摘要：液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。具有支撑顶板、推移输送机、自身推进、防止煤壁垮落、超前支护以及防止支架下滑等功能。因此支架的液压系统维护十分重要，本文对采煤工作面支架液压系统的特点及整体优化性能进行了分析研究。
关键词：采煤；液压系统；液压元件；新工艺；经济效益
一、引言
随着国民经济和现代工业的发展，煤炭作为国民经济建设的主要能源，越来越具有其战略地位。液压支架是采煤工作中不可或缺的安全支护设备，如果液压支架不能够完好的运行，那么会严重影响煤炭开采的进度。为了提高煤炭高产高效、安全生产，保证采面支架的的安全运行，对采面整个液压系统进行性能研究和优化设计十分重要。
二、液压支架概述
目前我国大部分支架的液压系统状况是:支架工作的介质主要是乳化液，操作方式多为手动控制,液压元件寿命低,可靠性低、稳定性差、效率低,维护成本比较高,阀的流量小,特别是各种阀类流量较小,高压管路通径小,乳化液质量要求低,和国际上的先进水平差距较大,在一定程度上制约了我国采煤事业的发展，所以支架的液压系统需要优化、完善，向国际上先进的设计水平靠拢，以满足我国不断向前发展的采煤事业。
三、支架液压系统日常易发生的故障分析
1、乳化液循环使用过程中净化程度低，电液控制系统易瘫痪，对电液控制系统造成严重损害。
2、设备震动引起的故障。采面液压支架的液压源自乳化液泵，乳化泵震动容易造成紧固件和各种换向阀、压力阀工作不良，进而引起设备工作不良好。
3、系统压力不足。油箱油位过低，系统压力在正常的操作动作下，元件并无动作或者在执行元件作业时动作缓慢。溢流阀、减压阀故障，造成系统的压力不足。油液粘度太高或者太低，阀内阻尼孔堵塞。油温过高，接头或密封泄漏等。均能造成系统的压力不足。
4、液压管路和接头、阀组等漏液。液压管路漏液，支架阀组串液等，造成支架故障。
5、立柱千斤顶故障。千斤顶安全阀失效，油缸变形，乳化液浓度、清洁度不够造成油缸活柱锈蚀，乳化液内含有杂质引起的缸体内部的划伤等都可以造成油缸故障。
四、支架液压系统优化设计
1、支架整体优化设计。根据生产实际情况，保障支架各动作的协调。三机配套时，选择合适的液压支架。综采工作面设备性能配套最核心的环节就是液压支架的配套，如果液压支架不能够完全的配套，那么会严重影响煤炭开采的进度。液压支架系统元件中最基本的特点就是速度快、运行可靠度高。系统液压支架在作业中，最重要的就是移架，如果移架速度慢，会影响其他设备中发挥。因此为了保证综采的效果，就要从移架着手，使其速度提高。
2、液压支架的液压元件主要有立柱、各类千斤顶和操纵开关以及电液的控制的各类阀门。优化设计支架液压系统，严格控制液压元件如密封件、阀类等的材质及性能。液压元件是设计液压系统的基础，直接影响支架液压系统的使用效果。国内的液压元件制造水平和国际的先进水平比还有一定的差距，国内密封材料硬度低、强度低，耐磨性差，寿命低，可靠性低，直接影响了液压执行元件的性能。要想保证液压阀进行正常有效的运作，就必须采取先进的方法对液压阀进行参数计算和性能特性分析。
3、减少液压系统背压的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆操作液压支架时，有时会引起相邻液压缸的误动作，由于操作阀本身的特点，操纵手柄阀打到中位时所有立柱、千斤顶上、下腔互通，操作某一片阀，使某一油缸一腔进入高压乳化液，被操作油缸另一腔的回液不能控制其只通回液管，右可能回流道其它油缸的活塞腔和活塞杆腔，由于两腔受力面积不同，受力不同，这就使活塞杆伸出，造成油缸的误动作，当支架在地面空载动作时，这种现象表现尤为突出，随着回液管路的加长，回液阻力越大，这种现象表现更加明显。解决这一问题最直接的方法是尽量减短回液道，引起邻架误动作，所以，在支架的主回液管路上，选用回液断路阀，而不影响本架的顺利回液。尽量减短回液管的长度，增大回液管的通径，尽量减少回液阻力。
4、引进新技术、新工艺，加强自动化，优化支架液压系统。
采用自动化系统强化开采面的支护条件，提高安全系数。液压支架自动化系统由主机、支架控制器和CAN总线网络组成。支架控制器上的传感器监测并感应液压支架的工作状态，通过CAN总线网络实现信息与指令的往返传递，主机对信息加以分析处理，实现液压支架的自动化控制。计算机控制下的自动化系统，能够自动链接各个相关工序，可以实现若干液压支架的协同，可以实现远程操控。自动化系统的应用，可以有效减少人员,节约人工劳务费、培训费、保险费等支出，提高经济效益。自动化系统操作简单，可靠性高，是计算机技术、检测技术、通信技术的有效融合，最大限度地保证了高产的安全性，有效提升了生产安全系数，级大地降低了煤矿生产事故和人员伤亡事故的发生，从而提升煤矿企业的社会效益。
采用先进的在线监控系统和变频技术。采用先进的在线监控系统和变频技术，实现了真正意义上的乳化液自动配比，乳化液浓度自动在线修正、显示，配比精确可靠。矿用变频器能够根据系统压力和工作面用液量控制乳化泵恒压供液，节能效果显著。诸多保护和功能极大提高了设备的可靠性，如系统爆管停机保护、乳化液泵组吸空保护、安全泄压保护、系统压力自动补偿功能、泵组待机监控功能等。对泵组温度、蓄能器压力的自动检测与智能控制，消除了设备实用中的安全死区。
采用反冲洗过滤技术。通过反冲洗过滤站对液压支架回液系统中铁锈等杂质进行净化，保证回液系统中乳化液的纯净度。进液回液都安装了高压反冲洗智能过滤装置，过滤精度达到20um，能够将支架等设备内液压系统含带的铁屑等杂质过滤，并且能将设备运行状况及参数通过系统数据反馈到集控台，使操作人员及时观察运行状况并提出相应的预警。实现了集中处理乳化液中铁锈等杂质，对液压支架回液中的乳化液进行过滤，使综采工作面液压系统整体优化，从源头上解决液压系统杂质，使得综采工作面液压系统整体优化形成良性循环。
5、液压系统的优化，还必须考虑人性化，优化改造后系统必须操作起来方便、省力、不容易发生差错，整个环境的布置要符合人的要求，这样其可靠性就会提高。系统中还要有适当的监控仪表，系统或支架有隐患或故障时，能及时提供信息，并且可随时了解支架的运行情况。
6、支架的液压系统的优化，还应考虑经济成本。进口液压元件价格昂贵，造成投入成本高。所以，国产液压元件替代进口产品，是我们推广可靠性液压元件的必经之路，密封件新材料的研究开发尤其重要。提高国产液压元件的加工精度，推广不锈钢材质，从而提高液压元件的可靠性、稳定性，可促进高端产品液压元件国产化。
五、结束语
液压支架是采煤工作面中的一个重要的设备，随着采煤事业的发展，提高液压支架的设计制造水平，优化支架的液压系统，对改善煤矿工人的劳动强度和劳动环境，提升煤矿企业的经济效益与社会效益有着重要的作用。
参考文献
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支架液压系统的优化设计
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论文作者:牛士明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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