綜采工作面液壓支架常見(jiàn)故障及預(yù)防措施

張思琪

（山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 太原 030000）

引言

液壓支架是綜采工作面重要機(jī)械設(shè)備之一，綜采工作面液壓支架主要由液壓元件及結(jié)構(gòu)件組成，主要利用液壓系統(tǒng)、閥類以及支撐件聯(lián)合控制作用實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面頂板的支護(hù)，同時(shí)隔離采空區(qū)內(nèi)矸石向工作面內(nèi)涌入，從而保證工作面安全回采。但是在實(shí)際回采過(guò)程中，由于受地質(zhì)條件、支架檢修水平以及操作維護(hù)等限制，液壓支架經(jīng)常出現(xiàn)故障，造成支架部分功能失效，如千斤頂無(wú)法升降、推移桿不動(dòng)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(tuán)有限責(zé)任公司杜兒坪煤礦28301工作面位于北三盤區(qū)中部，北臨已回采的28302 工作面（幫對(duì)幫16 m），南臨已回采的28406 工作面（幫對(duì)幫16 m），西臨西983 運(yùn)輸大巷。工作面上覆2.3 號(hào)煤22304、22305、22306 采空區(qū)，2.3 號(hào)煤與 8 號(hào)煤層間距為74 m 左右，上覆4 號(hào)煤24304、24305 采空區(qū)，4號(hào)煤與8 號(hào)煤層間距為65 m 左右。工作面開(kāi)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(qū)，各工作面均留設(shè)保護(hù)煤柱。工作面周邊無(wú)相鄰巷道[1-2]。

28301 工作面傾斜長(zhǎng)度為185 m，走向長(zhǎng)度為980 m，工作面回采煤層為8 號(hào)煤層，煤層平均厚度為4.2 m，平均傾角為3°，8 號(hào)煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中部普遍含有一層泥巖夾石，夾石厚度變化不大。8 號(hào)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?guī)r，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(hào)煤層頂?shù)装鍘r性表

2 液壓支架支護(hù)現(xiàn)狀及故障類型分析

2.1 設(shè)備布置

2.1.1 工作面設(shè)備配置

工作面主要設(shè)備選型為：MG400/920WD 型采煤機(jī)；ZY5600 液壓支架，共 125/147 架；SGZ-800/800 型運(yùn)輸機(jī)；SZZ-800/315 型轉(zhuǎn)載機(jī)；PCM-200 型破碎機(jī)；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(yùn)煤工作。

2.1.2 支架參數(shù)（見(jiàn)表2）

表2 ZY5600/21/46 型支撐掩護(hù)式液壓支架的技術(shù)特征

2.2 支架故障類型

28301 工作面在回采過(guò)程中由于受地質(zhì)條件、回采工藝以及支架操作技術(shù)水平限制，液壓支架頻繁出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)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(jī)時(shí)由于支架外缸加強(qiáng)套與后推桿存在摩擦作用，導(dǎo)致外缸加強(qiáng)套嚴(yán)重?cái)D壓拉傷現(xiàn)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(wú)法正常運(yùn)行；

2）支架動(dòng)作故障：液壓支架升降速度慢或者無(wú)法升降，或者支架出現(xiàn)自己升降；

3）立柱故障：支架立柱升降不到位或者在支護(hù)過(guò)程中自行現(xiàn)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(jiàn)故障主要表現(xiàn)在乳化液無(wú)法單向流動(dòng)以及液壓缸無(wú)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(wú)縫對(duì)接狀態(tài)，如圖1 所示。但是在實(shí)際工作面回采過(guò)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(dāng)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(shí)前后推桿繼續(xù)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(cè)與底座龍門和后推桿之間無(wú)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(cè)焊接一個(gè)厚度為30 mm 襯板。同時(shí)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(dòng)作故障原因及處理措施

由于工作面回采時(shí)粉塵濃度大，導(dǎo)致粉塵等異物進(jìn)入過(guò)濾器、主閥小過(guò)濾器、高壓過(guò)濾站等密封原件內(nèi)，造成過(guò)濾裝置堵塞，支架在操作過(guò)程中異物將回夜斷路閥堵塞，致使回進(jìn)液截止閥不能完全打開(kāi)，從而導(dǎo)致液壓支架出現(xiàn)動(dòng)作故障。

處理措施：首先檢查各類過(guò)濾器是否出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，定期進(jìn)行清理，必要時(shí)進(jìn)行更換；同時(shí)檢查支架操作過(guò)程中回進(jìn)液截止閥能否完全打開(kāi)，無(wú)法正常打開(kāi)時(shí)必須及時(shí)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(xiàn)升降慢、無(wú)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(wú)法正常打開(kāi)，液壓泵壓力不足或者無(wú)壓力，各種閥門損壞以及過(guò)濾器堵塞，液壓系統(tǒng)堵塞、滲漏。所以一旦出現(xiàn)支架立柱故障必須對(duì)液壓管路進(jìn)行檢查，是否出現(xiàn)滲漏以及堵塞，必要時(shí)進(jìn)行疏通并更換；保證液壓泵站系統(tǒng)，保證正常液壓輸出；對(duì)支架前后立柱進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)立柱破損漏油以及密封失效時(shí)必須及時(shí)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(xiàn)在以下幾方面：液壓元件密封在擠壓、碰撞作用下出現(xiàn)變形，導(dǎo)致密封失效以及密封內(nèi)存在異物；同時(shí)液壓油不純、液壓元件質(zhì)量差等造成液壓元件無(wú)法正常工作。

處理措施：液壓元件在安裝前必須嚴(yán)格檢查各個(gè)零部件完好情況，對(duì)液壓元件密封進(jìn)行檢查，確保密封有效，同時(shí)保證各類閥門動(dòng)作靈敏可靠；工作面支架在支護(hù)過(guò)程中一旦出現(xiàn)液壓元件失效現(xiàn)象時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行更換，同時(shí)定期更換液壓油并對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行清洗[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

2021 年 4 月 17 日 28301 工作面已回采到位，通過(guò)對(duì)工作面液壓支架常見(jiàn)故障采取預(yù)防措施后，工作面在后期回采過(guò)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(fèi)用減少了60 余萬(wàn)元，提高了工作面支護(hù)效果，保證了工作面安全回采，取得了顯著應(yīng)用成效。