淺析液壓支架初撐力不足相關問題

【摘要】隨著機械化采煤的發(fā)展，近年來液壓支架成為重要的綜采設備，其初撐力對于直接頂板的穩(wěn)定性和破壞程度具有較大的影響，同時對于圍巖的平衡狀態(tài)及減緩頂板早期下沉影響也較大。一旦液壓支架初撐力達不到設計標準要求，則極易導致頂層發(fā)生破碎，使其支撐能力喪失，從而導致惡性事故發(fā)生。文中對液壓支架初撐力不足的原因進行了分析，并進一步對提高液壓支架初撐力的具體方法進行了闡述。

【關鍵詞】液壓支架初撐力保證系統(tǒng)千斤頂

近年來，我國煤炭企業(yè)取得了較快的發(fā)展，而在綜合機械化采煤過程中，液壓支架得以成為非常重要的綜采設備。通過對綜采工作面事故的分析表明，由于液壓支架初撐力的影響而導致事故發(fā)生占有較大的比率，特別是在目前的頂板事故和生產設備事故中，支架初撐力不足是導致事故發(fā)生的最主要原因。

1、液壓支架初撐力不足的原因

液壓支架作為重要的綜采設備，在設計時對其初撐壓力都有較嚴格的規(guī)定，需要達到額定工作壓力的百分之八十左右，但在實施綜合工作面生產過程中，初撐力很難達到這個標準要求，導致這種情況發(fā)生的原因是較多的，大致有以下幾種：

1.1泵站壓力受到限制

目前綜采工作面泵站主要以國產乳化液泵站為主，其最高額定壓力通常為35MPa，在這種泵站設計中，進回液管路中存在著一段管徑較大的膠管，這就需要保證膠管在使用過程中的不能破裂，所以在對泵站的調定壓力進行設計時，通常都會小于規(guī)定的壓力值，這樣就導致液壓支架的初撐力很難達到實際要求的設計要求。

1.2供液時間較短

隨著綜采技術的快速發(fā)展，工作面高產高效的特性越發(fā)的體現出來，這在很大程度上有效的帶動了采煤機的牽引速度，這就要求設備要有較快的推進速度，所以需要支架也要具有較高的移架速度，這樣支架的供液時間就會縮短，從而導致升柱動作結束后，在沒有達到足夠的時間就停止了供液，使支架初撐壓力未達到設計值。

1.3乳化液存在泄漏

井下工作環(huán)境都較為惡劣，乳化液不僅粘度較低，而且污染物含量也較大，這樣就導致液壓元件的密封性能較差，極易出現乳化液漏液，從而使系統(tǒng)壓力出現不同程度的降低，存在供液不足的現象。

1.4供液系統(tǒng)的壓力損失過大

目前綜采工作面采用的移動式乳化液泵站與工作面之間距離較長，這樣在進行供液時就需要較長的距離，乳化液在供液管路、回液管路及各種閥門及管接頭處都會存在不同程度的壓力損失。

1.5人為因素

液壓支架需要由操作工來進行操作，而且操作過程中由于對什么時候需要停止升柱及什么時候能夠達到初撐壓力都沒有具體的規(guī)定，所以就需要操作工依照自身的經驗來進行，這樣就導致部分操作工由于工作經驗缺乏，在很多情況下根本無法達到設計要求的初撐壓力。

1.6初撐時間較長

近年來，隨著液壓支架采高的增加，立柱缸徑的增大，立柱內充液量的增加，這樣就導致液壓支架要想達到初撐壓力需要的時間較長，而在實際工作中，往往為了追機移架，則無法對初撐力的時間進行保證。

2、提高液壓支架初撐力的具體方法

2.1等待補液初撐力保證系統(tǒng)

液壓支架在循環(huán)作業(yè)中需要執(zhí)行降架、移架和升架的操作過程中，而在整個操作過程中最后一個動作通常為升柱，通常在升柱結束后，可以采取任何方式對立柱下腔進行繼續(xù)供液，而且升柱及下循環(huán)的降柱整個過程中，只有立柱下腔壓力比系統(tǒng)壓力低時，則可以進行補液，這時初撐壓力就達到了泵壓的機會。

