綜采面液壓支架故障診斷及檢測技術(shù)探究

趙曉宇

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 大同 037000）

引言

隨著國際開采行業(yè)的發(fā)展與開采技術(shù)的不斷提高，中國的煤礦生產(chǎn)行業(yè)也將如何高效地開采作為當(dāng)下綜采的發(fā)展目標(biāo)[1]。當(dāng)下我國綜采工作面情況復(fù)雜，如何能夠安全地進(jìn)行煤礦開采，是影響高產(chǎn)高效開采的首要問題。綜采工作面的效率決定著礦井的開采效率，由于礦井內(nèi)的環(huán)境較差，人力開采的效率較慢，所以，液壓支架起著至關(guān)重要的作用。鑒于此，研究在減少液壓支架故障發(fā)生的同時如何有效地提高礦井的開采效率具有重要意義。

1 綜采面液壓支架主要結(jié)構(gòu)

綜采面液壓支架的主要結(jié)構(gòu)分為四個部分，第一部分是液壓支架的承載結(jié)構(gòu)件，其包含四種零部件，分別為頂梁、底座、掩護(hù)梁、前后連桿（見圖1）。其中頂梁是通過和頂板進(jìn)行接觸，使液壓支架得到一定的支撐力，同時對液壓支架的頂板起到了保護(hù)作用；其次，液壓支架的底座通過與底板進(jìn)行接觸，從而得到一定的支撐力，使液壓支架的其他部件可以支托立柱在底座之上；液壓支架的掩護(hù)梁是其頂梁和底座的連接處，這一位置需要承受對支架的水平力及頂板壓力，進(jìn)一步保障整體液壓支架的使用安全；其中液壓支架的前后連桿是提高整體頂板控制的主要部分，在進(jìn)行液壓支架的升降時，液壓支架的頂梁會進(jìn)行位置移動，此時液壓支架的前后連桿移動能夠使頂梁的端距變小，進(jìn)而保障了液壓支架的使用安全性。第二部分是執(zhí)行元件，執(zhí)行元件是由立柱和千斤頂組成的，立柱的缸徑通常為140～420 mm 之間；千斤頂又分為平衡千斤頂、伸縮千斤頂?shù)?，千斤頂?shù)母讖綖?3～200 mm。第三部分是控制元件，控制元件通常分為方向控制閥和壓力控制閥，壓力控制閥是對液壓元件的液壓壓力進(jìn)行控制，當(dāng)液壓壓力超過一定壓力時，壓力控制閥就會開啟，這種壓力控制閥通常被稱為安全閥；方向控制閥是對千斤頂或立柱進(jìn)行額外阻力控制元件，使立柱和千斤頂?shù)墓ぷ髑灰后w得到控制，通常被稱為液控單向閥。第四部分是輔助裝置，輔助裝置的種類有很多，例如推移裝置、復(fù)位裝置、保護(hù)裝置等。這些裝置可以有效地使液壓支架得到良好的運(yùn)行及安全防護(hù)[2]。

圖1 液壓支架結(jié)構(gòu)圖

2 綜采面液壓支架工作原理

液壓支架是對工作人員的工作面進(jìn)行調(diào)節(jié)的支架，通過高壓乳化液產(chǎn)生動能，進(jìn)而使支架可以上下左右地移動，讓工作人員可以有效地進(jìn)行調(diào)整。向上進(jìn)行調(diào)節(jié)時，通過液控單向閥進(jìn)入立柱油缸，使頂梁向上移動，進(jìn)而使液壓支架向上移動。向下移動和向上移動相似，唯一不同的是活塞桿進(jìn)行收縮，使頂梁向下移動。左右移動，是通過對換向閥門進(jìn)行移動，讓活塞桿進(jìn)行收縮，進(jìn)而使液壓支架進(jìn)行移動。前后移動是通過對換向閥門進(jìn)行向下移動，以支架為支點對千斤頂進(jìn)行橫移，對液壓支架進(jìn)行移動。

