毛偉洪

（山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司，山西 晉城048000）

引言

液壓支架是煤礦井下綜合機械化開采的關(guān)鍵設(shè)備，可以有效地支撐和控制工作面頂板，隔離采空區(qū)并推進刮板輸送機，是采面實現(xiàn)采煤、運輸和支護等所有工序的重要裝備[1]。隨著采面煤層開采深度與機械化水平的提高，井下作業(yè)條件變得更加復(fù)雜多變，液壓支架各部件故障率增加，其穩(wěn)定性受到威脅，無法保證采面正常生產(chǎn)作業(yè)，降低了作業(yè)面的產(chǎn)量與經(jīng)濟效益[2]。因此，針對液壓支架常見的故障類型及其成因進行深入剖析，并依據(jù)其成因提出了科學的故障預(yù)防措施。

1 液壓支架結(jié)構(gòu)組成

液壓支架基本組成部分主要包括承載結(jié)構(gòu)件、動力油缸、控制與操縱元件、輔助裝置與工作液體。其中：承載結(jié)構(gòu)主要包括頂梁、掩護梁和底座；動力油缸主要包括立柱與千斤頂；控制與操縱元件主要包括控制閥（液控單向閥和安全閥）、操縱閥等各種閥件和管件[3-4]，具體如圖1所示。

圖1 液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖

2 液壓支架常見故障及其成因

煤礦井下液壓支架運行過程中常出現(xiàn)的故障主要有千斤頂與立柱部件故障、液壓支架失穩(wěn)以及油缸與管路泄漏故障等。

2.1 千斤頂與立柱部件故障

千斤頂是液壓支架重要的液壓組成元件，其主要有前梁、推移、調(diào)架、復(fù)位、平衡、尾粱以及護幫千斤頂?shù)取ＧЫ镯斣谑褂眠^程中受到井下作業(yè)環(huán)境的影響常常會產(chǎn)生故障，且故障率相對較高。其故障主要表現(xiàn)在：千斤頂密封性受損壞、焊縫斷裂以及漏液，導(dǎo)致千斤頂動作變慢或不動作；泵壓不達標、過濾裝置損壞以及高壓管路斷裂都將導(dǎo)致千斤頂不動作等故障問題。

立柱的穩(wěn)定性能夠有效保證井下生產(chǎn)的安全，其部件主要包括活柱、中缸、外缸、密封元件及導(dǎo)向件等。在立柱的使用過程中常常會出現(xiàn)以下故障：密封件損壞，主要由于部分元器件老化；液壓管損壞造成乳化液泄漏，過濾裝置被雜質(zhì)堵塞，安全閥調(diào)定壓力值低、截止閥開啟幅度不夠與未開啟以及立柱變形等均會導(dǎo)致立柱升降故障；泵壓以及閥門壓力過低，使得立柱部件荷載相對較低出現(xiàn)超載現(xiàn)象，導(dǎo)致承載故障；立柱中的導(dǎo)向件對剛度要求較高，在使用過程受礦山壓力的影響極易產(chǎn)生變形；受井下作業(yè)環(huán)境影響，立柱缸體以及活柱易產(chǎn)生磨損及老化現(xiàn)象，致使支架不能正常運行。

2.2 液壓支架失穩(wěn)

失穩(wěn)煤礦液壓支架常見的故障，據(jù)不完全統(tǒng)計，液壓支架失穩(wěn)的故障率超過60%。支架失穩(wěn)主要包括傾倒、傾斜、滑移以及反轉(zhuǎn)等。傾倒具體指支架頂梁與底座之間沿傾向產(chǎn)生偏移，偏離其法線方向。而在現(xiàn)場作業(yè)過程中，若發(fā)生傾倒，極易引起多組支架同時傾倒，造成嚴重后果，降低采面采出率。支架失穩(wěn)往往由以下幾個因素引起：工作面發(fā)生大面積連續(xù)冒頂，導(dǎo)致支架受力不均，側(cè)向應(yīng)力造成傾倒；支架底座下存在煤塊等雜質(zhì)，同時開采過程中礦山壓力顯現(xiàn)比較明顯，底座會出現(xiàn)不同程度內(nèi)陷及變形，支架支撐受力不均勻，易產(chǎn)生傾倒；作業(yè)人員移架推溜操作不合理，并未按照既定的操作流程進行操作，導(dǎo)致支架間產(chǎn)生相互擠壓現(xiàn)象使得支架偏離重心造成傾倒；掩護梁處頂板煤質(zhì)疏松易產(chǎn)生破碎，對支架產(chǎn)生較大偏移壓力造成失穩(wěn)；底座部件受復(fù)雜應(yīng)力影響易產(chǎn)生球窩破碎、主筋斷裂，使得底座出現(xiàn)扭曲、變形情況，進而導(dǎo)致失穩(wěn)。

