宋昊妍

（大同煤礦集團有限責任公司安全管理監(jiān)察局， 山西 大同 037003）

引言

同煤集團某礦具備664 臺采煤工作面液壓支架。在各項條件中，該礦井的地質條件比較復雜，具體而言地面標高的范圍為-670～-871 m，工作面的傾斜長度為229 m，采高為7.2 m，工作面的平均傾角度為28°，走向長度的范圍為600 ～1 211 m，并且具有較多的斷層以及頂板具有破碎的情況。除此之外，工作面井下具備大量的腐蝕性介質，平均相對濕度大約達到75%以上。由于受腐蝕性介質的影響，液壓支架立柱以及千斤頂會有一定程度的磨損、侵蝕以及偏載等，嚴重時導致設備失效，給現(xiàn)場的安全生產(chǎn)帶來一定的危害?；谶@種情況和條件，本研究經(jīng)過對立柱和千斤頂?shù)膿p壞情況進行詳細研究分析，有針對性地尋找避免損壞的措施，并在現(xiàn)場進行應用反饋取得了較好的成效。

1 立柱和千斤頂?shù)慕Y構介紹

1.1 立柱的結構

立柱是幫助液壓支架實現(xiàn)承載以及支撐功能的重要構造，根據(jù)伸縮的級數(shù)，立柱可分為以下三種類型，分別是三伸縮（較少使用）、雙伸縮以及單伸縮（加長桿）。其中，雙伸縮立柱型是由以下部件構成，分別是內(nèi)活柱構成2 級缸、外活柱構成1 級缸、導向套以及活塞等。單伸縮立柱分為帶機械以及不帶機械加長桿。具體而言，構成單伸縮立柱的主要構造有缸體、活塞、連接件以及密封件等。

1.2 千斤頂?shù)慕Y構

各類千斤頂在液壓支架工作中完成狀態(tài)調(diào)整、護幫、推移或拉移運輸機等工作，按結構的不同可以分為柱塞式和活塞式兩種。千斤頂?shù)慕Y構包括缸體、活塞、活塞桿、導向套、支撐環(huán)、密封件等。

2 立柱和千斤頂?shù)氖问胶透纳拼胧?/h2>

基于周邊作業(yè)環(huán)境和條件的不利影響，采煤工作面液壓支架立柱和千斤頂會產(chǎn)生例如缸體內(nèi)部竄液及爆裂、缸口漏液、活塞桿彎曲變形、運行緩慢等失效情況。經(jīng)過對液壓缸產(chǎn)生失效的影響因素作深入的分析，制定一系列相應的改進方案，并且經(jīng)應用作進一步的改進。

1）缸體內(nèi)壁出現(xiàn)銹蝕、坑斑導致立柱和千斤頂動作緩慢或者失效。失效會帶來竄液，從而會引發(fā)液壓支架發(fā)生自降。產(chǎn)生問題的原因有兩點：第一，乳化液的濃度比3%的標準更低；第二，沒有采用純水乳化液，礦井水元素含量中的氯離子、硫酸根離子超過標準，引發(fā)缸壁產(chǎn)生銹蝕。要解決這類問題有兩種措施：嚴格控制乳化液的配比濃度，并且保證該水平至少達到3%及以上的濃度；裝置具有反滲透功能凈化水設備，嚴格控制礦井水含量中各離子在標準值范圍內(nèi)。

2）缸體內(nèi)壁出現(xiàn)拉傷劃痕。與第一種問題一樣，這類失效類型產(chǎn)生的現(xiàn)象同樣是液壓支架立柱及千斤頂出現(xiàn)動作緩慢或者失效，而且竄液也會引發(fā)液壓支架發(fā)生自降的影響。產(chǎn)生第二類問題的原因有：乳化液系統(tǒng)中的機械雜質比較多，容易刮傷密封以及缸壁；液壓支架傾斜使得液壓缸發(fā)生偏載，引發(fā)活塞導向環(huán)與缸壁磨損比較嚴重。這類問題的解決辦法有兩種：第一種是及時清洗本架高壓過濾器，并且及時更換損壞的部件；其次，可以對支架的狀態(tài)及時進行調(diào)整，有效規(guī)避偏載。

3）缸體產(chǎn)生漲缸或者爆裂，導致立柱和千斤頂?shù)墓δ軉适бl(fā)液壓支架自降、降低作業(yè)效率問題。產(chǎn)生這種問題的原因有：第一是安全閥發(fā)生失效使得外載荷一直增加；第二是缸體磨損比較嚴重，缸壁發(fā)生變薄，或者缸體因受力發(fā)生變形。應對該問題的解決辦法也有兩種：第一，可嚴格按照壓力表對已失效的安全閥進行及時調(diào)整更換；第二，可及時更換外壁嚴重銹蝕或者變形的缸體。

4）活塞密封發(fā)生損壞，導致活塞桿出現(xiàn)爬行、伸出慢或者不動作的現(xiàn)象。這種失效可能帶來降低液壓支架效率的影響。出現(xiàn)這種問題的原因可能是密封件出現(xiàn)老化或磨損降低了壓縮量。解決該問題的方法有挑選質量較好的密封件；建立液壓缸的檔案制度，并對其按時更換，保證維修。

5）導向套處產(chǎn)生漏液，導致機器動作慢或者失效，還會帶來降低效率，浪費乳化液問題。引發(fā)這種問題的原因有三點：第一，活塞桿發(fā)生變形、彎曲；第二，導向套處缸體銹蝕產(chǎn)生麻坑；第三，導向套密封刮傷或者老化嚴重。解決這類問題的方法也有三種，分別是對彎曲變形的活塞桿及時更換；對不合要求的缸體及時維修更換；采取一定的防護措施，比如，鍍層涂油等，對千斤頂密封及時更換。

6）活塞產(chǎn)生脫落導致機器功能喪失，同時還會使液壓支架的動作喪失。出現(xiàn)這類失效的原因是活塞的卡簧或者卡塊發(fā)生脫落，從而引發(fā)活塞脫落。進一步加強維修質量可以解決這類問題，保證活塞不發(fā)生脫落。

7）活塞桿發(fā)生彎曲變形是最后一種失效類型，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象有機器引發(fā)動作緩慢或者失效。這類問題會降低設備工作效率。引發(fā)這類失效的原因通常是液壓缸受偏載或者外力引發(fā)變形彎曲，因此，解決這種問題的措施主要是對現(xiàn)場加強管理，盡量規(guī)避偏載或者外力。

3 現(xiàn)場應用效果

同煤集團該礦所用的664 臺采煤工作面液壓支架，在綜合應用這些防液壓支架立柱和千斤頂失效措施后，液壓支架立柱和千斤頂失效情況明顯減少，現(xiàn)場生產(chǎn)中液壓缸也不再發(fā)生大量損壞的現(xiàn)象，有效延長了液壓支架的整體使用壽命，更好地保障了礦井安全生產(chǎn)。