煤礦液壓支架的故障成因及其維護

種濤

（棗莊市弘大實業總公司，山東 棗莊 277519）

煤礦液壓支架的故障成因及其維護

種濤

（棗莊市弘大實業總公司，山東 棗莊 277519）

我國是煤炭資源產出大國，煤炭作為我國發展過程中重要的戰略資源和能源，在保證國家和社會經濟發展中占有重要地位。為落實節能環保，在煤炭開采和生產制造領域開始推廣并運用煤礦液壓施工技術，不斷推動煤礦原有發展結構的轉型升級，走可持續發展道路。

煤礦；液壓支架；故障成因；維護

液壓支架的好和壞，與煤炭安全問題有直接關系，如果在生產過程中，其出現問題會對施工人員的安全造成威脅。當前，液壓支架作為常用的煤礦開采設備，不單與人身安全有關，也與煤礦的產量有關。此設備體積大且結構復雜，并且在煤礦開采中使用頻繁，因此要定期對液壓支架進行安全監測，找到有關故障原因，積極找到應對辦法來預防，這項工作具有重要的現實意義。

1 煤礦液壓支架技術的主要分類

1.1 支撐式液壓支架

在所有的支架類型中，支撐式的使用頻率最高，因為此種類型的支架具備多條呈垂直角度分布的支柱，在使用過程中，可以最大程度的保證支架整體結構的安全穩定性。在運作階段，支撐式支架完全依賴支柱和頂梁產生相互作用力予以支撐，需要嚴格控制好對頂板的施工操作，盡可能的維護好空間支架，通常情況下，在頂板相對完好的煤層中應用頻率更高。

1.2 掩護式液壓支架

這種支架的主要特點為支柱按照一定順序依次排開，頂梁較短、支柱較少，進行支架操作的時候大多進行傾斜布局，有效銜接頂梁部位。其使用優勢為，可以利用自身具備的良好支撐體系對施工整體空間范圍做好合理的維護工作，常用于松軟煤層中，收效甚佳。

1.3 支撐掩護式液壓支架

此種支架類型介于支撐式支架和掩護式支架之間，屬于中庸支架類型，其特點是具有兩排支柱，一排能夠有效對頂梁產生支撐作用，另一排當作支撐掩護梁，可以在施工過程中做好對操作空間的支撐和有效維護，一般常用于穩定煤層操作中。

2 煤礦液壓支架的故障成因

2.1 支架失穩

導致支架失穩問題出現的原因包括多個方面，本文主要從以下幾個層面進行分析。

（1）沒有徹底清除支架低端位置存在的煤渣和雜物。在煤礦周邊選擇合適的位置進行支架搭建工作，需要保證位置處于寬闊平坦的位置，以保證支架的穩定性。在確定好位置之后，要對支架現場進行全方面的打掃，重點做好浮煤的清理工作。如果在清理工作不到位的情況下進行支架安裝，浮煤的存在會導致支架底部位置起伏不平，容易在施工中發生安全事故。

（2）工作面冒頂現象的發生。在煤礦施工過程中，那些煤壁相對松軟的位置和頂板不夠堅固的部位，常常會出現冒頂現象。如果在操作階段沒有注意這些問題，導致工作面發生冒頂，甚至冒頂范圍超出預控能力之時，就會導致頂板壓力被分散開來，容易發生傾倒和坍塌事故。

（3）推溜移架的方式有誤。進行壓力推動轉移的過程中，如果無法合理控制推溜移架，就容易導致來壓操作隨時中斷，無法連貫進行，來壓后形成的作用力無法得到有效釋放，在這些原因的共同作用下，使得支架失去穩定性，容易發生安全事故。

2.2 主要部件損壞

（1）立柱故障。在綜采面進行施工操作的過程，一定要合理安裝支架，以起到對有效空間的開拓作用。要知道承載液壓支柱壓力的物體是立柱，在此過程中，立柱主要故障表現形式為：升柱故障、降柱故障和承載故障。進行煤礦開采的過程中，如果操作閥組在進行上升操作的過程中出現故障，就會導致無法繼續開展施工操作。導致上升操作停滯不前的原因，主要是因為立柱在使用過程中發生嚴重形變，導致乳化液滲漏堵塞過濾器，無法繼續承受額定承載量帶來的壓力，出現自降或者停止運轉的情形。也就是說，立柱發生泄漏會直接損壞安全閥和泵壓，導致出現承載故障。

（2）液壓閥故障。構成液壓支架的基礎性原件就是液壓閥，在液壓支架操作使用過程中，液壓閥呈現的主要特點之一就是使用周期較短，經常出現液壓閥損壞等情況，主要原因就是組建材質無法適應施工環境。由于綜采面操作中沒有對液壓箱進行科學合理的防塵操作，又需要插大量的油管，導致周圍空氣質量較差，存在很多雜質，都會對液壓閥造成不同程度的損害。

