王哲 寧真真 房興才

摘 要： 煤礦是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要產(chǎn)業(yè)，在可持續(xù)發(fā)展下，煤礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)難度進(jìn)一步提升。作為煤礦生產(chǎn)作業(yè)的重要設(shè)施設(shè)備，液壓支架結(jié)構(gòu)是否安全可靠，很大程度上關(guān)乎到作業(yè)效率和安全。不同煤礦的實(shí)際情況不同，需要契合煤礦個(gè)體情況來優(yōu)化液壓支架設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)合理性，創(chuàng)設(shè)安全的生產(chǎn)環(huán)境，提升煤礦生產(chǎn)效率和效益。本文就煤礦用液壓支架設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，針對其中的不足進(jìn)一步優(yōu)化，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提升液壓支架設(shè)計(jì)合理性。

關(guān)鍵詞： 液壓支架;設(shè)計(jì)分析;煤礦生產(chǎn);工作原理

【中圖分類號】TD355.4 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）07-0239-01

液壓支架是煤礦長臂開采的重要內(nèi)容，在設(shè)備投資中占比較高，很大程度上決定了生產(chǎn)效率和安全。面對當(dāng)前煤礦開采難度提升帶來的要求，需要積極推動(dòng)技術(shù)和裝置創(chuàng)新優(yōu)化，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化液壓支架，提升煤礦長臂綜采水平的同時(shí)，維護(hù)煤礦作業(yè)安全。故此，綜合分析研究煤礦生產(chǎn)中液壓支架設(shè)計(jì)，可以為后續(xù)生產(chǎn)提供參考，提升煤礦企業(yè)市場競爭優(yōu)勢。

1 液壓支架的構(gòu)成和工作原理

液壓支架中有支架、定量、推移裝置、底座、閥門、連接部件和其他附屬裝置等。由于液壓支架類型多樣，實(shí)際應(yīng)用中所起到的作用大同小異，運(yùn)行中液壓支架和頂板之間初撐增阻、恒阻和承載增阻等原理，促使液壓支架具備更強(qiáng)的承載力，維護(hù)作業(yè)全過程安全。液壓支架運(yùn)行中，高壓液體是液壓支架的主要?jiǎng)恿υ矗枰榛罕谜咎峁?，并基于液壓系統(tǒng)來控制液壓支架升降和移動(dòng)等常規(guī)動(dòng)作[1]。

從圍巖作用角度來分析液壓支架，主要可以劃分為支撐式支架、掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架幾種。液壓支架主要是用于承載結(jié)構(gòu)部件，傳遞承受的負(fù)荷;為支架動(dòng)作執(zhí)行提供壓壓動(dòng)力支持;控制和操作液壓油缸動(dòng)作，確保液壓支架工作特性正常發(fā)揮;實(shí)現(xiàn)支架部分動(dòng)作和功能。

2 液壓支架設(shè)計(jì)中的弊端

伴隨著現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，煤礦開采需求不斷增加，深層次作業(yè)難度進(jìn)一步提升，對于液壓支架設(shè)計(jì)的要求逐漸多元化。為了更好的滿足煤礦開采任務(wù)要求，應(yīng)滲透和引進(jìn)創(chuàng)新理念，積極推動(dòng)液壓支架創(chuàng)新設(shè)計(jì)，滿足多種情況的設(shè)計(jì)需要。但是，結(jié)合實(shí)際情況來來看，我國當(dāng)前煤礦用液壓支架設(shè)計(jì)還存在一定的弊端缺陷，很多企業(yè)為了降低成本，加快生產(chǎn)進(jìn)度，未能結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)分析，或是盲目的照搬其他企業(yè)的液壓支架設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)生產(chǎn)埋下一系列安全隱患[2]。具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）我國液壓支架設(shè)計(jì)中，鋼板強(qiáng)度小，相較于國外機(jī)械性能還存在很大的差距，難以更好的滿足構(gòu)件制造工藝需要。

