煤礦單體液壓支柱的使用探索

摘 要：文章通過對單體液壓支柱的了解、使用方法、維護(hù)及怎樣在煤電公司大力推廣，使單體液壓支柱發(fā)揮它的優(yōu)勢，代替原始的木支柱，提高安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：單體液壓支柱；使用；維護(hù)；推廣

引言

目前，煤電公司所使用的單體液壓支柱都是DW型（柱塞懸浮式），缸徑為φ100、φ83、φ63。DW型單體液壓支柱系列產(chǎn)品是受國家發(fā)明和實用新型專利保護(hù)的技術(shù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品已于2002年9月首次通過了由《國家煤礦支護(hù)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心》根據(jù)MT112-93《礦用單體液壓支柱》國家標(biāo)準(zhǔn)所做的性能測試和壽命試驗，并取得了《煤安標(biāo)志證書》。

1 了解單體液壓支柱

DW型單體液壓支柱是一種新型外部供液的恒阻式單體液壓支柱，DW04～16-150/63、DW06～22-300/100、DW06～18-250/80支柱為DW型（柱塞懸浮式），是按MT112.1-2006標(biāo)準(zhǔn)制造的。適用于煤礦回采工作面的頂板支護(hù)和端頭頂板支護(hù)，由于其承載能力大、抗偏載能力強、工作行程大、使用范圍廣，因而其可應(yīng)用于薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面，即適用于0.5～3.5m的煤層，它可與金屬鉸接頂梁配套使用，也可單獨作點柱使用。

1.1 單體液壓支柱的型號代表的含義：

D-礦用單體液壓支柱；W-外注式（N-內(nèi)注式）；04～16（06～22、06～18）-最大高度405mm～1600mm（630mm～2240mm、630mm～1800mm，參見《DW單體液壓支柱主要技術(shù)參數(shù)及檢測參數(shù)》）；150（300、250）-額定工作阻力150kN（300kN、250kN）；63（100、80）-油缸內(nèi)徑63mm（100mm、80mm）。

單體液壓支柱主要由頂蓋、三用閥、活柱體、復(fù)位彈簧、手把體、油缸、活塞、底座、活塞導(dǎo)向環(huán)、活柱導(dǎo)向環(huán)、彈性圓柱銷、限位圈、防擠圈、Y型密封圈、O型密封圈等組成。

1.2 主要零部件的組成和作用

1.2.1 頂蓋：是直接和頂梁接觸的受載零件，通過彈性圓柱銷和活柱體相連接，可分為三種，鉸接頂蓋、頂蓋、柱帽。鉸接頂蓋和頂蓋是和金屬頂梁相配合使用，柱帽主要用于打點柱使用，這些都是根據(jù)客戶需要確定。

1.2.2 三用閥：主要是由單向閥、安全閥和卸載閥組成。三用閥的額定工作液壓值分為三種：φ63缸徑為48.2MPa、φ100缸徑為38.2MPa、φ80缸徑為50MPa。

1.2.3 活柱體：是支柱上部承載桿件，由柱頭、彈簧上掛鉤、活柱筒、接長柱筒等零件焊接而成。

1.2.4 復(fù)位彈簧：它的作用主要是回柱時在卸壓以后使活柱體迅速復(fù)位，縮短回柱時間。

1.2.5 手把體：通過連接鋼絲和油缸相連接，能繞油缸自由轉(zhuǎn)動，便于操作和搬運。它的溝槽內(nèi)裝有防塵圈，以防臟物進(jìn)入油缸。

1.2.6 活塞：由活塞、Y形密封圈、皮碗防擠圈、活塞導(dǎo)向環(huán)、O形密封圈、活塞防擠圈等組成，通過O形圈和活柱體相連接。起著活柱體導(dǎo)向和與油缸的密封作用。

1.2.7 底座：由底座、O形密封圈、防擠圈等組成，它通過連接鋼絲和油缸相連接，是支柱底部密封和承載的零件。

1.3 三用閥工作原理介紹

三用閥主要是由單向閥、安全閥，卸載閥組成。

單向閥-供支柱注液時使用。

安全閥-是保證支柱具有恒阻特性，保證支柱載荷達(dá)到額定工作阻力時具有可縮性，這是作用在安全閥的壓力使六角導(dǎo)向作軸向移動，壓縮安全閥彈簧，工作液經(jīng)安全閥與閥座間的間隙和閥套的小孔溢出柱外，活柱就下縮，當(dāng)內(nèi)部液壓降到額定工作壓力以下時，在安全閥彈簧的作用下，六角導(dǎo)向套復(fù)位，安全閥即關(guān)閉，工作液停止外溢，活柱停止下縮。支柱在整個工作過程中，上述現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，使支柱始終處于恒阻狀態(tài)，從而達(dá)到有效地控制頂板下沉量的目的。

