馬彪

（寧煤集團(tuán)礦山機(jī)械制造維修分公司 750001）

早在2007年底時，寧夏神華寧煤集團(tuán)的原煤生產(chǎn)能力已經(jīng)超過3300萬t，其主要以生產(chǎn)動力煤、焦煤、以及無煙煤為主。而僅僅由這一企業(yè)的煤礦開采程度，便可窺見出我國煤礦行業(yè)的冰山一角：煤炭資源作為一種二次再生能源，在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展上發(fā)揮了積極作用。最近幾年來，政府注重煤炭資源的節(jié)約與清潔，堅持走可持續(xù)的發(fā)展道路，對此各大煤礦企業(yè)更應(yīng)當(dāng)注重煤礦資源的開采質(zhì)量，利用液壓支架生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展、優(yōu)化企業(yè)的煤礦生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

1 煤礦液壓支架的現(xiàn)狀分析

1.1 綜采比例過低

眾所周知，我國是世界聞名的產(chǎn)煤大國，然而現(xiàn)實情況卻是煤礦的綜采比例不夠理想。與西方發(fā)達(dá)國家相較而言，我國煤礦的綜采比例仍存在著較大的差距，而正是因為過低的綜采比例，導(dǎo)致每年間礦井發(fā)生的重大意外事故數(shù)量過于龐大。這不但嚴(yán)重影響到煤礦企業(yè)的生存與發(fā)展，并且亦嚴(yán)重威脅到了采礦人員的人身安全與財產(chǎn)安全。因此，提升我國煤礦企業(yè)的綜采比例刻不容緩。

1.2 制造水平過低

在開采煤礦資源時，液壓支架生產(chǎn)技術(shù)是最為關(guān)鍵的工具之一[1]。在使用壽命、支架原材料、制造工藝、以及研發(fā)技術(shù)上，我國的煤礦液壓支架的制造水平與日本等國家存在著較大差距。雖然最近五年來，煤礦液壓支架的制造商已經(jīng)開始使用高強(qiáng)度鋼板材料，而此種鋼板材料的制作技術(shù)與生產(chǎn)質(zhì)量也得到了提升，然而從根本上來說，液壓支架制造技術(shù)的核心競爭力卻未得到大幅度的提高，這導(dǎo)致我國的煤礦液壓支架制造水平無法獲得世界各國的高度認(rèn)同。由此可見，液壓支架制造工藝與支架本身的質(zhì)量問題，都對煤礦資源的質(zhì)量造成了影響。因此，提升液壓支架制造工藝水平是極為關(guān)鍵的，這是提高煤礦資源質(zhì)量的基本條件。

1.3 控制系統(tǒng)有待改進(jìn)

在煤礦公司發(fā)展的過程中，液壓支架的制造工藝極其重要，而若是不能完全、有效地控制液壓支架，則將會影響到煤礦資源的開采進(jìn)程。然而，國家的液壓支架控制系統(tǒng)的研發(fā)水平相對較低、研發(fā)技術(shù)也相對落后，這對液壓支架的控制工作、企業(yè)的煤礦效益等方面都造成了消極影響。目前，諸如美國、俄羅斯、德國等發(fā)達(dá)國家的采煤液壓系統(tǒng)都較為先進(jìn)、科學(xué)，但我國只是最近十年來才開始研發(fā)并普及電液壓控制系統(tǒng)。我國研發(fā)出的液壓支架普遍是采用單向鄰架控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)的操作技術(shù)較為簡單，制造成本也相對較低，并且可貴的是可以安全適應(yīng)礦井的開采條件。然而，單向鄰架控制系統(tǒng)有著安全性能較差、通風(fēng)條件不高、移駕速率過于緩慢、以及開采人員的安全得不到有效保障等缺陷[2]，這便影響到了工作人員的人身安全與開采工作。此外，我國煤礦開采工作正朝著機(jī)械化與現(xiàn)代化的方向發(fā)展，因此若是液壓支架的控制系統(tǒng)得不到改善，則將會制約到各大煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 煤礦液壓支架的發(fā)展思路