（2）液壓支架設(shè)計(jì)中，模擬壓架三維有限元分析與平面受力分析，其中仍然暴露一系列問題。

（3）我國的研發(fā)水平不高，尚未研制出高強(qiáng)度的焊絲，加之焊縫成型技術(shù)水平滯后，無法滿足液壓支架設(shè)計(jì)要求。

（4）我國當(dāng)前選用的聚氨酯密封液壓油缸，可靠性較差，較之聚氨酯O形圈密封性能差異顯著。

（5）我國的液壓支架設(shè)計(jì)中，電液閥制造工藝較為滯后，閥門加工質(zhì)量難以保障，使用壽命不高，容易出現(xiàn)故障問題，在一定程度上阻礙了我國液壓支架發(fā)展[3]。

3 液壓支架設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在液壓支架設(shè)計(jì)中，為了提升設(shè)計(jì)合理性，在充分掌握液壓支架構(gòu)成基礎(chǔ)上，遵循支護(hù)性強(qiáng)、強(qiáng)度高和便捷移動(dòng)的原則，規(guī)范化在長壁開采中應(yīng)用，滿足現(xiàn)場頂板支護(hù)需要，推移工作面各項(xiàng)工作順利展開同時(shí)，保證作業(yè)空間安全可靠。

液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用中，主要是以雙搖桿技術(shù)為主，機(jī)架為底座，掩護(hù)梁是連架桿，基于頂梁雙紐線軌跡控制，有效控制梁端距離變化量，切實(shí)提升頂板的運(yùn)行性能[4]。煤礦開采作業(yè)期間，不同區(qū)域地質(zhì)條件和環(huán)境條件不同，液壓支架的使用同樣存在明顯差異，需要選擇不同的液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)，應(yīng)契合實(shí)際情況選擇，保持高度重視。薄煤層開采中液壓支架的應(yīng)用，前連桿與底座鉸接點(diǎn)使用液壓支架，較之其他煤層的液壓支架使用有著一定差異，設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考量四連桿機(jī)構(gòu)最小高度，適當(dāng)?shù)慕档颓斑B桿和底座鉸接點(diǎn)，連桿長度增加，保證液壓支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

為了迎合時(shí)代發(fā)展需要，提升煤礦開采效率，應(yīng)充分發(fā)揮液壓支架作用。伴隨開采活動(dòng)的逐步展開，根據(jù)實(shí)際需要移動(dòng)液壓支架，維護(hù)液壓支架作業(yè)安全的同時(shí)，切實(shí)提升液壓支架作業(yè)效率。更為重要的是，應(yīng)加強(qiáng)材料質(zhì)量控制，引進(jìn)前沿理念優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。液壓支架要保證高強(qiáng)度運(yùn)行，所以需要充分焊接和密封，減少由于工藝問題出現(xiàn)安全隱患，維護(hù)作業(yè)安全[5]。需要注意的是，不同區(qū)域的煤礦開采環(huán)境不同，液壓支架的要求有所差異，要求煤礦開采單位企業(yè)企業(yè)還實(shí)際情況，推行個(gè)性化設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量同時(shí)，指導(dǎo)后續(xù)開采活動(dòng)高效進(jìn)行。

結(jié)論：綜上所述，在煤礦生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，作業(yè)強(qiáng)度，容易威脅到作業(yè)人員人身安全。所以，應(yīng)結(jié)合煤礦實(shí)際情況優(yōu)化液壓支架設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)合理性，為后續(xù)生產(chǎn)活動(dòng)有序展開提供安全保障，創(chuàng)造更大的效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭偉.ZFG7200/20/30型大采高放頂煤端頭支架改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2020，41（01）：28-30.

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[3] 張超，賈清華.激光增材制造技術(shù)在煤礦液壓支架柱塞上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2019，40（11）：147-148.

[4] 金陽，高志強(qiáng)，張艷成，侯建濤.不同體系液壓支架傳動(dòng)介質(zhì)在平煤礦區(qū)的應(yīng)用研究[J].煤礦機(jī)械，2019，40（04）：124-126.

[5] 張小會(huì).煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位裝置設(shè)計(jì)與分析[J].科技傳播，2011，23（19）：137+135.