綜采工作面液壓支架在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及對策

辛海倉

(大同煤礦集團(tuán) 機(jī)電管理處，山西 大同 037001)

0 引言

綜采工作液壓支架主要由液壓元件及結(jié)構(gòu)件組成，通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)支架升降架、移架、推溜等工序，液壓支架在工作面回采期間可以起到支撐頂板、隔離采空區(qū)、防止矸石塌落等作用，有效保證工作面的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。但是對特殊條件下的工作面，受地質(zhì)條件及施工條件限制，在回采過程中液壓支架經(jīng)常出現(xiàn)故障，若對支架出現(xiàn)的故障未能及時進(jìn)行處理，不僅嚴(yán)重影響著工作面回采效率，降低液壓支架使用壽命，而且大大降低了支架對頂板的支護(hù)效果，從而很容易引發(fā)重大煤礦頂板事故。

1 概述

大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司三盤區(qū)開采煤層為山4#石炭二疊紀(jì)煤層，煤層平均厚度為3.5 m，8306工作面位于三盤區(qū)西翼，工作面走向長度為210 m，工作面采用型號為MG650/1630-WD采煤機(jī)割煤、型號為SGZ1000/2×855刮板輸送機(jī)運煤、型號為ZFG13000/27.5/42基本液壓支架支護(hù)頂板。支架寬度為1.6 m～1.9 m，工作阻力為13 000 kN，支撐高度為2.75 m～4.2 m，液壓支架的具體參數(shù)如表1所示。工作面頂板主要以粉砂巖為主，根據(jù)礦地測科提供的地質(zhì)資料顯示，工作面在回采期間共計揭露大小斷層7條，最大斷層落差為2.7 m～4.3 m，受構(gòu)造應(yīng)力影響，在斷層帶前后10 m范圍內(nèi)頂板破碎嚴(yán)重且壓力加大，液壓支架在斷層帶附近移架時經(jīng)常出現(xiàn)倒架、支架陷底現(xiàn)象，造成支架故障，嚴(yán)重威脅著工作面安全高效回采。對此礦機(jī)電管理處通過機(jī)電例會分析了8306工作面在回采期間液壓支架出現(xiàn)的主要問題，并通過探討提出了合理對策。

2 工作面液壓支架常見故障

8306工作面共安裝110架ZFG13000/27.5/42型液壓支架，由于在回采期間受構(gòu)造應(yīng)力及圍巖應(yīng)力影響，以及支架在移架、調(diào)試期間專業(yè)技術(shù)缺乏，從而造成液壓支架出現(xiàn)各種故障，其主要表現(xiàn)在以下幾方面：①支架動作故障，支架動作慢或不動作，或支架出現(xiàn)通液后不操作時動作；②立柱故障，支架立柱升降不到位、立柱出現(xiàn)自降；③支架千斤頂故障，千斤頂漏液、動作不到位、支撐力不足；④支架頂梁撐板開裂；⑤液壓元件故障，液壓支架的元器件主要包括單向閥、安全閥、控制閥、操縱閥、截止閥等，液壓元件出現(xiàn)故障后會出現(xiàn)乳化液無法單向流動、液壓缸無法換向、位移等。

表1 8306工作面ZFG13000/27.5/42型基本液壓支架技術(shù)參數(shù)

3 故障原因分析及對策

3.1 支架動作故障原因分析及對策

(1) 液壓支架出現(xiàn)動作慢或不動作主要是在回采期間液壓油存在異物將過濾器、主閥小過濾器、高壓過濾站堵塞，在支架操作時回液斷路閥卡死或蹩卡，回液截止閥、進(jìn)液截止閥未開啟到位等。對于這種故障一般采取的措施有以下幾種：檢查支架各種過濾器，若出現(xiàn)堵塞及時清理，無法處理的應(yīng)及時更換；在操作支架時應(yīng)將回液及進(jìn)液截止閥完全打開，若閥門完全被憋死應(yīng)及時更換。

(2) 對于支架出現(xiàn)通液后不操作時動作主要原因有以下幾方面：主閥或操作閥主進(jìn)回液管路對接錯誤、操作閥操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失靈，造成閥芯處于開啟狀態(tài)等。處理措施：加強液壓支架各種管路檢查；確保主閥或操作閥主進(jìn)回液管路對接正確；保證操作機(jī)構(gòu)動作靈敏可靠，必要時進(jìn)行更換。

