煤礦液壓支架常見故障及其維護(hù)策略

李曉敏

（西山煤電福利有限公司， 山西 太原 030053）

引言

在煤礦機(jī)械化采煤設(shè)備中，液壓支架是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一。在煤礦開采中，液壓支架和鏟運(yùn)機(jī)、采煤機(jī)等設(shè)備相互配合，承擔(dān)著支撐煤礦工作面的重要任務(wù)。液壓支架的運(yùn)行情況不僅關(guān)系到煤炭生產(chǎn)效率和設(shè)備安全，更關(guān)系著人員安全。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓支架發(fā)展迅速，以電液控制系統(tǒng)為核心的液壓支架控制系統(tǒng)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的液壓支架控制方式，工作面支撐效率和安全性得到了極大的提升[1-3]。當(dāng)前許多研究學(xué)者和企業(yè)都把主要研究方向放在提高液壓支架的控制效率和智能化程度方面，對(duì)于液壓支架的安全管理重視不足，本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料，總結(jié)了液壓支架在使用過(guò)程中常見的故障類型，并對(duì)這些情況進(jìn)行了分類討論，給出了具體的處理建議和維護(hù)措施，旨在提高煤礦液壓支架安全管理水平，縮短故障處理時(shí)間，延長(zhǎng)液壓支架使用壽命，為煤礦企業(yè)降低液壓支架的維護(hù)成本，提高維護(hù)效率。

1 液壓支架油缸常見故障及維護(hù)措施

1.1 液壓支架油缸常見故障

油缸是液壓支架的主要部件，其安裝、材質(zhì)、工作環(huán)境和維護(hù)狀況直接關(guān)系到液壓支架的安全性。油缸經(jīng)常出現(xiàn)的故障有：

1）安裝尺寸不精確。液壓支架的密封裝置安裝時(shí)，其尺寸通常得不到保證，因此油缸的密封性就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，開采就會(huì)受到影響。

2）材質(zhì)選擇不合理。材質(zhì)選擇不合格，煤礦開采人員的生命安全就得不到保障，良好的材質(zhì)可以有效保證煤炭開采安全穩(wěn)定。

3）工作環(huán)境影響。工作環(huán)境對(duì)液壓支架油缸也有影響，油缸密封裝置會(huì)受到污染物和細(xì)微顆粒的影響發(fā)生泄漏。

4）設(shè)備老化。還有一個(gè)原因是設(shè)備老化，老化輕者影響設(shè)備作業(yè)效率，重者造成重大事故。

1.2 維護(hù)措施

1）改善密封性能。油缸組成部分中的活塞是防止油壓泄漏的重要部件，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程對(duì)油缸的密封裝置進(jìn)行維護(hù)。另外要采用質(zhì)量和尺寸合格的部件對(duì)零部件進(jìn)行常規(guī)更換，來(lái)保證其高質(zhì)量運(yùn)行。

2）缸筒的檢查與維修。由于缸筒內(nèi)壁是導(dǎo)致很多油缸故障的原因之一，因此，我們可以經(jīng)常檢查油缸內(nèi)壁出現(xiàn)的拉傷情況判斷其損壞程度，進(jìn)行維修或替換。

3）活塞的維修?；钊麠U和活塞也很重要，若它們出現(xiàn)問(wèn)題后，油缸就會(huì)發(fā)生故障。因此要注意檢修，確定故障后，可對(duì)活塞桿重新鍍鉻或更換活塞。

4）緩沖閥的檢查與維修。緩沖閥直接關(guān)系著液壓支架的運(yùn)行正常與否。因此，當(dāng)緩沖閥出現(xiàn)磨損時(shí)，可判定油缸故障是由于緩沖閥引起的，處理辦法是維修或更換緩沖閥。

2 液壓支架液管和接頭常見故障及維護(hù)措施

2.1 液壓支架的液管和接頭常見故障

1）密封面是液管和接頭等部件最容易出現(xiàn)損壞的元件，一旦密封面破裂就會(huì)導(dǎo)致液壓油滲漏。

2）在安裝液管時(shí)，由于安裝環(huán)境不清潔，導(dǎo)致閥座和密封圈件等部位進(jìn)入了鐵屑或石子等雜物，就會(huì)導(dǎo)致一些密封元件變形，降低密封性能導(dǎo)致液壓油滲漏。如果這些雜物進(jìn)入液壓支架液壓系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致管路堵塞，甚至影響閥門的開閉。

3）在安裝液管和接頭時(shí)要采用與其相配合的密封圈，尺寸太大或者太小的密封圈都會(huì)導(dǎo)致影響密封效果。

2.2 維護(hù)處理措施

1）定期檢查。如果發(fā)現(xiàn)液管接頭等部位出現(xiàn)液壓油滲漏痕跡，應(yīng)當(dāng)檢查密封元件的密封效果，如果發(fā)現(xiàn)密封元件損壞或尺寸不合理，需要立刻對(duì)密封片和接頭進(jìn)行更換。

2）如果發(fā)現(xiàn)有液壓油痕跡且密封元件的密封效果良好，則應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查液管，如果液管老化或者破裂應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換。

3）定期進(jìn)行液壓支架管路、乳化液箱和過(guò)濾器等設(shè)備的檢查和清潔，特別是乳化液變質(zhì)后要進(jìn)行更換。

4）在設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)保持清潔的安裝環(huán)境，對(duì)于已經(jīng)安裝的液壓支架，在容易進(jìn)入液壓系統(tǒng)的備件結(jié)口處增加防塵網(wǎng)，防止異物進(jìn)入。

