綜采工作面液壓支架故障及預防措施

焦飛飛

（潞安集團左權阜生煤業有限公司， 山西 晉中 032600）

引言

液壓支架是綜采工作面重要機械設備之一，工作面在回采過程中液壓支架可對頂板進行有效支護，從而保證工作面安全回采；但是在實際綜采工作面回采期間，由于支架數量多，支架管理水平不到位，以及施工人員對支架操作不當等因素影響，導致液壓支架經常出現故障，例如千斤故障、液壓閥故障等，不僅增加了支架維修費用，而且降低了頂板支護效果，威脅著工作面回采安全；對此，為了進一步提高液壓支架穩定性，潞安集團左權阜生煤業有限公司機電部對液壓支架常見故障進行分析，并提出了合理的對策措施[1]。

1 液壓支架組成

金屬結構件。液壓支架通過頂梁、底座、掩護梁承載工作面各角度的壓力，在實際生產中，支架的頂梁與工作面的頂板接觸后支撐頂板壓力，掩護梁承載工作面部分頂部的水平推力，同時對采空區冒落的煤矸石有支撐作用。支架的底座與工作面的頂板接觸后，工作面垂直方向的壓力通過頂板、立柱傳遞到支架底座，完成支架對整個工作面的支撐。

控制元件。操作人員可以通過操控控制元件完成支架各個相應的動作。支架的控制元件有以下幾種：操作閥、控制閥、單向閥及各類高壓膠管。

傳動介質。乳化液在乳化液泵壓力的作用下，將乳化液通過膠管傳遞到工作面支架閥組上，為支架的前進、支護、拉架提供動力。

執行構件。液壓支架的支撐元件由立柱、千斤頂和平衡千斤頂組成。立柱作為大型千斤頂，主要是支撐整個工作面的垂直支撐力，因此立柱的強度、材料都必須滿足工作面的頂板壓力。液壓支架千斤頂主要是完成采煤機回采后支架的前移、推溜及拉架動作。平衡千斤頂主要是承載部分頂部圍巖壓力，通過改變角度控制頂梁與掩護梁的支撐能力。

輔助裝置。為了能夠保障液壓支架在工作面的正常使用，設計人員在支架上安裝照明、防塵、防滑、插板及活動側護板等裝置，確保支架在生產中保障工作面的順利推進[2]。

2 液壓支架常見故障

2.1 支架傾斜、倒架甚至翻倒

在綜采工作面的支架使用過程中發現，支架常常由于穩定性不夠出現傾斜、倒架、翻倒事故。這是由于支架的頂梁與底座移動時不同步造成頂梁與底座兩者在煤層底板法線的位移不同，導致事故的發生。在工作面正常生產時，當工作面有一個支架出現倒架時如果不能及時處理，將會導致附近幾個支架全部傾斜。處理大面積倒架事故不僅會浪費寶貴的生產時間，還會影響工作面的正常生產。出現這類事故的原因很多，其中最容易引起事故的原因是支架底煤在前移時沒有將浮煤清理干凈。因此，在工作面支架前移時要安排專人對支架前的浮煤進行清理，特別是浮煤已經影響到支架的正常前移，切不可帶壓強行移架。支架在前方有浮煤或帶壓移架時，由于支架底板不能均勻受力，導致支架前移時發生傾斜，如果處理不當，將會導致工作面支架大面積癱瘓[3]。

2.2 液壓閥故障

液壓閥作為支架工作的控制元件，由于使用頻率高、閥組內部壓力大、維護檢修力度差等原因造成液壓閥常常發生故障。這主要與液壓閥的制作材料及工作環境惡劣有關。液壓閥的材料為聚氨酯，現在各生產廠家對該材料的研究還不夠充分，生產出的液壓閥還不能達到生產要求，而且閥組內部密封圈生產或老化引起密封圈變質。密封圈變軟會造成內部液體從密封圈附近噴射，密封圈變軟會造成密封圈不能與周圍緊密結合。

2.3 千斤頂故障

支架千斤頂故障最常發生在推移千斤頂上。由于推移千斤頂體積、質量較大等原因造成更換難度較大，一般多以維護為主。但由于綜采工作面空間小，千斤頂出現漏夜時只能在焊接部位進行特殊處理，造成密封區域表面粗糙，不能達到密封要求影響密封效果[4]。

底座故障。在實際生產中，支架底座在受力不均時很容易造成底座筋斷裂、球窩碎裂，再加上綜采工作面各區域的底煤硬度不同，造成支架前移時底座不穩定，當頂板來壓時，底板會出現變形或折斷。因此在工作面支架前移時要安排專人對支架底板的受力情況進行觀察，確保支架底板完全接地后再前移。

自動降架和死架。當支架出現漏液時，支架會由于內部壓力不夠造成支架自降。工作人員在遇到這種情況時要及時進行處理，不可帶病作業，將故障消滅在萌芽狀態。立柱作為液壓支架的主要支撐機構，不但起到支撐頂板壓力的作用，還能靈活調節支架的高度，當液壓膠管損壞常常造成乳化液泄露，無法正常供液[5]。

3 預防措施

3.1 嚴格按照技術要求對接安裝

由于支架液壓系統比較復雜，在支架的使用和安裝時如果不能按照工序工藝要求安裝，將直接導致后期支架液壓系統的維護難度大。為了能夠更好地對支架進行管理，支架的每道工序工藝要嚴格按照工序進行。

3.2 降低系統污染的可能性

入井前有專人負責對支架膠管及組件進行驗收。由于生產廠家制作工藝水平參差不齊造成產品效果不一，因此需要加強對支架配件的檢驗，減少設備事故率。日常維護中，要對每道工序進行清潔處理，防止外部污染物對液壓系統造成污染，提高支架的使用壽命。

3.3 定期檢修

操作人員在生產過程中發現密封圈附近有乳化液泄露應及時停泵，同時對損壞的密封圈進行更換，更換后支架初撐力達到要求，方可提高泵站壓力。綜采檢修工需定期對支架液壓系統進行維護，日常生產中操作人員發現故障時需及時停機進行處理，切不可帶病繼續作業，防止事故擴大。按時對支架上的安全閥進行檢查，發現安全閥失效時及時更換。

3.4 發現故障及時處理

支架在處理故障時要使用專用的檢修工具進行檢修，在液壓閥組發生故障時需對周圍的煤泥進行清理后方可開蓋，對密封性要求嚴密的閥組，必要時可以出井進行拆卸，防止污染物進入液壓系統中造成更大的損壞。

4 結語

潞安集團左權阜生煤業有限公司機電部通過分析液壓支架在使用過程中常見故障，提出相應的對策措施。通過實際應用發現，采取措施后阜生煤礦綜采工作面液壓支架故障率由原來的14.5%降低至2.4%，全年可降低支架維修費用達75 萬元，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應用成效。