綜采工作面液壓支架故障及預(yù)防措施

焦飛飛

（潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司， 山西 晉中 032600）

引言

液壓支架是綜采工作面重要機(jī)械設(shè)備之一，工作面在回采過(guò)程中液壓支架可對(duì)頂板進(jìn)行有效支護(hù)，從而保證工作面安全回采；但是在實(shí)際綜采工作面回采期間，由于支架數(shù)量多，支架管理水平不到位，以及施工人員對(duì)支架操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，?dǎo)致液壓支架經(jīng)常出現(xiàn)故障，例如千斤故障、液壓閥故障等，不僅增加了支架維修費(fèi)用，而且降低了頂板支護(hù)效果，威脅著工作面回采安全；對(duì)此，為了進(jìn)一步提高液壓支架穩(wěn)定性，潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司機(jī)電部對(duì)液壓支架常見故障進(jìn)行分析，并提出了合理的對(duì)策措施[1]。

1 液壓支架組成

金屬結(jié)構(gòu)件。液壓支架通過(guò)頂梁、底座、掩護(hù)梁承載工作面各角度的壓力，在實(shí)際生產(chǎn)中，支架的頂梁與工作面的頂板接觸后支撐頂板壓力，掩護(hù)梁承載工作面部分頂部的水平推力，同時(shí)對(duì)采空區(qū)冒落的煤矸石有支撐作用。支架的底座與工作面的頂板接觸后，工作面垂直方向的壓力通過(guò)頂板、立柱傳遞到支架底座，完成支架對(duì)整個(gè)工作面的支撐。

控制元件。操作人員可以通過(guò)操控控制元件完成支架各個(gè)相應(yīng)的動(dòng)作。支架的控制元件有以下幾種：操作閥、控制閥、單向閥及各類高壓膠管。

傳動(dòng)介質(zhì)。乳化液在乳化液泵壓力的作用下，將乳化液通過(guò)膠管傳遞到工作面支架閥組上，為支架的前進(jìn)、支護(hù)、拉架提供動(dòng)力。

執(zhí)行構(gòu)件。液壓支架的支撐元件由立柱、千斤頂和平衡千斤頂組成。立柱作為大型千斤頂，主要是支撐整個(gè)工作面的垂直支撐力，因此立柱的強(qiáng)度、材料都必須滿足工作面的頂板壓力。液壓支架千斤頂主要是完成采煤機(jī)回采后支架的前移、推溜及拉架動(dòng)作。平衡千斤頂主要是承載部分頂部圍巖壓力，通過(guò)改變角度控制頂梁與掩護(hù)梁的支撐能力。

輔助裝置。為了能夠保障液壓支架在工作面的正常使用，設(shè)計(jì)人員在支架上安裝照明、防塵、防滑、插板及活動(dòng)側(cè)護(hù)板等裝置，確保支架在生產(chǎn)中保障工作面的順利推進(jìn)[2]。

2 液壓支架常見故障

2.1 支架傾斜、倒架甚至翻倒

在綜采工作面的支架使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，支架常常由于穩(wěn)定性不夠出現(xiàn)傾斜、倒架、翻倒事故。這是由于支架的頂梁與底座移動(dòng)時(shí)不同步造成頂梁與底座兩者在煤層底板法線的位移不同，導(dǎo)致事故的發(fā)生。在工作面正常生產(chǎn)時(shí)，當(dāng)工作面有一個(gè)支架出現(xiàn)倒架時(shí)如果不能及時(shí)處理，將會(huì)導(dǎo)致附近幾個(gè)支架全部?jī)A斜。處理大面積倒架事故不僅會(huì)浪費(fèi)寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，還會(huì)影響工作面的正常生產(chǎn)。出現(xiàn)這類事故的原因很多，其中最容易引起事故的原因是支架底煤在前移時(shí)沒有將浮煤清理干凈。因此，在工作面支架前移時(shí)要安排專人對(duì)支架前的浮煤進(jìn)行清理，特別是浮煤已經(jīng)影響到支架的正常前移，切不可帶壓強(qiáng)行移架。支架在前方有浮煤或帶壓移架時(shí)，由于支架底板不能均勻受力，導(dǎo)致支架前移時(shí)發(fā)生傾斜，如果處理不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致工作面支架大面積癱瘓[3]。

