煤矿液压支架的现状与发展思路

马彪

（宁煤集团矿山机械制造维修分公司 750001）

早在2007年底时，宁夏神华宁煤集团的原煤生产能力已经超过3300万t，其主要以生产动力煤、焦煤、以及无烟煤为主。而仅仅由这一企业的煤矿开采程度，便可窥见出我国煤矿行业的冰山一角：煤炭资源作为一种二次再生能源，在促进国民经济发展上发挥了积极作用。最近几年来，政府注重煤炭资源的节约与清洁，坚持走可持续的发展道路，对此各大煤矿企业更应当注重煤矿资源的开采质量，利用液压支架生产技术实现企业的现代化发展、优化企业的煤矿生产结构。

1 煤矿液压支架的现状分析

1.1 综采比例过低

众所周知，我国是世界闻名的产煤大国，然而现实情况却是煤矿的综采比例不够理想。与西方发达国家相较而言，我国煤矿的综采比例仍存在着较大的差距，而正是因为过低的综采比例，导致每年间矿井发生的重大意外事故数量过于庞大。这不但严重影响到煤矿企业的生存与发展，并且亦严重威胁到了采矿人员的人身安全与财产安全。因此，提升我国煤矿企业的综采比例刻不容缓。

1.2 制造水平过低

在开采煤矿资源时，液压支架生产技术是最为关键的工具之一[1]。在使用寿命、支架原材料、制造工艺、以及研发技术上，我国的煤矿液压支架的制造水平与日本等国家存在着较大差距。虽然最近五年来，煤矿液压支架的制造商已经开始使用高强度钢板材料，而此种钢板材料的制作技术与生产质量也得到了提升，然而从根本上来说，液压支架制造技术的核心竞争力却未得到大幅度的提高，这导致我国的煤矿液压支架制造水平无法获得世界各国的高度认同。由此可见，液压支架制造工艺与支架本身的质量问题，都对煤矿资源的质量造成了影响。因此，提升液压支架制造工艺水平是极为关键的，这是提高煤矿资源质量的基本条件。

1.3 控制系统有待改进

在煤矿公司发展的过程中，液压支架的制造工艺极其重要，而若是不能完全、有效地控制液压支架，则将会影响到煤矿资源的开采进程。然而，国家的液压支架控制系统的研发水平相对较低、研发技术也相对落后，这对液压支架的控制工作、企业的煤矿效益等方面都造成了消极影响。目前，诸如美国、俄罗斯、德国等发达国家的采煤液压系统都较为先进、科学，但我国只是最近十年来才开始研发并普及电液压控制系统。我国研发出的液压支架普遍是采用单向邻架控制系统，此系统的操作技术较为简单，制造成本也相对较低，并且可贵的是可以安全适应矿井的开采条件。然而，单向邻架控制系统有着安全性能较差、通风条件不高、移驾速率过于缓慢、以及开采人员的安全得不到有效保障等缺陷[2]，这便影响到了工作人员的人身安全与开采工作。此外，我国煤矿开采工作正朝着机械化与现代化的方向发展，因此若是液压支架的控制系统得不到改善，则将会制约到各大煤矿企业的可持续发展。

2 煤矿液压支架的发展思路

2.1 完善液压支架的设计理念

实际上，我国煤矿企业的发展情况，是关乎到液压支架制造技术的设计理念与创新程度。因此，在此过程中，煤矿企业应当不断地吸收与汲取国内外先进的制造技术与制造经验，改变以往传统的制造工艺设计理念，继而创造出符合我国煤矿市场的液压支架设计技术。因此，设计人员应当将液压支架技术的稳定性与安全性列为设计目标，从此角度出发才能设计出最优秀的煤矿液压支架，从而提高煤矿开采工作效率。其次，在科学技术飞速发展的现代社会，设计人员更应当懂得利用现代技术的设计优势，如利用CAD等动态三维设计工具，设计出液压支架的核心系统，从细节上实现支架可靠、实用的目标，并且不断地更新自身的设计理念，对液压支架的一围岩相互作用力进行有效分析，以及对相关的计算机软件系统展开科学的分析。之后，设计人员还应当对液压支架的控制系统进行改进与设计，增强对煤矿液压支架细节部分的设计力度，对支架的稳定性能进行固定与巩固。最后，设计人员亦需采用相同的制造材料对设计出的液压支架进行模拟试验，深度剖析液压支架的适应性与可靠性，从而获取到最为准确、最为科学的支架结构与支护参数等数据，令液压支架的设计理念更为科学、合理。

2.2 建立液压支架的标准体系

如何建立并完善好一个煤矿爷爷支架的标准体系，是摆在各大煤矿企业生存与发展面前的重大难题。现阶段，随着我国煤矿液压支架制造水平的不断提升、社会经济体制一体化趋势的增强，以及我国综合实力的进步，煤矿企业更应当对支架的标准体系进行维护与完善，但同时企业亦要明白只有完全满足国家标准的体系，才能真正适应企业自身的发展需求，亦才能为国家的经济发展提供有力保障。对此，企业在制定液压支架标准体系的过程中，必须结合政府标准体系的要求、国外先进科学的标准体系，以这些体系为参考依据，如此才能制定出最符合企业发展的煤矿液压支架标准体系。例如，我国政府相关部门起草的《煤矿用液压支架安全性要求》，已经将我国煤矿液压支架的标准体系与国际先进标准进行接轨，而这势必也会对今后煤矿液压支架的标准体系造成积极的影响。

2.3 升级液压支架的制造材料

因为煤矿液压支架的工作强度在逐渐提高、应用到的工作领域也在逐渐扩大，所以必须严格要求不断提高支架的可靠性能、升级液压支架的制造材料。也正因此原因，为直接的运输工作与安装工作带来了更多的困难。所以，在保证支架强度不降低的前提下，如何减轻支架的体积，则成为了设计人员在设计支架结构时急需解决的痛点问题。而经调查结果显示，使用高强度钢材则是最佳方式。目前，世界各国在制造液压支架的结构时，普遍采用的是700～1000MPa的高强度钢板材料[2]，而随着科学技术的不断发展，支架结构材料的升级换代也得到了进一步的改善，这些材料不仅被广泛运用到煤矿液压支架的结构设计过程中，而且还有效解决了其他钢板材料在生产与加工上的问题。而在后期的支架制造工艺发展过程中，设计人员还应当对高强度钢板材料焊接性能进行试验性研究工作，如此才能不断地优化与升级支架结构的焊接工艺，使得煤矿液压支架的焊接接头的承载性能、以及支架的综合机械性能皆能得到提升，最终实现液压支架设计的可靠性与稳定性要求。

3 结束语

综上所述，我国的液压支架制造技术已经历经几十年的发展与完善，即便在制造工艺、设计理念、材料使用等方面上积累了众多实践经验，并且相应的液压支架型号也日趋成熟，但是与美国等发达国家相比，支架的控制系统与控制结构上还存在较大差距。因此，在今后的液压支架技术的发展过程中，煤矿企业还应当在结合我国煤炭市场经济水平、与矿井生产条件的基础上，加大对液压支架新型号与品种的研发力度，此外还可以从完善液压支架的设计理念、建立液压支架的标准体系、以及升级液压支架的制造材料等方面着手，促进煤矿开采质量的提升。