液壓支架存在的主要故障及預防對策探究

郭小燕

（山西機電職業技術學院，長治 046011）

煤炭是地球上蘊藏量最豐富的化石燃料，在推動國家基礎建設與社會經濟的快速發展方面起著重要意義，所以對煤炭的開采與利用是必然的社會行為。在煤炭的開采過程中，為了最大限度地保證綜采工作面的空間安全和開采生產率，人們要充分發揮液壓支架的優勢，這對煤礦企業安全生產至關重要。因此，分析液壓支架的安全使用狀況與常見故障，有助于預防或規避液壓支架的故障而引發的生產事故，確保煤炭開采工作的順利進行與煤礦企業的安全生產次序。

1 液壓支架簡介

液壓支架是由承壓部件（頂梁）、受力部件（掩護梁）、連接部件（連桿）、推移裝置（推移桿）、支撐部件（底座）及各種液壓閥門等裝置組成的。其工作原理為：以動力油缸的高壓液體為系統動力，通過控制各類液壓閥門等控制操縱元件來實現液壓支架的升、降、推、移四個基本機械動作，以完成支撐頂板和移架推溜。其結構示意圖如圖1所示。

圖1 液壓支架結構

根據液壓支架的結構特點和支護型式，目前通用的液壓支架有三種基本架型，既支撐式支架、掩護式支架、支撐掩護式支架。其各自使用優點為：支撐式支架適用于頂板堅硬完整、周期壓力明顯或強烈、底板也較堅硬的采煤工作面；掩護式支架依靠掩護板把工作面與采空區隔離，防止垮落的矸石竄入工作面，不能直接頂堅硬的工作面；支撐掩護式支架結合前兩者的優點，能作用在頂板中等穩定或穩定、周期壓力較明顯，底板中等穩定的工作面。

2 主要液壓支架故障的誘因分析

2.1 支架失穩故障及原因

根據大量液壓支架安全事故的誘因分析得知，支架失穩而造成安全事故的占比率為10%左右，其表現形式多樣，如支架傾斜（傾倒）、支架反轉、支架滑移等，在實際事故中，一旦發生一架液壓支架失穩，就會導致周邊數多架液壓支架的失穩，形成連鎖反應，導致安全事故損害性大、安全生產恢復時間長、難度大等，影響煤炭開采量。

其原因歸結為：一是液壓支架的底座工作面不平穩，液壓支架長期工作后，底座工作面下沉，或受力不均勻使支架產生傾斜度；二是掩護梁工作面出現冒頂現象，掩護梁工作面的煤層存在松軟情況，造成工作面所受壓力不均衡，使得液壓支架失穩；三是液壓支架移架推溜方式有誤，在液壓支架移架推溜過程中，方式錯誤會使支架受到多方面的扭轉力，導致支架重心產生偏移，造成支架失穩。

2.2 液壓支架的結構件損壞及原因

液壓支架使用于井下運送過程中，液壓支架結構件會受到擠壓、碰撞、磨損等，這會使結構件發生位移偏差、形狀變形甚至斷裂，影響其生產使用。多數是與人為操作不當或自身設計不科學有關。

其常見故障有：一是底座故障，主要體現在底座主力筋斷裂或受力形變、球窩碎裂；二是連桿故障，主要體現在連桿受力不均勻后的彎曲、連桿機械運動卡阻；三是立柱故障，主要體現在立柱起升故障、立柱下降故障、立柱承載故障；四是附件故障，液壓支架中各類閥門的使用壽命和密閉性受使用環境影響大，交管和管接頭會出現密封性和腐蝕故障。

2.3 液壓支架的液壓系統故障及原因

液壓系統是液壓支架的動力支持。其液壓管路系統和油質是決定系統好壞的直接因素。油質在長期使用狀態下受到污染就會產生不利影響，例如，在采煤作業時的固體顆粒物（煤粉塵、鐵屑、焊渣、水垢、磨料和油類降解物等各類混合污染物）和液壓系統內的油質污染物，這些污染物會浸染在液壓支架油路中，對液壓系統的全部部件造成不同程度的腐蝕或損壞，造成液壓系統故障。

液壓管路系統出現軟管破裂、各類管接頭處出現泄露等現象，會造成液壓系統壓力過小；液壓管路系統的某段管路有堵塞或不通暢現象，會造成液壓系統壓力過大。壓力的過大或過小，都會造成液壓系統的不穩定。

3 主要液壓支架故障的預防措施

3.1 支架失穩的預防措施

通過分析支架失穩及誘因，人們可采取一些預防措施來規避支架失穩。對于支架底座的支撐面，要選取平穩、無浮煤的地面作支撐；對破碎頂板可先進行鋪網，對松軟煤層可打膨脹錨桿進而避免支架冒頂，降低頂板受力不均衡的風險。此外，人們要選擇正確的移架推溜方式，來壓時可采取連續的移架，來壓后，可將壓力的沖擊減弱至最小，盡快帶壓移架并迅速推進時，可使用交錯移架方式來避免支架在行進時出現失穩現象。

3.2 結構件故障的預防措施

結構件故障的產生多數與設計和操作有關。針對液壓支架設計或選型時，應考慮液壓支架的強度、使用環境和使用頻率等綜合因素，避免設備不匹配造成設備故障多發。因此，操作人員要熟悉液壓支架技術和相關設備的操作技能，同時要熟悉液壓支架原理、結構等相關理論知識，嚴格按照操作規程操作設備，做到熟練快速操作、及時有效排查設備故障等。此外，操作人員應加強液壓支架的日常維修保養工作。

3.

3 液壓系統故障的預防措施

液壓系統故障主要體現在外部環境對液壓系統的影響和液壓介質自身因素。針對外部環境的影響，要完善液壓系統的保潔措施，如高頻次地清洗或維修保養，定時更換液壓系統的閥門或軟管等。針對液壓介質，要做好液壓介質的定期更換或污染物清除工作。

4 結語

本文總結分析了液壓支架的故障原因和預防措施，具體措施包括：一是加強液壓支架的定期檢查和保養修理，及時更換易損件，二是對液壓支架的實地工作面做好穩固和頂面加固，三是操作人員要提升自身理論知識水平和操作技能。這樣可以確保液壓支架處于良好的工作狀態，保障綜采工作面作業的順利進行，提高煤炭企業的綜合生產效益。

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