2.3 自動降架和死架

在液壓系統運作的過程中，常見的故障就是液壓滲漏情況的發生。上文已經闡釋過如果液壓系統發生立柱滲漏的情況，就會導致支架出現自動降架，嚴重時可能會引起大范圍的安全事故發生。進行綜采面施工操作的過程中，有時候液壓支架會整個縮入缸內，導致整個支架的頂端不能完成既定的升起工作，形成“死架”，導致安全閥失控。

3 煤礦液壓支架維護措施

3.1 更新液壓支架的設計理念

對于煤礦開采施工操作來說，不斷創新和優化對液壓支架的設計方案非常重要，在此階段，要求煤礦企業積極吸收并引入先進國家的施工工藝，對傳統設計理念，在保留精華部分的基礎上積極創新，研制出與我國煤礦發展實際情況相一致的支架設計技術。在設計中，應該不斷提升支架的安全可靠性能，為我國采礦事業的發展提供更加安全有保障的設計方案。就現階段的發展而言，我們應該緊跟時代的發展需要，滿足我國煤礦生產發展需要，不斷創新支架設計理念，利用先進的計算機信息軟件對設備發生的故障進行有效分析，優化內部系統，強化支架細節內容建設，增加支架本身的固定性。除此之外，還應該用材質性能類似的材料進行對液壓支架的模擬試驗操作，充分了解支架內部構成細節和相應的支護參數，保證總體設計的合理性。

3.2 焊接過程細節控制

（1）材料復驗。當工程所需要的焊接材料運送到施工現場之后，需要抽取具有代表性的樣品進行相應的檢測工作，通過試驗檢測判斷其有效成分、熔敷金屬力學性等，對相應產品質量做好復測工作，科學準確的標注好材料的規格和使用性能。對復驗材料的牌號按照一定的順序做好標注，保證焊材質量與工程要求相一致。（2）備料。進行對數控機床的下料切割工作，需要保證鋼材料表面處于平整光滑的狀態，不能在切割過程中發生形變情況。（3）結構件拼裝。進行對結構件拼裝操作設計過程中，一般會利用在操作平臺上進行頂板畫線的方式，使得零散構件拼裝成型。在進行拼裝的時候要主要預留安全空間，防止焊接過程中發生的形變情況，在焊接中可以采用點固剛性拉筋予以輔助，在完成焊接相應操作之后，需要打掃施工現場，保證焊接處密實度和平整度。

3.3 活柱和活塞桿加工

活柱、活塞桿，經過一段時間之后其表面鍍層就會出現大面積的毀損情況，表面出現溝痕、裂縫等情況。為了盡可能提升工件的整體使用周期和使用質量，首先，應該對數控機床進行精加工操作，盡可能減小設備誤差，在施工中做到精準、高效；也可進行激光熔敷處理活柱（需電鍍件）表面，雖然成本較電鍍費用高，但如果是千斤頂第一次維修或生產面頻繁轉換的情況，激光熔敷的活柱較普通電鍍件使用壽命明顯延長且不易出現鍍層脫落、起泡等問題，避免了電鍍費用的重復投入。

3.4 密封件的檢查與維修

液壓閥件及千斤頂中的各類密封件是重要組成部件，起到至關重要的作用。它具有防止液壓油等工作介質內泄的作用。如果里面有油液泄漏，進一步檢查活塞桿和活塞間的密封圈是否損傷，如果活塞間的密封圈也損傷，就要根據損傷情況更換相應部件。需要注意的是，在更換的時候，密封件的材質、尺寸規格必須完全相同，根據原有部件設計進行制作，再按照原來的安裝標準進行安裝，不可標新立異。目前我們維修使用的密封件材質多為車削的聚氨酯密封、聚四氟類密封及部分橡膠密封，聚氨酯優點是使用壽命長、抗磨損性強、不易腐蝕；橡膠類密封件優點是延展性強、彌補尺寸差較好、便于安裝；但都有一定的缺點。通過實踐使用我們發現復合式組合密封的使用效果更好，可以讓聚氨酯和橡膠的優點都能得到體現。

3.5 零件平面度和彎曲控制

零件平面度質量直接影響拼裝的尺寸精度，在部分重要位置能改善受力情況，減少鋼板失穩產生變形。另外，進行鋼板碾壓校平能在鋼板表面產生加工硬化，提高鋼板力學性能。為提高零部件平面度性能，應用數控九輥鋼板平板機對鋼板進行數字化精確的校平處理。生產中通過應用數控九輥鋼板平板機對鋼板進行多次碾壓后，能保證鋼板的表面平面度控制在0.1%～0.2%，明顯提高鋼板表面質量。對于有特殊要求的彎曲零件，根據各項技術指標設計特種壓形胎具，并確保彎曲件尺寸的精度和質量。

4 結語

在進行煤礦開采的過程中，要完善對煤礦液壓支架相關施工要素的合理把控，針對不同的煤礦類型，選擇不同液壓支架種類，保障煤礦采煤現場的施工安全，實現企業發展的經濟效益和社會效益。

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[3]石玉.煤礦采掘機械液壓系統故障原因及預防措施探究分析[J].內蒙古煤炭經濟,2012(12):70+72.

TD355

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1671-0711（2017）12（上）-0057-02