3 綜采面液壓支架常見故障

3.1 支架部件損壞

在液壓支架的故障中結(jié)構(gòu)件故障是非常常見的，其中最容易損壞的結(jié)構(gòu)件是護(hù)幫裝置和側(cè)推裝置，這兩種裝置經(jīng)常會受到擠壓或碰撞，導(dǎo)致其斷裂及變形。在工作中這兩種裝置的維修是非常困難的，所以如何解決結(jié)構(gòu)件故障是非常重要的一個問題。

3.2 支架自降不穩(wěn)

液壓支架自降不穩(wěn)，通常是由于液壓系統(tǒng)問題及支柱密封性不好，液壓系統(tǒng)問題是由閥門泄露等原因引起的。支柱密封性是由于密封處老化或者支柱漏液導(dǎo)致的，以上情況都有可能導(dǎo)致液壓支架自降不穩(wěn)。

3.3 支架油缸泄漏

液壓支架的油缸泄漏分為兩種，分別是內(nèi)部泄漏和外部泄漏。這兩種泄漏方式都是非常嚴(yán)重的問題，當(dāng)出現(xiàn)外部泄漏時，主要的表現(xiàn)為油缸表面出現(xiàn)裂痕，活塞桿和接頭處出現(xiàn)漏液流出的現(xiàn)象。外部泄漏會導(dǎo)致油缸的內(nèi)部壓力降低，嚴(yán)重地影響工作性能，存在安全隱患。外部泄漏是非常明顯的，工作人員可以第一時間發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行修復(fù)。內(nèi)部泄漏是指油缸內(nèi)部出現(xiàn)液體泄漏，通常是指高壓側(cè)的液體流到了低壓側(cè)，使油缸的內(nèi)側(cè)壓力降低，影響油缸的正常運(yùn)行，使液壓系統(tǒng)的性能大幅度降低。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的液體達(dá)到了一定程度時，立柱就會受到嚴(yán)重的影響，此時頂板的安全問題無法得到保證。并且內(nèi)部泄漏是非常不易被發(fā)現(xiàn)的，長時間的泄露會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的元件損壞，影響工作效率[3-4]。

3.4 液壓系統(tǒng)故障

當(dāng)液壓支架出現(xiàn)故障時，其中大部分的原因是液壓元件的損壞導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障，這種故障的原因有很多種，例如污染、元件的質(zhì)量參差不齊等。當(dāng)出現(xiàn)液壓支架無法移動的情況時，就應(yīng)立刻對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并進(jìn)行維修。

4 綜采面液壓支架故障處理方法

4.1 定期維修檢查零部件

在液壓支架的使用中，工作人員應(yīng)定期對液壓支架的零部件進(jìn)行檢查和維修，由于液壓支架的長期使用，磨損及故障是非常容易被出現(xiàn)的。若長時間沒有進(jìn)行維修，液壓支架的使用壽命會大幅度減少，因此檢查和維修是必要的，以防對液壓支架造成不可挽回的損失。例如，支架油缸的內(nèi)部泄漏，內(nèi)部泄漏是工作人員很難發(fā)現(xiàn)的。為了防止內(nèi)部泄漏，工作人員就應(yīng)按時進(jìn)行檢查，保障油缸的正常運(yùn)行。

