淮南矿业集团潘一矿机电修配中心安徽省淮南市232082
摘要：随着我国煤矿事业的快速进步与发展，综采技术也获得了一定突破性进展。对于综采工作面支护设备液压支架方面的技术改造具有一定的现实价值与作用，它不仅影响着综采工作面产量的提升，还对提升生产效率起到重要的影响作用。为此，通过对煤矿液压支架大流量技术改造进行相关分析，对其存在的液压支架效率低，以及性能差等方面的不足进行技术剖析与论述。
关键词：煤矿液压支架；大流量；技术改造
进入新的历史发展阶段，为了满足经济发展与人口持续增长的需求，煤炭产量需求也在逐年增高。对此不仅需要煤炭生产得到进一步增长，还需要在提升综采生产效率方面进行技术性突破。由于煤矿综采工作面的机械化程度在近几年来得到了不断的改进与提高，无论是大功率采煤机组，还是大流量、高强度的液压支架，都在不断投入综采工作后提升了采煤产量，但由于受到液压支架中的升降架、推溜与移架时间方面的限制，使其成为了影响采煤效率的重要影响因素，为此，通过对小流量、低效率设备进行技术改进，使处于闲置与淘汰状态下的设备得以重新利用，并在高性能、高效率的综采工作面中进行设备的配套使用，从而实现煤炭生产全面经济效益的提升。
1、液压支架进行改造的理论依据
目前，我国煤矿液压支架在使用与开发过程中，主要受到系统配置与工作速度方面的影响。这主要是通过对过去系统中配置的液压支架进行相关的研究分析而得出的结论，液压支架在进行降柱与移架，还有升柱与推溜等运行工作时，其速度表现十分缓慢，从而可看出，支架的运行速度制约着运输与采煤机的生产效率。而且随着科技的快速进步发展，煤矿设备的功率越来越大，对液压支架的配置系统进行改造势在必行，这不仅能使其在较小的投入下获得较高的经济效益，同时还能提高设备运行的安全可靠性。液压支架在系统中主要通过高压液体、立柱、动力千斤顶等设备进行升降移动，同时还要在推溜的速度、时间与承载力中完成运行动作。这一过程主要借由工作面的顶板与支架进行力学交换，我们可以将其工作环节划分为四个部分：初撑、增阻、恒阻与降柱移架。在初撑力增阻情况下，顶板在顶梁作用下使立柱下腔液体压力上升，形成升柱泵压力，其液压支架的初撑力为，立柱的升降移架速度为，其中n代表立柱数，pb代表泵站额定压力，A代表立柱油缸的活塞面积，ηv代表立柱油缸的容积效率，qv代表立柱流量。通过计算得出，在液压支架进行总体结构改变时，不仅能提高立柱升降架、移架与推溜时间与速度，还能使支架承载力动作获得最佳改造，增大流量，实现自动初撑。
2、对液压支架进行大流量技术改造的具体措施
2.1大流量改造方案
在对液压支架进行大流量改造的过程中，主要目的是能够加快立柱与千斤顶的工作速度。一般情况下，液压支架的升降架、推溜与移架速度既运行缓慢，性能又比较差，不仅与煤矿当前机械化设备完全匹配，而且对煤矿产量的影响也较为严重。为此，通过结合液压支架工作原理，并在增大流量的情况下提升其工作运行速度，主要在于对泵流量所进行的大流量改造。基于目前常用泵流量考虑，在对泵流量进行选择时，需要结合煤矿工作面的实际生产设备与生产需求加以全面考虑，并通过供液管路与液压阀门等元件进行进一步确定，在提高流量的基础上，避免出现脉动冲击损坏情况，还使运行速度大幅度提高，同时在一定程度上延长了泵的使用寿命。
2.2配套设备的改造