2.1.1壓力順序控制操縱閥的初撐力保證系統(tǒng)

這種初撐力保證系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點，其只需要進行操作方式的改變，而不需要增加元件，系統(tǒng)不僅簡單，而且具有較好的可靠性，操作工不需要較長的初撐打壓時間即可完成工作，而且移架速度較快，當系統(tǒng)內部存在故障時，可人為對其操作閥進行復位操作，將初撐自保方式取消，這樣可以有效的保證主系統(tǒng)能夠可靠的進行工作。

2.1.2帶有隨柱動作初保閥的初撐力保證系統(tǒng)

它的初撐力保證能力完全類同于壓力順序控制操縱閥的初撐力保證系統(tǒng)。它只有在支架下一個工作循環(huán)降柱時才能切斷二位二通閥的供液， 也就是說支架最后一個動作升柱結束后至下一循環(huán)的降柱， 支架在整個承載工作狀態(tài)下二位二通閥一直處于開啟狀態(tài)。主要優(yōu)點是：初撐力保證過程與支架工的操縱沒有關系，操縱簡便；可以縮短操作工的初撐打壓時間，有利于提高支架的移架速度。該系統(tǒng)除存在壓力順序控制初撐力保證系統(tǒng)的缺點外還存在以下缺點；立柱下腔的壓力封閉方式，由原來的一個單向閥增加到2個，使立柱承載可靠性降低了50%；當立柱活塞密封失效時，經二位二通閥、單向閥一直補充給立柱下腔的高壓液經上腔回到油箱，又不能方便地去除初撐力保證系統(tǒng)，必然要損失主系統(tǒng)的流量，影響支架的其它動作；支架的空載升架動作只能用降柱操作才可停止；每根立柱要增加一根常通高壓的膠管，不便于檢修和維護。

2.2推移千斤頂

采用推移千斤頂提高初撐力是目前正在研究的一種新方法，該方法的主要特點是采用2個調定開啟壓力不同的液控單向閥，可以將其分為A和B，完成對立柱下腔的增壓。當開始推溜時，壓力液流入缸的右腔，由于閥A、B處于關閉狀態(tài)，因而在缸左腔形成一定的背壓，當背壓值高于供液壓力約20%時，閥B導通，高壓液體經閥進入兩個立柱下腔，使立柱下腔壓力增加。當立柱下腔壓力升至某一調定值時，閥A通，將多余的液體接至回液管路，使立柱下腔壓力保持恒定。采用這種方式時，液壓支架的最大初撐力與液壓缸左、右腔的有效作用面積和閥A的調定壓力有關，具有增壓器增壓的優(yōu)點，而且結構簡單，成本低。液壓支架的動作順序改變時，只須對連接管路稍作改動即可。

2.3獨立供液系統(tǒng)的初撐力保證系統(tǒng)

這是一種處于研發(fā)階段的系統(tǒng)，可以有效的對等待補液撐力保證系統(tǒng)的缺點進行克服，確保初撐力能夠達到規(guī)定的標準要求。該系統(tǒng)具有較多的優(yōu)點，當液壓支架升柱操作到支架接頂后就可以停止操作，由獨立的初撐力保證系統(tǒng)來完成立柱下腔的增壓過程，可以縮短每架支架的移架時間，確保每架支架都能夠達到額定初撐力，而且對頂板的主動支撐力具有均勻性和一致性，不會受到人為因素的影響，更利于實現對頂板的維護和管理，確保了工作面的安全性，使支架的支撐性能得到有效的發(fā)揮，有利于勞動工效的提高，而且使支架使用成本得到降低。

3、結束語

實際綜采工作平臺上所使用的液壓支架在工作中其實際初撐力往往都低于額定初撐力，這樣就會導致很多問題的發(fā)生。所以在實際工作中，對初撐力要求較高的頂板，而供液系統(tǒng)壓力又無法達到要求時，則可以利用增壓裝置來對初撐力進行提高，確保支護的質量和采煤工作的安全進行。

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