煤礦液壓支架缸體漏液原因及預防的分析

張 薔

（同煤集團機電裝備力泰有限責任公司， 山西 大同 037021）

1 當前煤礦液壓支架缸體漏液的常見類型

1.1 外部泄露類型

外部泄露在煤礦液壓支架缸體出現的情況較多，主要集中在缸體焊接縫、液壓支架的接頭、活塞桿等位置，出現外漏、外泄情況。在煤礦液壓支架缸體出現了外部泄露后，支架整體的支撐力下降明顯，支撐系統壓力損失非常大。同時，由于乳化液的外漏，對整個支護環境帶來明顯的污染，特別是在非常有限的操作空間下，帶來的污染問題突出。一旦煤礦液壓支架缸體出現了外部泄露情況時，可進行日常的更換與修復。

1.2 內部泄露類型

內部泄露給煤礦液壓支架缸體正常使用帶來的影響也非常大，主要類型為活塞高壓側的液體進入到了低壓側，高壓側由于乳化液的減少，導致壓力出現明顯的下降，煤礦液壓支架也不能提供出充足的恒定支撐力。如果出現了這種內部泄露嚴重的情況，液壓支柱將不能精準動作，帶來的頂板支護安全問題突出。同時，這種內部泄露在缸體的內部發生，特別是在出現了較少量的泄露情況時，這種類型的故障非常隱蔽，但是其帶來的危害相對較大，通常情況下，需要對壓力進行精準的檢測，才能發現其中存在的問題[1-2]。

2 導致煤礦液壓支架缸體漏液的主要原因

2.1 煤礦液壓支架缸體密封圈設計選型不合理

一是活塞桿在選擇密封時，選型不夠合理。活塞桿是重要的液壓支架配件，在具體選擇時，需要對其是否能夠承受瞬時的耐高壓性能進行充分考慮，防止其在受到瞬間的沖擊或者波動時，有噴出液體的情況出現。通常情況下，液壓支架的活塞桿選擇的是蕾型密封或者Y形密封，見圖1。在選擇使用Y形密封時，其唇口朝向的是有壓力的方向，受到液體壓力的作用，封面和唇口之間有著較好的密封性，同時，隨著壓力的不斷增加，密封效果也在不斷提升。此外，由于Y形密封中兩個唇口之間的空隙非常大，所以，承受的壓縮量也相對較大，能夠適應較大范圍的壓力變化，對于提升活塞桿安全性較為明顯。這里需要注意的是若出現了壓力變大的情況，需要將擋板加入到其中，對于有效預防密封翻滾較為有效。但是對當前液壓支架具體選擇時，對于活塞桿密封的選擇較為隨意，并沒有做到科學選擇，沒有達到密封效果。

二是活塞頭密封選擇不夠科學。活塞頭的作用主要是對液壓缸體內外兩側的液體進行隔離，起密封效果直接影響到液壓支架的具體承載效果。但是當前選擇時，三個方面并沒有做好。首先，在密封性選擇時，密封效果較差，導致低壓側與高壓側出現了相互竄液的情況，直接影響到支架支撐能力，嚴重情況下，直接喪失了支撐能力。其次是耐受性，因為液壓支架中多數情況下使用的是純水或者乳化液，所以，這就要求密封圈對這兩種工作介質有較好的耐受性，但是從具體使用情況來看，密封圈出現的老化、膨脹問題較為明顯。第三是抗沖擊性較差，隨著開采活動的進行，頂板結構一直處于動態變化當中，在其結構出現較大變化時，對整個液壓支架帶來的瞬時沖擊較大。

圖1 液壓支架活塞桿密封形式

2.2 零件的裝配與制造存在問題

一是缸體焊接存在缺陷。從當前液壓支架缸體使用情況來看，其中存在較多的焊接方式、焊條類型、焊接參數選擇不合理的問題，導致液壓支架中出現了夾渣、氣孔、裂紋等問題，直接影響到液壓支架的耐腐性、韌性及焊縫強度，特別是在井下較為惡劣的工作環境下，給液壓支架帶來的負面影響明顯。

二是加工與裝配不能達到實際使用要求。缸體的端蓋之口與內孔的同軸度存在明顯的超差問題，或者端蓋的內部與外部圓的同軸度存在超差問題，造成活塞與活塞桿的相對缸體內孔出現了較大的偏移，活塞的密封圈在運行過程中，受到的擠壓不夠均勻，對于受到壓力較小的松弛側，出現竄液的概率較大，同時，由于另一側受到的壓力較大，則在較短的時間內會出現明顯的磨損。

3 煤礦液壓支架缸體漏液的預防

3.1 科學選擇活塞頭密封圈

選擇出符合實際使用特點的活塞頭密封圈，對于保證支架密封效果有利。具體選擇使用時，蕾型圈、O形圈通常情況下不能滿足實際使用要求，結合當前煤礦液壓支架使用實際，應當考慮選擇使用鼓型密封圈，如圖2所示，該種密封圈的密封面積較大，結構穩定性也較好，在使用時不容易出現翻滾的情況，但是需要注意的是溝槽的選擇應當為開放式溝槽。同時，在前高端液壓支架上使用時，應當選擇組合式活塞密封圈，如圖3所示，該種密封圈主要包含有擋圈、彈性體、密封帶等結構。

圖2 鼓型密封圈

圖3 組合式密封圈

3.2 科學設計密封槽與選擇密封類型

科學選擇密封槽與密封類型，對于保證液壓支架鋼體運行穩定性，降低其出現漏液概率非常關鍵。在具體實施時，應當根據密封圈安裝的位置、使用工作情況、工作壓力等方面，結合實踐工作經驗，對密封形式進行科學選擇。同時，在密封圈材質選擇時，應緊跟現階段研發的最新動態，選擇耐老化性較好、抗撕裂性較強、抗扭曲性較好的橡膠材質密封圈。

3.3 全面強化乳化系統的清潔工作

乳化系統清潔工作的有效強化對于降低液壓支架出現漏液情況有著非常明顯的作用。在具體實施時應當持續加大工作面降塵力度與通風力度，同時，對于進入到乳化液通道的密封雜質，進行深入排查，將過濾裝置增設到其中，保證乳化液與使用的清潔性[3-4]。

3.4 加強液壓支架的日常維修

根據當前液壓支架出現的缸體漏液情況，全面加強液壓支架的日常維護與修理工作對于降低事故發生概率、減少事故出現后災害的影響面有著非常重要的作用。在具體實施時，應當結合液壓支架的使用情況，對液壓支架日常檢查制度進行完善，確保各項制度能夠滿足實際工作需求。同時，明確具體的維護與檢查人員，將責任落實到個人，形成獎優罰劣的濃厚氛圍，持續提升液壓支架維護和維修人員工作的責任感與使命感。此外，強化對液壓支架裝配環節的把控，確保裝配的液壓支架符合實際需要。

4 結語

在當前煤礦生產過程中，煤礦液壓支架缸體出現漏液的問題仍舊存在，給煤礦生產安全性帶來的影響非常大。因此，這就需要煤礦企業全面認識到防止煤礦液壓支架缸體出現漏液現象的重要性，結合煤礦開采實際，采取針對性的措施，保證煤礦液壓支架缸體密封性，更好地提升煤礦生產穩定性和安全性。