液壓支架立柱以及千斤頂?shù)墓收显蚺c改善措施

宋昊妍

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司安全管理監(jiān)察局， 山西 大同 037003）

引言

同煤集團(tuán)某礦具備664 臺(tái)采煤工作面液壓支架。在各項(xiàng)條件中，該礦井的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，具體而言地面標(biāo)高的范圍為-670～-871 m，工作面的傾斜長(zhǎng)度為229 m，采高為7.2 m，工作面的平均傾角度為28°，走向長(zhǎng)度的范圍為600 ～1 211 m，并且具有較多的斷層以及頂板具有破碎的情況。除此之外，工作面井下具備大量的腐蝕性介質(zhì)，平均相對(duì)濕度大約達(dá)到75%以上。由于受腐蝕性介質(zhì)的影響，液壓支架立柱以及千斤頂會(huì)有一定程度的磨損、侵蝕以及偏載等，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致設(shè)備失效，給現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)帶來(lái)一定的危害。基于這種情況和條件，本研究經(jīng)過(guò)對(duì)立柱和千斤頂?shù)膿p壞情況進(jìn)行詳細(xì)研究分析，有針對(duì)性地尋找避免損壞的措施，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用反饋取得了較好的成效。

1 立柱和千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)介紹

1.1 立柱的結(jié)構(gòu)

立柱是幫助液壓支架實(shí)現(xiàn)承載以及支撐功能的重要構(gòu)造，根據(jù)伸縮的級(jí)數(shù)，立柱可分為以下三種類(lèi)型，分別是三伸縮（較少使用）、雙伸縮以及單伸縮（加長(zhǎng)桿）。其中，雙伸縮立柱型是由以下部件構(gòu)成，分別是內(nèi)活柱構(gòu)成2 級(jí)缸、外活柱構(gòu)成1 級(jí)缸、導(dǎo)向套以及活塞等。單伸縮立柱分為帶機(jī)械以及不帶機(jī)械加長(zhǎng)桿。具體而言，構(gòu)成單伸縮立柱的主要構(gòu)造有缸體、活塞、連接件以及密封件等。

1.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)

各類(lèi)千斤頂在液壓支架工作中完成狀態(tài)調(diào)整、護(hù)幫、推移或拉移運(yùn)輸機(jī)等工作，按結(jié)構(gòu)的不同可以分為柱塞式和活塞式兩種。千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)包括缸體、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、支撐環(huán)、密封件等。

2 立柱和千斤頂?shù)氖问胶透纳拼胧?/h2>

基于周邊作業(yè)環(huán)境和條件的不利影響，采煤工作面液壓支架立柱和千斤頂會(huì)產(chǎn)生例如缸體內(nèi)部竄液及爆裂、缸口漏液、活塞桿彎曲變形、運(yùn)行緩慢等失效情況。經(jīng)過(guò)對(duì)液壓缸產(chǎn)生失效的影響因素作深入的分析，制定一系列相應(yīng)的改進(jìn)方案，并且經(jīng)應(yīng)用作進(jìn)一步的改進(jìn)。

1）缸體內(nèi)壁出現(xiàn)銹蝕、坑斑導(dǎo)致立柱和千斤頂動(dòng)作緩慢或者失效。失效會(huì)帶來(lái)竄液，從而會(huì)引發(fā)液壓支架發(fā)生自降。產(chǎn)生問(wèn)題的原因有兩點(diǎn)：第一，乳化液的濃度比3%的標(biāo)準(zhǔn)更低；第二，沒(méi)有采用純水乳化液，礦井水元素含量中的氯離子、硫酸根離子超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)缸壁產(chǎn)生銹蝕。要解決這類(lèi)問(wèn)題有兩種措施：嚴(yán)格控制乳化液的配比濃度，并且保證該水平至少達(dá)到3%及以上的濃度；裝置具有反滲透功能凈化水設(shè)備，嚴(yán)格控制礦井水含量中各離子在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

