綜采工作面液壓支架常見故障及預防措施

張思琪

（山西焦煤集團有限責任公司， 山西 太原 030000）

引言

液壓支架是綜采工作面重要機械設備之一，綜采工作面液壓支架主要由液壓元件及結構件組成，主要利用液壓系統、閥類以及支撐件聯合控制作用實現對工作面頂板的支護，同時隔離采空區內矸石向工作面內涌入，從而保證工作面安全回采。但是在實際回采過程中，由于受地質條件、支架檢修水平以及操作維護等限制，液壓支架經常出現故障，造成支架部分功能失效，如千斤頂無法升降、推移桿不動作、卸壓以及漏液等，不僅增加了液壓支架故障率，降低了支架使用壽命，而且威脅著工作面安全回采。

1 28301 工作面概述

山西焦煤集團有限責任公司杜兒坪煤礦28301工作面位于北三盤區中部，北臨已回采的28302 工作面（幫對幫16 m），南臨已回采的28406 工作面（幫對幫16 m），西臨西983 運輸大巷。工作面上覆2.3 號煤22304、22305、22306 采空區，2.3 號煤與 8 號煤層間距為74 m 左右，上覆4 號煤24304、24305 采空區，4號煤與8 號煤層間距為65 m 左右。工作面開口590 m至切眼上覆為胡家咀煤礦和省煤管局古交一礦小窯破壞區，各工作面均留設保護煤柱。工作面周邊無相鄰巷道[1-2]。

28301 工作面傾斜長度為185 m，走向長度為980 m，工作面回采煤層為8 號煤層，煤層平均厚度為4.2 m，平均傾角為3°，8 號煤層結構簡單，中部普遍含有一層泥巖夾石，夾石厚度變化不大。8 號煤層上部普遍含有一層泥巖偽頂，直接頂板為3.85 m 的石灰巖，直接底板為2.08 m 的中粒砂巖，如表1 所示。

表1 28301 工作面8 號煤層頂底板巖性表

2 液壓支架支護現狀及故障類型分析

2.1 設備布置

2.1.1 工作面設備配置

工作面主要設備選型為：MG400/920WD 型采煤機；ZY5600 液壓支架，共 125/147 架；SGZ-800/800 型運輸機；SZZ-800/315 型轉載機；PCM-200 型破碎機；正巷皮帶DSJ120/2×315 型皮帶一部，功率為2×315 kW；張緊絞車JH-8 一部，功率為7.5 kW；北翼皮帶巷二部皮帶DSJ 120/2×315 型皮帶一部，功率為2×315 kW；張緊絞車JH-8 一部，功率為7.5 kW；完成采煤及運煤工作。

2.1.2 支架參數（見表2）

表2 ZY5600/21/46 型支撐掩護式液壓支架的技術特征

2.2 支架故障類型

28301 工作面在回采過程中由于受地質條件、回采工藝以及支架操作技術水平限制，液壓支架頻繁出現故障，主要表現在以下幾方面：

1）支架推移千斤頂故障：液壓支架在推移刮板輸送機時由于支架外缸加強套與后推桿存在摩擦作用，導致外缸加強套嚴重擠壓拉傷現象，從而造成外缸變形、缸體漏油以及活塞桿斷裂、變形等，影響著千斤頂無法正常運行；

2）支架動作故障：液壓支架升降速度慢或者無法升降，或者支架出現自己升降；

3）立柱故障：支架立柱升降不到位或者在支護過程中自行現象；

4）液壓元件故障：支架液壓元件主要包括各類閥門，如單向閥、控制閥、安全閥等，液壓元件常見故障主要表現在乳化液無法單向流動以及液壓缸無法換向等。

3 液壓支架故障原因及處理措施

3.1 支架千斤頂故障原因及處理措施

1）在正常情況下液壓支架千斤頂各部件如推桿、推移千斤頂、滑道和底座龍門處于無縫對接狀態，如圖1 所示。但是在實際工作面回采過程中由于受工作面高低起伏影響，千斤頂外缸與推桿之間的距離、推桿與滑道之間垂直距離以及千斤頂外缸與底座龍門前伸處垂直距離變小，當千斤頂外缸與推桿之間的距離變小后推移千斤頂外缸與后推桿前部接觸，此時前后推桿繼續在外力作用下抬升，千斤頂外缸與底座龍門前伸處垂直距離變小，造成推移千斤頂外缸上、下兩側與底座龍門和后推桿之間無間隙，從而造成活塞桿完全變形。

圖1 液壓支架千斤頂裝配位置示意圖

2）為了解決千斤頂故障可將千斤頂外缸與推桿之間的距離增大至20 mm，以及可在推移桿耳板上側焊接一個厚度為30 mm 襯板。同時還可使外缸與龍門脫離，使千斤頂外缸與底座龍門前伸處垂直距離增大至27 mm，從而保證千斤頂外缸不受擠壓。

3.2 支架動作故障原因及處理措施

由于工作面回采時粉塵濃度大，導致粉塵等異物進入過濾器、主閥小過濾器、高壓過濾站等密封原件內，造成過濾裝置堵塞，支架在操作過程中異物將回夜斷路閥堵塞，致使回進液截止閥不能完全打開，從而導致液壓支架出現動作故障。

處理措施：首先檢查各類過濾器是否出現堵塞現象，定期進行清理，必要時進行更換；同時檢查支架操作過程中回進液截止閥能否完全打開，無法正常打開時必須及時處理。

3.3 支架立柱故障原因及處理措施

液壓支架立柱出現升降慢、無法升降以及不降架等故障原因主要有以下幾方面：截止閥無法正常打開，液壓泵壓力不足或者無壓力，各種閥門損壞以及過濾器堵塞，液壓系統堵塞、滲漏。所以一旦出現支架立柱故障必須對液壓管路進行檢查，是否出現滲漏以及堵塞，必要時進行疏通并更換；保證液壓泵站系統，保證正常液壓輸出；對支架前后立柱進行檢查，發現立柱破損漏油以及密封失效時必須及時更換。

3.4 液壓元件故障及處理措施

支架液壓元件故障原因主要表現在以下幾方面：液壓元件密封在擠壓、碰撞作用下出現變形，導致密封失效以及密封內存在異物；同時液壓油不純、液壓元件質量差等造成液壓元件無法正常工作。

處理措施：液壓元件在安裝前必須嚴格檢查各個零部件完好情況，對液壓元件密封進行檢查，確保密封有效，同時保證各類閥門動作靈敏可靠；工作面支架在支護過程中一旦出現液壓元件失效現象時，必須及時進行更換，同時定期更換液壓油并對過濾裝置進行清洗[3]。

4 結語

2021 年 4 月 17 日 28301 工作面已回采到位，通過對工作面液壓支架常見故障采取預防措施后，工作面在后期回采過程中支架故障率明顯降低，相比采取措施前，液壓支架故障率降低了78%,支架維修費用減少了60 余萬元，提高了工作面支護效果，保證了工作面安全回采，取得了顯著應用成效。