煤礦單體液壓支柱的使用探索

摘 要：文章通過對單體液壓支柱的了解、使用方法、維護及怎樣在煤電公司大力推廣，使單體液壓支柱發揮它的優勢，代替原始的木支柱，提高安全，保護生態環境。

關鍵詞：單體液壓支柱；使用；維護；推廣

引言

目前，煤電公司所使用的單體液壓支柱都是DW型（柱塞懸浮式），缸徑為φ100、φ83、φ63。DW型單體液壓支柱系列產品是受國家發明和實用新型專利保護的技術產品，該產品已于2002年9月首次通過了由《國家煤礦支護設備質量監督檢驗中心》根據MT112-93《礦用單體液壓支柱》國家標準所做的性能測試和壽命試驗，并取得了《煤安標志證書》。

1 了解單體液壓支柱

DW型單體液壓支柱是一種新型外部供液的恒阻式單體液壓支柱，DW04～16-150/63、DW06～22-300/100、DW06～18-250/80支柱為DW型（柱塞懸浮式），是按MT112.1-2006標準制造的。適用于煤礦回采工作面的頂板支護和端頭頂板支護，由于其承載能力大、抗偏載能力強、工作行程大、使用范圍廣，因而其可應用于薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面，即適用于0.5～3.5m的煤層，它可與金屬鉸接頂梁配套使用，也可單獨作點柱使用。

1.1 單體液壓支柱的型號代表的含義：

D-礦用單體液壓支柱；W-外注式（N-內注式）；04～16（06～22、06～18）-最大高度405mm～1600mm（630mm～2240mm、630mm～1800mm，參見《DW單體液壓支柱主要技術參數及檢測參數》）；150（300、250）-額定工作阻力150kN（300kN、250kN）；63（100、80）-油缸內徑63mm（100mm、80mm）。

單體液壓支柱主要由頂蓋、三用閥、活柱體、復位彈簧、手把體、油缸、活塞、底座、活塞導向環、活柱導向環、彈性圓柱銷、限位圈、防擠圈、Y型密封圈、O型密封圈等組成。

1.2 主要零部件的組成和作用

1.2.1 頂蓋：是直接和頂梁接觸的受載零件，通過彈性圓柱銷和活柱體相連接，可分為三種，鉸接頂蓋、頂蓋、柱帽。鉸接頂蓋和頂蓋是和金屬頂梁相配合使用，柱帽主要用于打點柱使用，這些都是根據客戶需要確定。

1.2.2 三用閥：主要是由單向閥、安全閥和卸載閥組成。三用閥的額定工作液壓值分為三種：φ63缸徑為48.2MPa、φ100缸徑為38.2MPa、φ80缸徑為50MPa。

1.2.3 活柱體：是支柱上部承載桿件，由柱頭、彈簧上掛鉤、活柱筒、接長柱筒等零件焊接而成。

1.2.4 復位彈簧：它的作用主要是回柱時在卸壓以后使活柱體迅速復位，縮短回柱時間。

1.2.5 手把體：通過連接鋼絲和油缸相連接，能繞油缸自由轉動，便于操作和搬運。它的溝槽內裝有防塵圈，以防臟物進入油缸。

1.2.6 活塞：由活塞、Y形密封圈、皮碗防擠圈、活塞導向環、O形密封圈、活塞防擠圈等組成，通過O形圈和活柱體相連接。起著活柱體導向和與油缸的密封作用。

1.2.7 底座：由底座、O形密封圈、防擠圈等組成，它通過連接鋼絲和油缸相連接，是支柱底部密封和承載的零件。

1.3 三用閥工作原理介紹

三用閥主要是由單向閥、安全閥，卸載閥組成。

單向閥-供支柱注液時使用。

安全閥-是保證支柱具有恒阻特性，保證支柱載荷達到額定工作阻力時具有可縮性，這是作用在安全閥的壓力使六角導向作軸向移動，壓縮安全閥彈簧，工作液經安全閥與閥座間的間隙和閥套的小孔溢出柱外，活柱就下縮，當內部液壓降到額定工作壓力以下時，在安全閥彈簧的作用下，六角導向套復位，安全閥即關閉，工作液停止外溢，活柱停止下縮。支柱在整個工作過程中，上述現象反復出現，使支柱始終處于恒阻狀態，從而達到有效地控制頂板下沉量的目的。