3.2 支架立柱故障原因分析及對策

(1) 支架立柱升降不到位主要包括立柱慢升、不升、慢降、不降。對于立柱升降故障主要原因有：截止閥打開不到位，液壓泵壓力不符合設(shè)計要求，各種閥門及過濾器出現(xiàn)堵塞，液壓系統(tǒng)漏液，支架頂梁有異物卡死等。采取的措施有：檢查液壓泵壓系統(tǒng)，確保泵的壓力滿足要求；檢查液壓管路是否出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏液時必須及時更換；若立柱受撞擊變形、漏液時必須及時更換；在升架前應(yīng)將支架頂梁大塊煤矸石清理干凈。

(2) 支架立柱出現(xiàn)自降時主要是由于安全閥跑液、單向閥不能閉鎖、立柱變形破損漏液等原因造成的。故障排除方法主要有：更換安全閥密封件；調(diào)校卸載壓力；檢查立柱是否出現(xiàn)跑液、破損并及時更換。

3.3 支架千斤頂故障原因分析及對策

(1) 支架千斤頂出現(xiàn)漏液是常見故障，主要原因是因千斤頂密封件出現(xiàn)破損、千斤頂缸底及接頭處出現(xiàn)裂隙等。一般采取的措施有：加強千斤頂密封圈、缸底及接頭處的檢查，在密封圈密封性能失效、缸底及接頭出現(xiàn)裂紋時必須及時更換。

(2) 千斤頂動作不到位主要是由于管路或過濾器堵塞、千斤頂出現(xiàn)變形、泵站壓力低、多個千斤頂同時操作造成液壓流量不足等原因造成的。一般采取的措施有：清洗過濾器并更換堵塞管路；提高泵站壓力；加強對千斤頂?shù)木S護(hù)，避免出現(xiàn)密封件損壞、變形；盡量避免多個千斤頂同時操作，確保液壓流量充足。

(3) 千斤頂支撐力不足主要原因是:在千斤頂操作時操作時間短，泵壓未達(dá)到；各種操作閥及管路出現(xiàn)漏液；安全閥失靈以及開啟壓力低等。對于這種故障采取的措施主要有：提高泵壓，保證千斤頂具有合適的初撐力；及時更換漏液閥及管路；調(diào)校安全閥壓力以及更換控制閥等。

3.4 支架頂梁撐板開裂原因分析及對策

支架頂梁后面撐板出現(xiàn)開裂是常見故障，主要原因是在回采過程中頂板巖石塊破碎涌進(jìn)撐板上方，在帶壓移架時撐板受壓出現(xiàn)破裂，同時由于支架質(zhì)量差，支架撐板厚度不符合設(shè)計要求，因此在回采時對于復(fù)雜地質(zhì)條件應(yīng)適當(dāng)降低采高，并對支架撐板增加加強筋。

3.5 液壓元件故障原因分析及對策

液壓元件出現(xiàn)故障的主要原因是由于元件密封圈、閥瓣密封面等受到擠壓損壞，或者長時間未更換、密封圈內(nèi)存在異物，同時液壓系統(tǒng)內(nèi)有雜質(zhì)、元件質(zhì)量差出現(xiàn)泄漏等也會造成液壓元件無法正常工作。預(yù)防措施如下：液壓元件在安裝前必須對元件的保護(hù)、彈簧件嚴(yán)格進(jìn)行檢查，對各種閥門如安全閥、單向閥等進(jìn)行密封試驗，確保各種閥類安全可靠；液壓支架在使用過程中一旦出現(xiàn)液壓元件故障必須及時進(jìn)行更換，同時在使用過程中必須保持液壓系統(tǒng)及元件密封內(nèi)清潔，定期對過濾裝置進(jìn)行清洗。

4 結(jié)束語

雁崖煤業(yè)公司三盤區(qū)8306工作面在回采期間受地質(zhì)構(gòu)造及施工條件影響，工作面液壓支架經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響工作面安全高效回采，對此大同煤礦集團(tuán)機(jī)電處通過例會找出支架主要出現(xiàn)的故障種類、分析了故障原因并提出了合理對策。實踐證明，通過采用適當(dāng)對策后保證了支架在后期回采期間的安全穩(wěn)定運行，提高了工作面回采效率，減少了支架維修成本費用，取得了顯著成效。

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