2）缸體內(nèi)壁出現(xiàn)拉傷劃痕。與第一種問(wèn)題一樣，這類(lèi)失效類(lèi)型產(chǎn)生的現(xiàn)象同樣是液壓支架立柱及千斤頂出現(xiàn)動(dòng)作緩慢或者失效，而且竄液也會(huì)引發(fā)液壓支架發(fā)生自降的影響。產(chǎn)生第二類(lèi)問(wèn)題的原因有：乳化液系統(tǒng)中的機(jī)械雜質(zhì)比較多，容易刮傷密封以及缸壁；液壓支架傾斜使得液壓缸發(fā)生偏載，引發(fā)活塞導(dǎo)向環(huán)與缸壁磨損比較嚴(yán)重。這類(lèi)問(wèn)題的解決辦法有兩種：第一種是及時(shí)清洗本架高壓過(guò)濾器，并且及時(shí)更換損壞的部件；其次，可以對(duì)支架的狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，有效規(guī)避偏載。

3）缸體產(chǎn)生漲缸或者爆裂，導(dǎo)致立柱和千斤頂?shù)墓δ軉适бl(fā)液壓支架自降、降低作業(yè)效率問(wèn)題。產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因有：第一是安全閥發(fā)生失效使得外載荷一直增加；第二是缸體磨損比較嚴(yán)重，缸壁發(fā)生變薄，或者缸體因受力發(fā)生變形。應(yīng)對(duì)該問(wèn)題的解決辦法也有兩種：第一，可嚴(yán)格按照壓力表對(duì)已失效的安全閥進(jìn)行及時(shí)調(diào)整更換；第二，可及時(shí)更換外壁嚴(yán)重銹蝕或者變形的缸體。

4）活塞密封發(fā)生損壞，導(dǎo)致活塞桿出現(xiàn)爬行、伸出慢或者不動(dòng)作的現(xiàn)象。這種失效可能帶來(lái)降低液壓支架效率的影響。出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因可能是密封件出現(xiàn)老化或磨損降低了壓縮量。解決該問(wèn)題的方法有挑選質(zhì)量較好的密封件；建立液壓缸的檔案制度，并對(duì)其按時(shí)更換，保證維修。

5）導(dǎo)向套處產(chǎn)生漏液，導(dǎo)致機(jī)器動(dòng)作慢或者失效，還會(huì)帶來(lái)降低效率，浪費(fèi)乳化液?jiǎn)栴}。引發(fā)這種問(wèn)題的原因有三點(diǎn)：第一，活塞桿發(fā)生變形、彎曲；第二，導(dǎo)向套處缸體銹蝕產(chǎn)生麻坑；第三，導(dǎo)向套密封刮傷或者老化嚴(yán)重。解決這類(lèi)問(wèn)題的方法也有三種，分別是對(duì)彎曲變形的活塞桿及時(shí)更換；對(duì)不合要求的缸體及時(shí)維修更換；采取一定的防護(hù)措施，比如，鍍層涂油等，對(duì)千斤頂密封及時(shí)更換。

6）活塞產(chǎn)生脫落導(dǎo)致機(jī)器功能喪失，同時(shí)還會(huì)使液壓支架的動(dòng)作喪失。出現(xiàn)這類(lèi)失效的原因是活塞的卡簧或者卡塊發(fā)生脫落，從而引發(fā)活塞脫落。進(jìn)一步加強(qiáng)維修質(zhì)量可以解決這類(lèi)問(wèn)題，保證活塞不發(fā)生脫落。

7）活塞桿發(fā)生彎曲變形是最后一種失效類(lèi)型，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象有機(jī)器引發(fā)動(dòng)作緩慢或者失效。這類(lèi)問(wèn)題會(huì)降低設(shè)備工作效率。引發(fā)這類(lèi)失效的原因通常是液壓缸受偏載或者外力引發(fā)變形彎曲，因此，解決這種問(wèn)題的措施主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理，盡量規(guī)避偏載或者外力。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

同煤集團(tuán)該礦所用的664 臺(tái)采煤工作面液壓支架，在綜合應(yīng)用這些防液壓支架立柱和千斤頂失效措施后，液壓支架立柱和千斤頂失效情況明顯減少，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中液壓缸也不再發(fā)生大量損壞的現(xiàn)象，有效延長(zhǎng)了液壓支架的整體使用壽命，更好地保障了礦井安全生產(chǎn)。