鶴崗斯達(dá)機(jī)電設(shè)備制造有限責(zé)任公司 馬洪舉

煤礦液壓支架二次加壓的解決方案

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煤礦液壓支架，可以有效對(duì)工作面頂板進(jìn)行可靠的支撐與控制，是有效促進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率及安全系數(shù)提高的重要設(shè)備。液壓支架可以對(duì)采空區(qū)進(jìn)行合理、有效的隔離，以避免矸石進(jìn)入回采工作面以及被推進(jìn)輸送機(jī)。液壓支架的性能直接關(guān)系到煤炭生產(chǎn)的安全問題，它參與了采煤綜合機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)，最大限度保障了煤礦工人的生命安全。

一、煤礦液壓支架的作用

當(dāng)前，煤炭企業(yè)加大了致力于各種綜合開采設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用的力度，煤礦液壓支架在這種情況下產(chǎn)生并且逐漸引起關(guān)注和重視。煤礦行業(yè)綜采液壓支架的出現(xiàn)，大幅度降低了回采工作面頂板的死亡事故的發(fā)生率。本文，筆者主要對(duì)煤礦液壓支架的作用及可能存在或發(fā)生的問題進(jìn)行闡述，同時(shí)對(duì)二次加壓的必要性和重要的現(xiàn)實(shí)意義進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的解決方案。

煤礦液壓支架與采煤機(jī)的配套應(yīng)用，有助于采煤行業(yè)綜合機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)。另一方面，它能有效地解決機(jī)械化采煤過程中落后的頂板管理與采煤工作之間的矛盾，進(jìn)一步提高并改善采煤與運(yùn)輸設(shè)備的效率，大幅度減輕煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，最大限度地對(duì)煤礦工人的生命安全進(jìn)行有效的保障。同時(shí)，液壓支架的應(yīng)用，較大幅度地降低了回采工作面頂板死亡事故的發(fā)生率。

二、煤礦液壓支架應(yīng)用中存在的問題及原因

1.問題。液壓支架的大力應(yīng)用，在大幅度降低死亡事故發(fā)生率的同時(shí)，使人們對(duì)綜采工作面頂板的管理在一定程度上放松了精神，因而也缺乏了對(duì)初撐力問題的詳細(xì)觀察、研究與分析，這在很大程度上導(dǎo)致了綜采工作面的頂板未得到有效控制，而發(fā)生片幫、冒頂?shù)葘?duì)生產(chǎn)有較大影響的事故，支架損壞和被壓垮的狀況也頻繁發(fā)生。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，接近70%的事故均由支架出現(xiàn)問題而導(dǎo)致。

2.原因。最為關(guān)鍵也是最重要的因素是支架的實(shí)際初撐力平均值未達(dá)到額定的初撐力的要求，同時(shí)還大大低于支架的標(biāo)稱工作阻力；液壓支架的實(shí)際初撐力與額定工作阻力之間的比值（即初撐比）偏低，也喻示了非常低的支架工作阻力的實(shí)際利用率。陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)對(duì)WS—1.7支架的測(cè)定值為60%～ 80%，蘇聯(lián)P?H?茹拉列夫等的統(tǒng)計(jì)為30% ～ 60%，等等。支架的設(shè)計(jì)與選型過程中，往往只是追求支架工作阻力的提高和支護(hù)強(qiáng)度的加大，反而忽略了支架以及初撐力的重要性；存在很多的工作面支架都未在承載過程中產(chǎn)生恒阻作用，支架特性未得到充分的發(fā)揮。人為因素對(duì)初撐力的影響也比較大，造成了偏低的初撐力與工作阻力水平，也導(dǎo)致了工作面各個(gè)支架的支撐工作阻力不一致，嚴(yán)重的甚至存有較大的差距。存在于UG背景下的機(jī)構(gòu)可以被視為一組進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)動(dòng)的連桿的集合，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真及分析大致分為3個(gè)步驟：第一步，前處理器階段，此時(shí)的任務(wù)是構(gòu)建分析方案，同時(shí)向ADAMS解算器中傳送方案中的相關(guān)信息；第二步，求解階段，輸入的數(shù)據(jù)需要通過ADAMS進(jìn)行求解，并向運(yùn)動(dòng)分析模塊傳送所得到的結(jié)果；最后一步就是后處理階段，主要是借助運(yùn)動(dòng)分析模塊對(duì)所得到的結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)其進(jìn)行形式轉(zhuǎn)換，根據(jù)實(shí)際需求以報(bào)表或者圖表的形式展示出來。

分析表明，對(duì)液壓支架的二次加壓也就顯得更加的重要。

三、煤礦液壓支架二次加壓的解決方案

目前，世界上先進(jìn)的煤礦綜采裝備技術(shù)的發(fā)展，主要是致力于支架初撐力的有效提高，初撐力和工作阻力之間差距的不斷縮小，最終達(dá)到有效減少支架緩增阻階段的時(shí)間，增強(qiáng)支架支護(hù)效果，提高工作阻力的利用率的目的。

1.提高泵站和供液的壓力。

（1）提高泵站壓力至33.5 ～ 40 MPa，最大值到50 MPa；總流量350 ～ 500 m L/min，上限700 m L/m in；加大或采用大管徑的主管道，工作面內(nèi)可以采用雙線環(huán)形供回液系統(tǒng)。同時(shí)要用采用具有大通道、高壓、大流量等特點(diǎn)的液壓元件，以符合實(shí)際操作中工作面快速移架、推溜狀況的需求。

（2）對(duì)實(shí)際的地質(zhì)條件，礦壓等進(jìn)行觀測(cè)并形成大量的資料，科學(xué)、合理的采用大流量電液控制系統(tǒng)的方式對(duì)支架的額定初撐力進(jìn)行確定，同時(shí)明確額定工作阻力；適當(dāng)應(yīng)用初撐力保證閥門；在支架關(guān)鍵部分應(yīng)用STE700級(jí)別的高強(qiáng)鋼板或鉸接襯套等，以減少對(duì)支架的重量與制造成本的支出。

2.安裝乳化液泵站。安裝乳化液濃度自動(dòng)配比儀，改善供液系統(tǒng)工況；供液流量的增加，可以采取大流量乳化液泵和并聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)；提高泵站的壓力。

3強(qiáng)化液壓支架的操作環(huán)節(jié)。在支架上加安壓力監(jiān)視儀表，工作人員可依據(jù)其壓力值進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎徊僮魅藛T在升架過程中，一般要等支架接頂后停留5 ～ 15 s后，方可判定基本達(dá)到額定的初撐力；制定相關(guān)的制度與規(guī)定，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督與管理要不斷地強(qiáng)化，建立支護(hù)質(zhì)量巡回小組，以保證對(duì)質(zhì)量評(píng)估的驗(yàn)收，提高支護(hù)質(zhì)量。

4.條件允許也可采用液壓二次增壓器，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦液壓支架的二次加壓；另一種比較新，正處于研究之中的方法是采用推移千斤頂，來提高初撐力。

四、結(jié)論

綜上，煤礦液壓支架的初撐力不足，是造成大量頂板事故的重要且關(guān)鍵的原因之一。因此，提高液壓支架的初撐力，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的二次加壓，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，值得引起廣大煤礦工作者的關(guān)注與重視，并為其解決方案進(jìn)行不斷地努力與探索。