在此过程中，需要先将活柱中的加长杆抽出，还要将打磨后保护套、接头块、风割固定于立柱缸体中，继而再将进液孔进行扩钻，随之将连接立管与缸底的钻透，然后在洗净缸体后，焊接立管与保护套，同时还要将接头座焊固、组装，并进行高低压实验。在大流量技术改造中，为了提升流量，涉及到的主要设备改造就是立柱与千斤顶，只要对工作面阀片进行更换，就可以满足大流量技术改造要求。为此，通过对固有的阀片组尾片进行改造，将其更换至首片位置，并将控制立柱与千斤顶的阀片取出，同时进行更换，再增设一联接板将大流量阀片与原阀片进行联接。
2.3自动初撑的改造
改造前的液压支架自动初撑主要依赖于人工进行操作，这既会因操作失误而导致初撑力的下降，还会降低液压支架的工作效率，从而使工作面保护受到严重影响。在依据液压支架工作原理之下，对立柱进行初撑力调整，需要增加初撑力保持阀，同时对立柱升架液压管路进行控制，使其一方面可以确保工作面的顶板支护作用，另一方面可以缩短升架时间。为此，我们可以将立柱接顶取消后，同时增加两组初撑力保持阀，并与主管路进行连接。改造后的液压支架，自动初撑主要靠的是通过扳动操纵阀，使一部分工作液可以进入到两个立柱下腔，而另一部分工作液流入初撑力保持阀中，经由阀管接头进入立柱下腔，从而实现立柱升柱接顶。这一过程中，液压支架的初撑力主要是通过在初撑阀中弹簧力作用下，钢球将阀关闭后停止供液，操纵阀将迅速回归到零位，同时支架自动接顶。无论是停止供液，或是继续供液，液体都会在操纵阀操控进入立柱下腔后使压力升高，在节约时间的同时也确保了液压支架进入自动初撑状态。
3、液压支架的改造实例
我们需要在确保大流量液压系统具有较好的稳定运行性能，以及良好的接顶性状态下进行改造，因此，我们选择了煤矿生产中所用的ZZ9200-24/50型液压支架为大流量技术改造实例，液压泵站我们则选取了WRB-400/31.5型的乳化液泵，将原来直径为10mm的立柱下腔回液螺纹接头换成13mm的接头座，将原孔直径8mm扩至10mm，进而将推移千斤顶的回液头与从直径10mm改成13mm，将原同等直径的回液铜管也从10mm改换成12mm。具体操作步骤为：我们所采用的是流量为200L/min操纵阀配置系统，其中前面3个阀片所控制的是立柱与推移千斤顶，进行将配液板与其他阀片相连接，并用NZJF-16/31.5（51）来替代平面截止阀。再将单向YDF与安全阀组成立柱中的控制阀，在同时增大主进液管与回液管管径，并将直径为19mm与25mm分别扩至为31.5mm与51mm。这将十分有利由于减少压力所带来的损失；在增多一组梭阀的同时，采用浮动式活塞结构改变拉架与推溜时间，这不仅会使回液能够直接由梭阀和平面截止阀进入到回液管，同时还能增加单向阀，使活塞空行时间减少，但流量与运行速度却得到了提升；将煤矿液压支架推移千斤顶与立柱下腔的回液管径从直径为10mm改变为13mm，这使控制阀与管路系统在保持动作平衡的状态下不做出任何改动。通过对液压支架进行大流量改造，并对其前后控制进行对比，我们可知：不仅流量由原来的125L/min变成了200L/min，而且回液不用再通过操纵阀就能够回到主回液管路中，使回液面积得到增大的同时，加快了支架的运行循环速度，有效提高了煤矿的生产效率，不仅满足了煤矿企业的实际需求，还为日后生产技术改进奠定了基础。
结束语
通过对煤矿综采工作面的液压支架进行大流量技术改造，以及在控制立柱液压管路中增设初撑力保持阀，不仅提高了小流量、低性能的液压支架的流量，同时还提升了其工作效率，使液压支架在进行结构改进后，采煤效率也获得了大幅度提升。由此证明对煤矿液压支架进行的大流量技术改造达到了预期使用效果，并使处于闲置淘汰状态的设备获得了重新利用的价值，为企业效益的提升做出了一定贡献。
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