減少液壓支架出井大修理的方案研究

高 建

（大同煤礦集團朔州煤電有限責任公司，山西 朔州 036300）

液壓支架的廣泛應用為煤礦生產起到了保駕護航作用，但是由于設備搬家前的出井大修理工作周期比較長，嚴重影響綜采效率，所以，可以適當減少上井大修次數，滿足工作面接續要求。

1 新設計制造的液壓支架

1.1 提升液壓支架結構設計和強度

1.1.1 頂梁柱帽問題

對于大工作阻力液壓支架（ZF10000、ZF13000），頂梁的柱帽一般為鑄件，由于鑄件個體比較大，但是壁厚不是非常均勻，在鑄造過程中可能會存在疏松、縮孔、微裂紋等缺陷，導致鑄件強度受到影響。在井下回采過程中，當頂板壓力劇烈時，容易對鑄件造成損壞。 在朔煤公司下屬礦井中均發生過支架在井下頂梁的柱帽損壞現象。因此新設計的大工作阻力液壓支架建議采用小柱帽結構。

1.1.2 提高鉸接部位受力孔的結構件強度

在新支架設計過程中要充分考慮液壓支架井下長時間使用的因素，在受力大的鉸接部位，提高鉸接銷軸與結構件鉸接孔的接觸面積，減小主要鉸接孔的變形問題，盡量使鉸接孔變形在允許范圍內，滿足支架穩定性和強度要求。例如：掩護梁與頂梁鉸接部位、頂梁與前梁鉸接部位等。

1.1.3 優化結構件關鍵部位結構和焊接工藝

（1）前梁鉸接耳板生根設計，避免因焊接缺陷而造成的斷裂；

（2）優化頂梁柱帽結構，增加腔體，該斷面安全系數由傳統的1.2提高到1.3，采用鍛造小柱帽結構，減小鑄造柱帽缺陷，增強柱帽抗沖擊性能；

（3）四連桿鉸接孔處加強設計，增加銷軸接觸耳板厚度，降低耳板變形概率；

（4）掩護梁中檔腹板安全系數由傳統的1.4提高到大于1.5；

（5）底座柱窩由傳統的鑄造件升級為鍛造件，提高其可靠性。

1.2 提高制造工藝水平，嚴格控制制造質量

1.2.1 提高制造工藝水平

提高立柱的加工精度，尤其是立柱外缸的內壁粗糙度。一方面可以保證缸體內壁受腐蝕影響降低，另一方面可以保證密封件的壽命和密封性能。

優化焊接工藝，尤其是高強度板或者超高強度鋼板必須制訂合理的焊接施工工藝，確保焊縫強度、結構件強度。

1.2.2 嚴格控制制造質量

（1）提高檢驗手段。在液壓支架制造過程中，尤其是結構件焊接過程中，應該采取焊縫抽檢的手段，比如焊縫超聲波、磁粉、著色等無損探傷，對結構件焊縫進行檢測，尤其是檢測鉸接部位的焊縫狀況。立柱千斤頂加工，應嚴格控制同軸度、表面光潔度和鍍層厚度，提高加工精度。

（2）嚴格控制過程檢驗。制造廠嚴格檢驗過程控制，結構件嚴格控制鉚組尺寸，筋板嚴格控制坡口尺寸，焊縫嚴格控制焊縫高度和質量，保證焊縫強度和組裝尺寸。

（3）嚴格提升支架出廠驗收，嚴把整架質量關。嚴把批量出廠的液壓支架質量，避免支架帶病下井、帶病作業。對批量出廠的液壓支架進行抽檢壓架是檢驗制造工藝和質量的一種非常有效的手段。

2 現井下使用的液壓支架

2.1 乳化液濃度和清潔度嚴格控制

乳化液是工作面動力源，是影響立柱、千斤頂、閥的使用質量和壽命的關鍵因素，因此要嚴格控制工作面泵站的乳化液濃度和清潔度。

2.2 提高工作面標準化管理

（1）加強工作面管理，保證液壓支架高度統一，防止支架高低不平出現咬架現象，避免結構件損壞。

（2）架前如果堆積一些碎煤、碎矸會造成支架回采推進過程中不穩定，也就是說，支架“腳板”踩的比較虛，支架容易跟著地質狀況漂移，造成支架自身、支架鄰架之間的傷害，所以要及時清理架前煤。

2.3 適當擴大支架備件品種

目前，朔州煤電公司所屬的各煤礦，一般為支架備用了大量的立柱、千斤頂、膠管等，在此基礎上，還應該適當的備一些受力銷軸、U卡、方擋銷等零件。當支架某一銷軸損壞后，本來結構件或者立柱千斤頂還沒有損壞，可是由于長時間沒有補充銷軸，結構件、立柱千斤頂長時間處于無約束狀態，也會發生意外損壞。備件嚴把質量關，原則上采用原廠件。還應準備一些閥芯、頂桿、小密封圈等易損件，在液壓系統某個構件發生問題后，及時更換補充，避免小毛病向大毛病發展。

2.4 在搬家倒面時，提前準備更換的部件

對一些易發生損壞的小結構件提前做準備計劃，搬家前備齊，可以在井下更換安裝，避免支架出井修理更換。構件在井下損壞后，通過一定的技術手段，支架還可以繼續工作，為確保后續工作面使用，建議準備新品，搬家過程中將其換新。

2.5 提高操作人員業務素質

通過培訓，使操作工達到對設備性能和功能熟悉，避免誤操作或一味蠻干，給液壓支架帶來一些不必要的損壞。

2.6 支架故障應及時處理

當支架在井下出現問題時，應該及時處理，較復雜問題請專業人員來處理，不能等問題延伸到一定程度后再去處理。在回采過程中，帶病的支架若繼續工作只會讓問題進一步惡化，最終可能會到無法修復的程度。

2.7 膠管和閥類零件

膠管是易損件，在搬家過程中做好保護處理，膠管和接頭一般損壞量并不大，小批量的更換即可（在大修理過程中要求全部換新，多數是因為在支架大修理拆解時損壞了膠管或者其接頭護套等）。閥類零件如果更換內部配件無法修復的，應適當配置備品備件，可在井下進行更換。

3 結語

減少支架上井大修次數，既可以減少人力物力的使用，又可以節省搬家時間，對于提高煤礦效益具有十分重要的意義。