2.1 完善液壓支架的設(shè)計理念

實際上，我國煤礦企業(yè)的發(fā)展情況，是關(guān)乎到液壓支架制造技術(shù)的設(shè)計理念與創(chuàng)新程度。因此，在此過程中，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷地吸收與汲取國內(nèi)外先進(jìn)的制造技術(shù)與制造經(jīng)驗，改變以往傳統(tǒng)的制造工藝設(shè)計理念，繼而創(chuàng)造出符合我國煤礦市場的液壓支架設(shè)計技術(shù)。因此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)將液壓支架技術(shù)的穩(wěn)定性與安全性列為設(shè)計目標(biāo)，從此角度出發(fā)才能設(shè)計出最優(yōu)秀的煤礦液壓支架，從而提高煤礦開采工作效率。其次，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會，設(shè)計人員更應(yīng)當(dāng)懂得利用現(xiàn)代技術(shù)的設(shè)計優(yōu)勢，如利用CAD等動態(tài)三維設(shè)計工具，設(shè)計出液壓支架的核心系統(tǒng)，從細(xì)節(jié)上實現(xiàn)支架可靠、實用的目標(biāo)，并且不斷地更新自身的設(shè)計理念，對液壓支架的一圍巖相互作用力進(jìn)行有效分析，以及對相關(guān)的計算機(jī)軟件系統(tǒng)展開科學(xué)的分析。之后，設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)對液壓支架的控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)與設(shè)計，增強(qiáng)對煤礦液壓支架細(xì)節(jié)部分的設(shè)計力度，對支架的穩(wěn)定性能進(jìn)行固定與鞏固。最后，設(shè)計人員亦需采用相同的制造材料對設(shè)計出的液壓支架進(jìn)行模擬試驗，深度剖析液壓支架的適應(yīng)性與可靠性，從而獲取到最為準(zhǔn)確、最為科學(xué)的支架結(jié)構(gòu)與支護(hù)參數(shù)等數(shù)據(jù)，令液壓支架的設(shè)計理念更為科學(xué)、合理。

2.2 建立液壓支架的標(biāo)準(zhǔn)體系

如何建立并完善好一個煤礦爺爺支架的標(biāo)準(zhǔn)體系，是擺在各大煤礦企業(yè)生存與發(fā)展面前的重大難題?，F(xiàn)階段，隨著我國煤礦液壓支架制造水平的不斷提升、社會經(jīng)濟(jì)體制一體化趨勢的增強(qiáng)，以及我國綜合實力的進(jìn)步，煤礦企業(yè)更應(yīng)當(dāng)對支架的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行維護(hù)與完善，但同時企業(yè)亦要明白只有完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的體系，才能真正適應(yīng)企業(yè)自身的發(fā)展需求，亦才能為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力保障。對此，企業(yè)在制定液壓支架標(biāo)準(zhǔn)體系的過程中，必須結(jié)合政府標(biāo)準(zhǔn)體系的要求、國外先進(jìn)科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系，以這些體系為參考依據(jù)，如此才能制定出最符合企業(yè)發(fā)展的煤礦液壓支架標(biāo)準(zhǔn)體系。例如，我國政府相關(guān)部門起草的《煤礦用液壓支架安全性要求》，已經(jīng)將我國煤礦液壓支架的標(biāo)準(zhǔn)體系與國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接軌，而這勢必也會對今后煤礦液壓支架的標(biāo)準(zhǔn)體系造成積極的影響。

2.3 升級液壓支架的制造材料

因為煤礦液壓支架的工作強(qiáng)度在逐漸提高、應(yīng)用到的工作領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大，所以必須嚴(yán)格要求不斷提高支架的可靠性能、升級液壓支架的制造材料。也正因此原因，為直接的運(yùn)輸工作與安裝工作帶來了更多的困難。所以，在保證支架強(qiáng)度不降低的前提下，如何減輕支架的體積，則成為了設(shè)計人員在設(shè)計支架結(jié)構(gòu)時急需解決的痛點(diǎn)問題。而經(jīng)調(diào)查結(jié)果顯示，使用高強(qiáng)度鋼材則是最佳方式。目前，世界各國在制造液壓支架的結(jié)構(gòu)時，普遍采用的是700～1000MPa的高強(qiáng)度鋼板材料[2]，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，支架結(jié)構(gòu)材料的升級換代也得到了進(jìn)一步的改善，這些材料不僅被廣泛運(yùn)用到煤礦液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，而且還有效解決了其他鋼板材料在生產(chǎn)與加工上的問題。而在后期的支架制造工藝發(fā)展過程中，設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)對高強(qiáng)度鋼板材料焊接性能進(jìn)行試驗性研究工作，如此才能不斷地優(yōu)化與升級支架結(jié)構(gòu)的焊接工藝，使得煤礦液壓支架的焊接接頭的承載性能、以及支架的綜合機(jī)械性能皆能得到提升，最終實現(xiàn)液壓支架設(shè)計的可靠性與穩(wěn)定性要求。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國的液壓支架制造技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展與完善，即便在制造工藝、設(shè)計理念、材料使用等方面上積累了眾多實踐經(jīng)驗，并且相應(yīng)的液壓支架型號也日趨成熟，但是與美國等發(fā)達(dá)國家相比，支架的控制系統(tǒng)與控制結(jié)構(gòu)上還存在較大差距。因此，在今后的液壓支架技術(shù)的發(fā)展過程中，煤礦企業(yè)還應(yīng)當(dāng)在結(jié)合我國煤炭市場經(jīng)濟(jì)水平、與礦井生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，加大對液壓支架新型號與品種的研發(fā)力度，此外還可以從完善液壓支架的設(shè)計理念、建立液壓支架的標(biāo)準(zhǔn)體系、以及升級液壓支架的制造材料等方面著手，促進(jìn)煤礦開采質(zhì)量的提升。