳定性是国产高端液压支架采用的前提。3、高端液压支架采用的阀类。高端支架用阀主要有: 立柱安全阀、单向阀; 平衡缸用安全阀、双向锁; 推移千斤顶用安全阀、单向锁; 系统用球形截止阀、回油断路阀; 反冲洗过滤器, 喷雾阀等。以上所有阀类目前国产均有同规格产品, 阀体、阀芯也都采用不锈钢材质, 与国外产品主要差距是密封性能、寿命、耐蚀性能等质量不稳定。4、高压过滤站。