目前我們所使用的支柱有三種：缸徑φ100、φ80、φ63，他們的額定工作壓力分別為：38.2Mpa、50Mpa、48.2Mpa，當支柱壓力大于額定工作壓力時，三用閥的安全閥就會泄壓；我們現在工作面所使用的乳化泵額定壓力為20Mpa，初撐力分別為：157KN、100KN、62KN；當頂板壓力分別大于300KN、250KN、150KN時三用閥就會自動泄壓，保證壓力小于等于額定工作阻力。

卸載閥-供支柱卸載回柱用。

2 怎樣使用和維護單體液壓支柱

正確的使用和維護，才能充分發揮DW型單體液壓支柱的性能使之有效地控制頂板，提高使用壽命，保證安全生產。

2.1 支柱運輸與存放

（1）支柱運輸時，應將支柱縮到最小高度；（2）使用專門的液壓支柱運輸車，裝、拆卸過程中必須輕拿輕放、嚴禁摔砸；（3）短期不使用的支柱，應將支柱腔內水（或者乳化液）放干凈，缸體表面洗凈擦干，三用閥進液孔應封堵，以防臟物進入；（4）工作面應有10%左右的備用支柱，整齊豎放在工作面附近安全、無水地點。

2.2 支柱使用的注意事項

（1）傾角25°以內、采高3m以下的緩傾斜工作面；（2）傾角25°～45°、采高3m以下的工作面，采取一定安全措施也可使用；（3）支柱頂蓋與頂梁接合嚴密，不準單爪承載；（4）支柱作點柱使用時，應在頂蓋上墊木板，禁止頂蓋柱爪直接與頂板接觸；（5）采高突然變化超過支柱最大高度時，應及時更換相應規格支柱，不得采取在支柱底部墊木板、石等臨時措施支設；（6）外注式支柱工作液為1%～3%乳化油和97%～99%的中性水配制的乳化液；（7）不同牌號的油不準混用；（8）配置乳化液的水，每半年檢驗一次硬度、pH值和雜質，超過規定的要經過處理，合格后方可使用；（9）乳化液泵額定壓力應為20MPa，額定流量為80～100L/min；（10）新下井支柱或長期未使用的支柱，第一次使用時應先升降1～2次，排凈腔內空氣后方可支設；（ 11）外注式支柱支設前，必須用注液槍沖洗注油閥體，防止煤粉等污物進入支柱內腔；（12）外注式支柱接頂后，繼續供液4～5s再切斷液源，以保證初撐力；（13）中厚煤層和急傾斜煤層工作面人行道兩側支柱應采取安全措施如采用聯結器或拴繩等，防止失效支柱倒柱傷人。

2.3 怎樣支設支柱

支柱使用時，應先升、降柱一次或二次，以排除缸體內空氣。

（1）支柱應垂直于頂、底板支設，并有一定的“迎山”角，使支柱處于垂直受力狀態，不易推倒；（2）將支柱卸載閥朝向煤壁一側，成一定角度，以保證撤柱安全，防止采煤機碰撞卸載裝置；（3）支柱與工作面運輸機械應有適當的距離，以免采煤機撞倒支柱或撞壞油缸、手把閥體和三用閥；（4）支柱頂蓋的四爪應卡在頂梁花邊槽上，不允許將四爪頂在頂梁上或頂梁接頭處，保證支柱具有足夠的初撐力。

3 推廣單體支柱

使用單體液壓支柱有幾個優點：安全、方便、環保。一根木支柱所支撐的最大壓力大約在3-4t，而液壓支柱所支撐的壓力按不同缸徑分：φ100所支撐的最大壓力為15.7t、φ80所支撐的最大壓力為10t、φ63所支撐的最大壓力為6.7t.在安全上是提高了。液壓支柱可以靠三用閥的安全閥來自動調節壓力，它會隨著頂板壓力的增大而支撐力度不變的情況下適當下降高度，使之有效的控制頂板，所有比起木支柱來，不會因為頂板壓力增大而一直更換被壓壞的木支柱（只能被適應頂板高度）。在環保上也是符合科學發展觀的，液壓支柱可以重復使用，最后還可以回收；而木支柱是屬于消耗型物質，不可以重復使用。

作者簡介：潘國武（1957，8-），男，福建省莆田市人，現職稱：助理工程師，學歷：大專，研究方向：礦山機電研究。