浅析液压支架的发展趋势

陈　真　杨永福（卡特彼勒（郑州）有限公司，河南　郑州　450103）

浅析液压支架的发展趋势

陈真杨永福
（卡特彼勒（郑州）有限公司，河南郑州450103）

液压支架作为综合机械化采煤作业中非常重要的一项设备，在采煤作业中具有非常重要的作用。近年来在科学技术的快速发展下，我国液压支架取得了较快的发展，许多方面已达到国际领先水平，有效的推动矿产行业的快速发展。本文从液压支架的发展入手，分析了国内液压支架与国外技术的差距，并进一步对液压支架的发展前景进行了具体的阐述。

液压支架；发展；前景

1　液压支架发展

液压支架其动力主要采用高压液体，主要由油缸、阀件及金属构件所组成，属于支撑和控制顶板的采煤工作面设备。不仅具有较高的强度和可靠性，而且支护性能较好，能够快速进行移动。目前液压支架已成为采煤工作面的核心设备，近年来，对液压支架的研发力度也在不断增强，其所带来的经济效益越来越明显。在液压支架不断发展过程中，以液压支架作为主体的支护技术已越来越成熟，所研制出来的液压支架种类也越来越多样化，有效的满足了各类煤层开采支护的需要。

我国自20世纪60年代液压支架的研发就已开始，在70年代时通过从国外引入一部分液压支架，在对其进行使用过程中不断的摸索及总结经验，从而制造出了与我国基本情况相适应的各种类型的液压支架。在80年代时，我国液压支架的研发进入了快速发展时期，各种新型的液压支架不断面世，并在各大中型煤矿中得以广泛的应用，取得了非常好的经济效益。在90年代时开始，我国加大了对物种液压支架的研制，端头支架、填充支架、强力支持及放顶煤支架等不断的研制出来，液压支架的发展取得了突破性的进展。随着计算机技术和自动化技术的快速发展，我国液压支架开始向数字化控制、程序控制、自动化控制等方向发展。

2　国内液压支架与国外技术的差距

2.1控制系统方面。相较为国外一些发达国家，在液压支架控制系统的研发方面我国一直处于较为落后的状态，这不仅对移设速度提高带来了较大的影响，而且也不利于综采经济效益的实现。液压支架控制系统是提高综采经济效益和社会效益的重要手段，而且国外已从最初的手动直控操作系统、先导控制系统发展到现在的电液控制系统，而且全工作面电液压控制系统及可编程电液控制系统在一些发达国家已都开始投入使用，相较于控制系统来讲，我国在液压支架系统上部分还停留在手动控制系统，在电液控制系统的应用上与发达国家也存在着较大的差距。

2.2液压元件方面。相较为液压支架的发展来看，液压元件的研发具有滞后性。液压元件的可靠性直接决定了液压支架工作的可靠性，而液压支架中的液压元件的技术性能也是液压支架工作效率和经济效益的重要保障。目前国外的液压支架多以液控单向阀、大流量安全阀、初撑力保持阀及产柱快速回液阀为主，同时在液压元件的尺寸、材料、结构和热处理和表面处理等各个方面的研发也不断加强，液压元件具有较高的灵敏度、较强的进排液能力、较好的密封性及抗冲击载荷能力，能够满足各种不同液压支架的工作性能要求。对比于国外液压元件的发展，我国液压元件的研发具有落后性，目前许多产品还沿用20世纪80年代的产品，没有形成系统化、通用化和标准化。

2.3加工制造方面。目前我国国产的液压支架其技术水平与国外先进国家相比还存在较多的差距，无论是从结构材料的屈服极限还是阀类材料、加工工艺等方面与发达国家相比都存在较大的差距。

3　液压支架发展前景

3.1高科技在液压支架上的应用。近年来，科学技术取得了较快的发展，而且在各行各业中都得以广泛的应用，特别是各项先进技术的综合应用，对各行各业的发展起到了极其重要的推动作用。液压支架作为综采工作面的重要设备之一，其主要以输出的力和速度为目的，液压支架的构成属于闭环系统，在液压支架中涉及各种先进的技术，目前故障诊断技术已被引入到液压支架中来，这有效的确保了液压支架使用过程中的安全性，有效的延长了液压支架的使用寿命，对液压支架工作效率的提高起到了十分重要的作用。

3.2液压支架设计理念的更新。液压支架的快速发展是一场革命性的工作。由于液压支架的工作条件比较恶劣，液压支架所处的人、机环境的相互关系问题显得更加重要。液压支架绿色设计是将工艺方法、产品结构、材料选择、外观造型和色彩搭配按照一定规律，液压支架采取艺术的方法加以巧妙融合，液压支架设计充分体现人机环境系统的和谐统一。这种液压支架绿色设计，它不仅考虑资源和环境，也要满足液压支架的经济发展需要，是人类可持续发展战略在液压支架设计中的体现。如：液压支架在设计过程中采用多目标模糊化设计，液压支架要求移架速度快、支撑力大、用料少、重量轻等，液压支架每个目标确定一个函数，即液压支架得多个设计目标函数，然后液压支架组合优化，确定液压支架设计的最佳方案，促进液压支架的快速发展。

3.3架型发展。随着高产高效矿井建设的不断发展和完善，从而使得煤矿生产对长壁综采设备生产能力和可靠性就提出来更高的要求和目标，支架将会朝着大工作阻力、高可靠性方向高速发展。一次采全高普通支架继续向着两柱掩护式发展，并将进一步扩大适用范围，促进液压支架的快速发展。

3.4材料的升级换代。目前液压支架开始向大工作阻力及高可靠性的方向发展，这就对支架质量提出了较高的要求。所以在支架材料上选择上宜采用高强度钢材，同时还要解决加工和焊接问题，通过对焊接工艺进行优化，从而有效的提高焊接接头的综合机械性能和承载能力，以便于能够更好的满足高可靠性支架设计的需要，确保支架在使用过程中的安全性。

结语

目前在矿业企业中，液压支架已成为采煤工作面的核心设备，随着当前液压支架研发力度的不断加强，我国液压支架的种类不断增多，而且特种液压支架已开始研发出来并开始在各类煤层开采中进行应用，并取得了非常好的经济效益和社会效益，对推动煤矿行业的快速发展起到了极其重要的作用。在液压支架的应用过程中，液压支架技术不断的成熟和完善，这对于促进液压支架的快速发展奠定了良好的基础。

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