4.2 規(guī)范液壓支架的使用

正確地使用液壓支架，也是減少液壓支架故障的有效方法之一。液壓支架的操作是非常困難的，所以在對液壓支架進(jìn)行操作前工作人員需要經(jīng)過培訓(xùn)并且獲得相關(guān)的合格證明。在對液壓支架進(jìn)行使用前，應(yīng)對其進(jìn)行檢查，保證液壓支架可以正常地進(jìn)行使用。工作人員應(yīng)先對各管路、千斤頂及立柱等部件進(jìn)行安全排查，并對擋板進(jìn)行觀察，防止擋板變形而引起的安全隱患。并且在對液壓支架進(jìn)行操作時，周圍的工作人員應(yīng)遠(yuǎn)離液壓支架的工作范圍。在對液壓支架進(jìn)行移動時，應(yīng)保證截止閥屬于開啟狀態(tài)，關(guān)閉所有支架的閉鎖。液壓支架移動前應(yīng)對液壓支架上的物體進(jìn)行清除，防止液壓支架在移動時物體掉落。并且應(yīng)對頂板進(jìn)行檢查，當(dāng)頂板和液壓支架之間沒有空隙時，容易引發(fā)歪架、倒架等現(xiàn)象。在移動液壓支架的過程中，需要利用電液控制系統(tǒng)來對液壓支架進(jìn)行移動，運(yùn)用遠(yuǎn)程控制的方法可以有效地減少工作人員的意外發(fā)生。移動結(jié)束后，液壓支架的中心距離不能超過100 mm 的偏差，并且支架必須排列成直線[5]。

4.3 及時檢測或更換部件

在液壓支架進(jìn)行使用前，應(yīng)對液壓支架進(jìn)行檢測，保證各部件沒有損壞，若發(fā)現(xiàn)損壞部件，應(yīng)及時進(jìn)行更換，防止液壓支架運(yùn)行中出現(xiàn)故障。液壓支架的部件很多，其中較易出現(xiàn)故障的是千斤頂及立柱。在對千斤頂進(jìn)行更換時，先準(zhǔn)備好拆裝工具，在拆卸時應(yīng)檢查液壓支架的內(nèi)部是否存在液壓，若有液壓則應(yīng)排除液壓后再進(jìn)行拆卸，同時應(yīng)注意活塞桿的位置，防止活塞桿滑落，最后安裝好千斤頂即可。在對立柱進(jìn)行更換時，應(yīng)先釋放出安全閥中的壓力，將損壞的立柱取下后，將完好的立柱通過運(yùn)輸機(jī)及滑輪運(yùn)輸至液壓支架尾部，運(yùn)用支架和吊鏈將完好的立柱安裝在液壓支架上的底座柱窩內(nèi)。在安裝前應(yīng)將底座柱窩進(jìn)行清潔，防止液壓支架的性能降低，將損壞的立柱通過運(yùn)輸機(jī)送到指定位置，隨后將立柱的管路安裝好，并進(jìn)行仔細(xì)檢查，若無問題后將壓塊及壓銷進(jìn)行安裝，保障立柱的穩(wěn)定，隨后將立柱升起這樣立柱就更換完畢了。

4.4 加強(qiáng)保潔防護(hù)、防污染

在礦井的特殊環(huán)境下，液壓支架會受到較為嚴(yán)重的污染，這種污染會導(dǎo)致液壓支架的性能無法穩(wěn)定發(fā)揮。所以在使用過程中，應(yīng)加強(qiáng)對液壓支架的清潔工作，進(jìn)行安裝應(yīng)用時，應(yīng)佩戴手套使用清潔劑對液壓支架進(jìn)行清潔，讓液壓支架的污染大幅度減小，提高液壓支架的性能。同時應(yīng)時刻注意周圍環(huán)境，防止礦井灰塵脫落至液壓支架上引起的污染。

5 結(jié)語

隨著液壓支架的廣泛運(yùn)用，液壓支架使用中所存在的問題也逐漸浮出水面，如何在更好地對液壓支架進(jìn)行使用的同時最大限度地發(fā)揮液壓支架的使用價值成為重要的研究目標(biāo)。因此在使用液壓支架的開采過程中，工作人員應(yīng)對其定期進(jìn)行檢查和維修，同時管理人員規(guī)范液壓支架的正確操作，并加強(qiáng)液壓支架的清潔養(yǎng)護(hù)工作管理，通過正確的使用操作有效地延長液壓支架的使用壽命、提高綜采工作面的效率，進(jìn)一步保證工作面安全開采，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益與安全效益。