摘 要：煤矿支护装备在实际应用过程中，对煤矿能够起到良好的保护作用，其中水液压技术在其中科学合理的利用，不仅能够为油压的安全提供有效保障，而且还能够最大限度保证整个装备在实际应用时的环保性和节约性。因此，本文针对水液压技术在煤矿支护装备中的实际应用情况进行分析，将该技术的应用价值充分发挥出来。
关键词：水液压技术;煤矿支护;支护装备;应用措施
近年来，随着人们对安全生产、环境保护以及节能减排的日益重视，各国都制定了相应的法律和法规，以实现经济和环境的可持续发展。这也要求煤矿乳化液水液压技术也应向安全、环保和节能的方向发展。水具有安全环保、来源广泛、价格低廉等优点，是替代乳化液的理想介质，但纯水液压技术存在的气蚀、磨损及泄漏等共性问题，严重制约了纯水液压技术在煤矿井下的进一步发展。煤矿井下的工作环境恶劣，支护工况普遍具有压力高、流量大和冲击强等特点，国家《煤矿安全规程》及煤炭行业标准 MT/T 827-2005等严格限制了煤矿井下易燃易爆的矿物油液压设备的使用，鼓励煤矿支护装备向阻燃性介质方向发展。因此，同时兼顾矿物油介质和纯水介质优点的乳化液水液压技术，长久以来在煤矿井下得到了广泛应用。但井下使用乳化液对环境污染严重，且易滋生细菌和霉菌，影响工人工作环境和身体健康，此外配置乳化液要消耗大量化学物质，使用成本高，资源消耗严重。本研究主要介绍了乳化液水液压技术在煤矿井下支护装备中的应用，分析了其存在的污染、润滑、磨损等问题，并针对存在的问题重点介绍了支护装备中核心部件煤矿水压三用阀阀芯微造型的相关研究进展，最后对煤矿水液压技术的发展趋势进行了总结和展望。
1 煤矿井下液压支架支护
煤矿地下开采的采场顶板及围岩是多层非连续介质的不稳定力学结构，常伴有围岩断层、
下沉和强烈矿压冲击等多种地质灾害发生，煤炭的开采需要在支护装备有效支护空间内完成，同时煤矿井下开采必须实时或超前支护，支护装备需随开采工作面的推进不断前移。因此，煤矿井下支护装备的支护效率及安全性是整个采煤工作面实现安全高效生产的关键。目前，煤矿井下支护装备主要有单体液压支柱、普通液压支架及满足特殊工况的特殊支架，上述支护装备均以乳化液作为传动介质。
液压支架具有支护效率高、工作阻力大、安全性好等优点，是综合机械采煤机械化的重要组成单元。目前液压支架已达到工作阻力2100t、中心距2.05 m、支柱直径500mm的技术水平。液压支架能可靠地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推移机械化地移动，不断将采煤机和输送机推向煤壁，从而实现煤矿的安全和高效开采[1]。
液压支架主要有升架、初撑、承载、降架、推移输送机及移架等多种工作状态。液压支架的工作状态，主要通过乳化液泵站提供的高压乳化液，配合液压控制阀控制不同功能液压缸来实现，每台支架液压管路均与主管路并联，形成各自独立的液压系统，其中液控单向阀用于泵站注入乳化液，安全阀可调节支架的工作载荷，操纵阀用于控制液压支架动作以达到所需工作状态。
2 煤矿井下单体液压支柱支护
单体液压支柱是20世纪70年代发展起来的一种单体支护装备，主要应用于中厚煤层及薄煤层工作面。单体液压支柱具有承载均匀，初支撑力大、支护灵活、使用方便等特点，不但适用于高档机械化工作面和炮采工作面的顶板支护，还适用于综采工作面端头支护及零时性支护。
单体液压支柱支护动作由三用阀控制，主要分三个阶段：单向阀控制的升柱阶段、安全阀控制的承载溢流阶段以及卸载阀控制的降柱阶段[2]。
①升柱阶段：注液枪与单向阀连接，泵站液体使支柱快速升起，当支柱顶部接触顶板后阻力增大，速度降低，腔内压力急剧上升至泵站压力，支柱获得初撑力;②溢流阶段：支柱受到顶板施加的静载荷、冲击载荷等超过额定工作阻力时，腔内压力升高，安全阀打开，工作液外溢，支柱回缩，压力降低;当压力低于额定工作压力时安全阀关闭，支柱停止回缩，从而实现恒阻支撑;③卸载阶段：通过卸载手把开启卸载阀，乳化液外排，支柱在自重和复位弹簧作用下回缩，完成卸载。
3 其他支柱装备
随着支护技术的不断发展，除普通的液压支架和单体液压支柱以外，为满足某些特殊要求而研制的铺网支架、三软支架、过渡支架、超前支架等特殊支架，也以乳化液為传动介质。特殊支架均是在单体液压支柱及普通液压支架的基础上发展而来，其基本结构及原理与单体支柱或普通液压支架基本相同[3]。
4 结束语
水液压技术与其他一些乳化液相比，不仅价格方面比较低廉，而且在实际应用时，具有非常多的优势特点。由于煤矿井下本身的水资源就比较丰富，所以通过水液压技术的合理利用，能够保证煤矿支护装备在应用时的质量和效果。
参考文献：
[1]巩芳.第五届全国水液压技术研讨会在燕山大学成功举办[J].液压与气动，2018（10）：14.
[2]刘晓勇.纯水液压传动技术及其在煤矿采煤机中的应用[J].机械管理开发，2018，33（09）：269-270.
[3]蔡强，张燕.基于Solid Works Simulation的水液压缸驱动滑块结构优化[J].机械工程师，2018（09）：91-93.
作者简介：
贺海军（1984- ），男，山西天镇县人，毕业于重庆大学采矿工程专业，工程师，现在汾西矿业集团南关煤业生产科从事煤矿生产技术方面的工作。