目前我們所使用的支柱有三種：缸徑φ100、φ80、φ63，他們的額定工作壓力分別為：38.2Mpa、50Mpa、48.2Mpa，當(dāng)支柱壓力大于額定工作壓力時，三用閥的安全閥就會泄壓；我們現(xiàn)在工作面所使用的乳化泵額定壓力為20Mpa，初撐力分別為：157KN、100KN、62KN；當(dāng)頂板壓力分別大于300KN、250KN、150KN時三用閥就會自動泄壓，保證壓力小于等于額定工作阻力。

卸載閥-供支柱卸載回柱用。

2 怎樣使用和維護(hù)單體液壓支柱

正確的使用和維護(hù)，才能充分發(fā)揮DW型單體液壓支柱的性能使之有效地控制頂板，提高使用壽命，保證安全生產(chǎn)。

2.1 支柱運輸與存放

（1）支柱運輸時，應(yīng)將支柱縮到最小高度；（2）使用專門的液壓支柱運輸車，裝、拆卸過程中必須輕拿輕放、嚴(yán)禁摔砸；（3）短期不使用的支柱，應(yīng)將支柱腔內(nèi)水（或者乳化液）放干凈，缸體表面洗凈擦干，三用閥進(jìn)液孔應(yīng)封堵，以防臟物進(jìn)入；（4）工作面應(yīng)有10%左右的備用支柱，整齊豎放在工作面附近安全、無水地點。

2.2 支柱使用的注意事項

（1）傾角25°以內(nèi)、采高3m以下的緩傾斜工作面；（2）傾角25°～45°、采高3m以下的工作面，采取一定安全措施也可使用；（3）支柱頂蓋與頂梁接合嚴(yán)密，不準(zhǔn)單爪承載；（4）支柱作點柱使用時，應(yīng)在頂蓋上墊木板，禁止頂蓋柱爪直接與頂板接觸；（5）采高突然變化超過支柱最大高度時，應(yīng)及時更換相應(yīng)規(guī)格支柱，不得采取在支柱底部墊木板、石等臨時措施支設(shè)；（6）外注式支柱工作液為1%～3%乳化油和97%～99%的中性水配制的乳化液；（7）不同牌號的油不準(zhǔn)混用；（8）配置乳化液的水，每半年檢驗一次硬度、pH值和雜質(zhì)，超過規(guī)定的要經(jīng)過處理，合格后方可使用；（9）乳化液泵額定壓力應(yīng)為20MPa，額定流量為80～100L/min；（10）新下井支柱或長期未使用的支柱，第一次使用時應(yīng)先升降1～2次，排凈腔內(nèi)空氣后方可支設(shè)；（ 11）外注式支柱支設(shè)前，必須用注液槍沖洗注油閥體，防止煤粉等污物進(jìn)入支柱內(nèi)腔；（12）外注式支柱接頂后，繼續(xù)供液4～5s再切斷液源，以保證初撐力；（13）中厚煤層和急傾斜煤層工作面人行道兩側(cè)支柱應(yīng)采取安全措施如采用聯(lián)結(jié)器或拴繩等，防止失效支柱倒柱傷人。

2.3 怎樣支設(shè)支柱

支柱使用時，應(yīng)先升、降柱一次或二次，以排除缸體內(nèi)空氣。

（1）支柱應(yīng)垂直于頂、底板支設(shè)，并有一定的“迎山”角，使支柱處于垂直受力狀態(tài)，不易推倒；（2）將支柱卸載閥朝向煤壁一側(cè)，成一定角度，以保證撤柱安全，防止采煤機碰撞卸載裝置；（3）支柱與工作面運輸機械應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x，以免采煤機撞倒支柱或撞壞油缸、手把閥體和三用閥；（4）支柱頂蓋的四爪應(yīng)卡在頂梁花邊槽上，不允許將四爪頂在頂梁上或頂梁接頭處，保證支柱具有足夠的初撐力。

3 推廣單體支柱

使用單體液壓支柱有幾個優(yōu)點：安全、方便、環(huán)保。一根木支柱所支撐的最大壓力大約在3-4t，而液壓支柱所支撐的壓力按不同缸徑分：φ100所支撐的最大壓力為15.7t、φ80所支撐的最大壓力為10t、φ63所支撐的最大壓力為6.7t.在安全上是提高了。液壓支柱可以靠三用閥的安全閥來自動調(diào)節(jié)壓力，它會隨著頂板壓力的增大而支撐力度不變的情況下適當(dāng)下降高度，使之有效的控制頂板，所有比起木支柱來，不會因為頂板壓力增大而一直更換被壓壞的木支柱（只能被適應(yīng)頂板高度）。在環(huán)保上也是符合科學(xué)發(fā)展觀的，液壓支柱可以重復(fù)使用，最后還可以回收；而木支柱是屬于消耗型物質(zhì)，不可以重復(fù)使用。

作者簡介：潘國武（1957，8-），男，福建省莆田市人，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：礦山機電研究。