国内外液压支架发展概述综采技术的发展,得益于液压支架突破性的发展。如今液压支架的总体架构已趋于成熟, 其发展阶段也跨越了一个世纪。上世纪中叶,综采技术在英国开始提出,为了能够应用这一 新型技术,用于开采的关键设施液压支架必须进行改进。垛式支架的提出,代替了原有的老 式液压型以及框架结构型支架。同时,新型液压支架的提出,催生了此方面的技术得到变革 性的发展。如今,液压支架基本采用灵活多变的四连杆机构。四连杆机构是在上世纪六十年 代,被前苏联科学家首先提出,并得到不断改进发展。四连杆机构的提出,使得支架梁端距 的改变差得到大幅度的减少,并能够对水平方向压力产生支撑效果。随着此机构的成熟,其 与液压支架的结合越来越成熟,并使得液压支架得到性的发展。在上世纪七十年代,液 压支架的支护方式还是很单一,且造价较高,生产水平较低。随着科技的发展,自上世纪八 十年代,液压技术得到飞快的发展,同时自动化技术也实现突破性的发展。这两项技术的发 展使得液压支架的发展得到大幅度的提升。在北美各国,电液控制技术以其独有的优势得到 高度关注。随着这一技术的成熟,电液控制技术和液压支架开始结合。电液控制技术完善了 液压支架的自动监控功能,大大减轻了劳动人员的劳动强度,并可对实时的操控数据进行控 制和检测。随着这一技术的推广使用,九成以上的美国长壁综采使用这一技术。72692
二战结束后,美国的经济得到飞速的发展,其能源消耗也随着得到倍数增长。出于对能 源的需求,美国在煤采技术的研究上投入了大量的人力物力。在上世纪末,美国成为液压技术方面最先进的国家,其乳化泵的额定压力达到了 49MPa,额定流量达到的 480L/min。因为 液压支架的快速移动是基于乳化泵的额定压力和额定流量,所以在此乳化泵的支持下,液压 支架的移架速度可以达到 5~9s/架。在此基础上,美国也成为采煤技术发展程度最高的国家, 且其掩护式支架的工作寿命长达十年之久。支架的架宽得到增大,其中心距最大可达到 2m 的距离。架宽的增加,减少了人力物力的消耗,并在整个工作面大大减少了液压支架的架设, 间接的提高了移架速度,提高了劳动生产率。得益于先进的液压支架,美国的每日产煤量突 破性的超过 6。9 万吨,其每个工人的产能达到 100 吨。
我国作为煤炭资源丰富的国家,液压支架的发展是至关重要的。但是我国对于液压支架 研究是从上世纪六十年代开始,足足晚了西方发达国家十年。从上世纪六十年代开始,我国 研究的侧重点是液压支架的架型以及液压系统中各类阀件。山西作为我国主要的煤炭资源产 地,在煤炭开采方面有着得天独厚的优势。因此,我国首个垛式液压支架在山西投入到生产 环节。到 1975 年左右,在液压支架的研制方面,我国已经取得不错的进展,并先后建造出了 QY 型和 ZY35 型液压支架。经过二十多年的经验积累,我国开始着手研究大吨位的液压支 架,以满足高强度下的稳定工作。截止到目前,我国已经研制出的架型已经超过 30 多种,且 已经能基本覆盖我国煤炭开采所有状况。论文网
自 21 世纪以来,我国总体实力不断提升,各行各业机械化水平也稳步前进。与此同时, 复合型采煤机械也得到进一步发展。为进一步提高采煤工作效率,各式各样采煤机以及输送 机应运而生。但随着新型的采煤技术的不断发展,我国的液压支架的液压控制系统却跟不上 时代的步伐。截止到目前,我国液压支架的液控操作水平还处于初级阶段,不能实现全液压 支架全自动化操作。处于初级阶段的控制方式,也有着其得天独厚的优势。中国的煤层资源 复杂多变,而这种半自动化控制方式能够灵活的适应不同煤层状况,并且系统的设计以及维 护都简便低廉。但这种方式也带来诸多不利,例如不能更好的保证劳动人员工作的安全。同 样,这种初级控制方式也限制着其他采煤器械,使得整体采煤效果水平较低。并且这种半自 动化操控方式,若要完美发挥液压支架的支护能力,必须是有长期操控经验的人操作,这一 方面也限制着人员的调派与更替,若操作不当,很容易使得支架发生故障,影响整个采煤生 产链。因此,在液压支架的设计方面,需要对其自动化控制加以重视,这样才有可能进一步 提高劳动生产率,保障劳动人员的人身安全。液压支架的电液自动化操控有着多种多样的方 式,人们可以根据当地的工作环境,选择与之相匹配的方式。采用全自动化控制,可以使得 劳动人员在一个安全的环境中完成采煤工作。目前,在液压支架的自动化方面,国外已经基 本实现微机红外线电液自动控制。这项自动化操控技术,可以大大提高液压支架的移架速度, 并且依靠乳化泵提供的超高额定压力与流量,达到每分钟 11 组的移架进度。但是在国内,液 压支架的操控远没有达到这种水平,且操控方式基本人工手动操控。同样,因乳化泵不能提 供足够的额定压力与流量,我国液压支架的移架速度仅为国外先进移架速度的十分之一,大大降低了我国采煤工作的劳动生产率。