3 立柱常見故障及維護(hù)措施

3.1 液壓支架立柱所常見故障

1）液壓支架立柱提供的支撐力不滿足支撐要求。

2）立柱不升或不降。立柱不升的原因一般是發(fā)生了變形或液壓系統(tǒng)堵塞。立柱不降的原因一般是在檢修時(shí)發(fā)生了漏液。

3）立柱自降，立柱自降的原因是調(diào)定的壓力值較低，或者由于液壓油經(jīng)安全閥泄漏，液控單向閥無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉鎖。

4）乳化液滲漏，乳化液發(fā)生泄漏的原因在于密封元件的尺寸不合適或者質(zhì)量不好，也有立柱接頭在焊接時(shí)的缺陷導(dǎo)致的。

3.2 維修策略和注意事項(xiàng)

1）針對(duì)液壓支架提供的支撐力不足或立柱不升故障，應(yīng)當(dāng)從兩方面考慮，一方面是液壓油泄漏，此時(shí)應(yīng)該檢查截止閥是否打開，如果截止閥未打開將會(huì)導(dǎo)致液壓支架立柱內(nèi)串液或滲漏，導(dǎo)致立柱不升，此時(shí)只要將截止閥打開即可；另一方面是泵壓不足，此時(shí)的解決辦法是增加泵壓。

2）針對(duì)液壓支架立柱不降，觀察高壓如花液的流動(dòng)情況，如果是由泵站放出的且能夠流入立柱上層，則此時(shí)應(yīng)該使用操作手柄將補(bǔ)液閥門關(guān)閉，使立柱下層管道得以疏通，當(dāng)下層管道疏通完畢后即可降下立柱。

3）對(duì)于不作業(yè)的立柱，首先檢查千斤頂和立柱是否蹩卡，如果無(wú)法找到原因則上井拆驗(yàn)。所有經(jīng)過(guò)維修的立柱應(yīng)當(dāng)逐一進(jìn)行替換和試驗(yàn)。

4 液壓支架失穩(wěn)常見故障及維護(hù)措施

4.1 支架失穩(wěn)故障

支架失穩(wěn)是支架最嚴(yán)重的故障之一，尤其是在長(zhǎng)壁煤層中，經(jīng)常發(fā)生支架失穩(wěn)破壞的事故，這種現(xiàn)象已經(jīng)影響了特厚煤層的安全性和開采效率，很多煤層不能充分開采，造成資源浪費(fèi)。在長(zhǎng)壁頂煤放頂過(guò)程中，由于頂煤的上覆地層負(fù)荷轉(zhuǎn)移到液壓支架軸承座，頂煤的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)液壓支架的影響十分重要。以某煤田為例，支架支撐失效事故分布如圖1 所示，軸承座支撐失敗的情況特別普遍。液壓支架發(fā)生失穩(wěn)故障的原因主要有以下幾點(diǎn)：

圖1 支架支撐失效事故分布圖

1）傾角和工作面情況。一般來(lái)說(shuō)，傾角決定了液壓支架的重心是否穩(wěn)固。在采高和傾角大的工作面中，液壓支架所受合力的作用點(diǎn)在軸承座上就容易發(fā)生倒架。特殊情況下，如果工作面平整度很差，即使傾角不大也會(huì)發(fā)生液壓支架傾倒和歪斜等故障，因此在進(jìn)行液壓支架作業(yè)時(shí)要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境。

2）頂板不平或冒空。有的工作面采高過(guò)大，超過(guò)了液壓支架的最大高度，出現(xiàn)了冒空現(xiàn)象，或者頂板破碎導(dǎo)致頂板和頂梁的接觸發(fā)生嚴(yán)重不均，液壓支架的載荷偏心就會(huì)導(dǎo)致失穩(wěn)。

3）底板不平或硬度不夠。良好的液壓支架工作環(huán)境要求底板平整且硬度足夠，但是有的工作面積累了過(guò)多的松軟物質(zhì)，例如浮煤或矸石等，這些物質(zhì)的硬度差厚度又大，經(jīng)常導(dǎo)致液壓支架的底座下陷，一旦液壓支架的底座與底板的接觸面不足，壓力偏向一側(cè)，就會(huì)導(dǎo)致液壓支架失穩(wěn)。

4）移架過(guò)程中也是倒架事故發(fā)生的常見場(chǎng)景之一，在移架時(shí)要充分注意液壓支架的工作狀態(tài)，以及觀察液壓支架與頂板、底板的接觸和變化，一旦發(fā)生支架失穩(wěn)的前兆，應(yīng)當(dāng)立即停止移架，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

4.2 維護(hù)措施

針對(duì)液壓支架失穩(wěn)的現(xiàn)象，在液壓支架使用和維護(hù)中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

1）嚴(yán)格執(zhí)行液壓支架的操作規(guī)定。

2）在大傾角工作面中配置相應(yīng)的防倒裝置。

3）對(duì)于支撐狀態(tài)異常的液壓支架應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整姿態(tài)。

4）如果發(fā)生了煤壁片幫或者頂板冒落，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，防止冒落區(qū)擴(kuò)大而引起支架傾倒的事故發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

煤炭是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的核心，煤炭開發(fā)、生產(chǎn)和利用企業(yè)是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要力量。分析煤礦液壓支架的常見故障并指定相應(yīng)的處理維護(hù)方案，能夠讓液壓支架始終保持良好的工作性能，提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性，保障煤炭企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)煤礦液壓支架的日常檢查與維修，降低以上常見事故的發(fā)生頻率，使液壓支架以最優(yōu)的性能服務(wù)于煤礦生產(chǎn)，推動(dòng)煤炭行業(yè)安全發(fā)展。