2.3 油缸與管路泄漏故障

油缸與管路泄漏也是液壓支架使用過程中常常出現(xiàn)的故障，這類故障發(fā)生不僅會造成支架供壓不足導(dǎo)致支架不能有效工作，而且會污染環(huán)境以及損害設(shè)備，影響安全生產(chǎn)。油缸與管路泄漏故障主要由以下幾個方面因素導(dǎo)致：缸體內(nèi)部密封組件材質(zhì)強度過低、內(nèi)部密封圈存在老化問題，致使缸體工作時易引起密封組件損傷導(dǎo)致泄漏；受煤塵等作業(yè)環(huán)境因素影響，缸體在運行過程中反復(fù)摩擦，長時間條件下會造成密封結(jié)構(gòu)損傷，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作；缸體生產(chǎn)與安裝達不到工藝工序標準，表面存在焊縫與拉傷等缺陷；管路密封損壞以及大小不合適，運行階段液管起泡滴漏或液管被擠破。

3 常見故障及針對性措施

對于千斤頂與立柱故障，若立柱與千斤頂不動作應(yīng)及時檢查密封、過濾裝置以及泵壓是否達標，定期檢查導(dǎo)向件避免產(chǎn)生變形，立柱發(fā)生變形時則需及時更換；對于液壓支架失穩(wěn)故障應(yīng)保證工作面底板平整，選用硬度與強度較高的底座，及時處理冒頂片幫等事故，同時提高作業(yè)人員技能，確保操作的規(guī)范性；對于泄漏故障應(yīng)及時通過驅(qū)動裝置移動情況來判斷是否存在泄漏，定期檢查密封組件并及時更換問題組件，定期檢查缸體磨損狀況，并及時進行鍍層與研磨等修復(fù)工作。

4 液壓支架常見故障預(yù)防措施

4.1 采用先進的故障診斷技術(shù)

在維修過程中結(jié)合現(xiàn)代科技力量采取先進的故障診斷技術(shù)對支架存在的故障進行診斷，可以有效提高故障診斷的及時性以及準確率。先進診斷技術(shù)能夠精準識別故障及其位置，提高檢修工作的效率，并保證安全生產(chǎn)。例如，可對液壓支架工作狀態(tài)進行遠程監(jiān)測（監(jiān)測油溫、壓力等），及時反饋故障信息。同時可利用濾波噪聲對泄漏故障進行檢測，若泄漏儀器發(fā)出異常信號，為檢修人員提供檢修指示，也可利用液晶顯示器對泄漏故障進行診斷與報警。企業(yè)也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況開發(fā)配套的診斷技術(shù)，同時將這些診斷技術(shù)在應(yīng)用過程中不斷進行優(yōu)化，以適應(yīng)新的生產(chǎn)要求。

4.2 嚴格執(zhí)行支架檢修維護制度

為了提高液壓支架檢修維護質(zhì)量，降低各類故障的發(fā)生率，還需建立嚴格的支架檢修維護制度。支架檢修維護制度應(yīng)充分考慮液壓支架的使用時長、以往故障以及人員配備等。完善的支架檢修維護制度應(yīng)包括以下幾個部分：制定完善合理的管理及維修制度，規(guī)范檢修維護操作。液壓支架設(shè)備需進行定期檢修，一旦發(fā)生故障問題需要及時進行處理和更換零部件，并及時記錄故障信息。建立有效的支架保養(yǎng)制度，并將責任落實到個人。井下作業(yè)環(huán)境較為惡劣，有效的支架保養(yǎng)可降低故障的發(fā)生率。嚴格按照檢修及操作流程操作。

5 結(jié)語

煤礦企業(yè)應(yīng)在實際生產(chǎn)過程中，對液壓支架常見的故障進行總結(jié)分析，并通過制定完善合理的管理及維修制度，規(guī)范檢修維護操作，提高檢修維護人員專業(yè)技能水平，建立有效的支架保養(yǎng)制度等預(yù)防措施來保證支架穩(wěn)定運行。