2.2 液壓閥故障

液壓閥作為支架工作的控制元件，由于使用頻率高、閥組內(nèi)部壓力大、維護(hù)檢修力度差等原因造成液壓閥常常發(fā)生故障。這主要與液壓閥的制作材料及工作環(huán)境惡劣有關(guān)。液壓閥的材料為聚氨酯，現(xiàn)在各生產(chǎn)廠家對(duì)該材料的研究還不夠充分，生產(chǎn)出的液壓閥還不能達(dá)到生產(chǎn)要求，而且閥組內(nèi)部密封圈生產(chǎn)或老化引起密封圈變質(zhì)。密封圈變軟會(huì)造成內(nèi)部液體從密封圈附近噴射，密封圈變軟會(huì)造成密封圈不能與周圍緊密結(jié)合。

2.3 千斤頂故障

支架千斤頂故障最常發(fā)生在推移千斤頂上。由于推移千斤頂體積、質(zhì)量較大等原因造成更換難度較大，一般多以維護(hù)為主。但由于綜采工作面空間小，千斤頂出現(xiàn)漏夜時(shí)只能在焊接部位進(jìn)行特殊處理，造成密封區(qū)域表面粗糙，不能達(dá)到密封要求影響密封效果[4]。

底座故障。在實(shí)際生產(chǎn)中，支架底座在受力不均時(shí)很容易造成底座筋斷裂、球窩碎裂，再加上綜采工作面各區(qū)域的底煤硬度不同，造成支架前移時(shí)底座不穩(wěn)定，當(dāng)頂板來(lái)壓時(shí)，底板會(huì)出現(xiàn)變形或折斷。因此在工作面支架前移時(shí)要安排專人對(duì)支架底板的受力情況進(jìn)行觀察，確保支架底板完全接地后再前移。

自動(dòng)降架和死架。當(dāng)支架出現(xiàn)漏液時(shí)，支架會(huì)由于內(nèi)部壓力不夠造成支架自降。工作人員在遇到這種情況時(shí)要及時(shí)進(jìn)行處理，不可帶病作業(yè)，將故障消滅在萌芽狀態(tài)。立柱作為液壓支架的主要支撐機(jī)構(gòu)，不但起到支撐頂板壓力的作用，還能靈活調(diào)節(jié)支架的高度，當(dāng)液壓膠管損壞常常造成乳化液泄露，無(wú)法正常供液[5]。

3 預(yù)防措施

3.1 嚴(yán)格按照技術(shù)要求對(duì)接安裝

由于支架液壓系統(tǒng)比較復(fù)雜，在支架的使用和安裝時(shí)如果不能按照工序工藝要求安裝，將直接導(dǎo)致后期支架液壓系統(tǒng)的維護(hù)難度大。為了能夠更好地對(duì)支架進(jìn)行管理，支架的每道工序工藝要嚴(yán)格按照工序進(jìn)行。

3.2 降低系統(tǒng)污染的可能性

入井前有專人負(fù)責(zé)對(duì)支架膠管及組件進(jìn)行驗(yàn)收。由于生產(chǎn)廠家制作工藝水平參差不齊造成產(chǎn)品效果不一，因此需要加強(qiáng)對(duì)支架配件的檢驗(yàn)，減少設(shè)備事故率。日常維護(hù)中，要對(duì)每道工序進(jìn)行清潔處理，防止外部污染物對(duì)液壓系統(tǒng)造成污染，提高支架的使用壽命。

3.3 定期檢修

操作人員在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)密封圈附近有乳化液泄露應(yīng)及時(shí)停泵，同時(shí)對(duì)損壞的密封圈進(jìn)行更換，更換后支架初撐力達(dá)到要求，方可提高泵站壓力。綜采檢修工需定期對(duì)支架液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，日常生產(chǎn)中操作人員發(fā)現(xiàn)故障時(shí)需及時(shí)停機(jī)進(jìn)行處理，切不可帶病繼續(xù)作業(yè)，防止事故擴(kuò)大。按時(shí)對(duì)支架上的安全閥進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)安全閥失效時(shí)及時(shí)更換。

3.4 發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理

支架在處理故障時(shí)要使用專用的檢修工具進(jìn)行檢修，在液壓閥組發(fā)生故障時(shí)需對(duì)周圍的煤泥進(jìn)行清理后方可開蓋，對(duì)密封性要求嚴(yán)密的閥組，必要時(shí)可以出井進(jìn)行拆卸，防止污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)中造成更大的損壞。

4 結(jié)語(yǔ)

潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司機(jī)電部通過(guò)分析液壓支架在使用過(guò)程中常見故障，提出相應(yīng)的對(duì)策措施。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，采取措施后阜生煤礦綜采工作面液壓支架故障率由原來(lái)的14.5%降低至2.4%，全年可降低支架維修費(fèi)用達(dá)75 萬(wàn)元，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。