单体液压支柱初撑力影响因素探讨

孔昭明　刘超　姚韵

【摘 要】随着社会经济的发展，一方面对煤炭的需求量在不断的增加，另一方面，有限的煤矿资源需要不断的提高工作效率，这样煤矿企业的工作压力就在逐渐的增大，如何有效的解决这些问题，能够更全面的开展开采工作，就成了当前煤矿企业在技术上的重要难关。本文以下就通过对单体液压支柱的工作原理进行分析，对其在实现安全、高效和增大支柱强度和提高初撑力上的效能进行分析。

【关键词】单体液压支柱；初撑力；因素

0.引言

随着市场、技术、需求等方面的变化和发展，我国国内的很多煤矿企业在面对开采的工作中都有了新的改进，但是近些年来，在对煤矿企业中单体液压支柱初撑力所进行的调研中得知，在煤矿开采的过程中所应用的单体液压支柱的初撑力都十分低，这就造成了开采过程中的很多安全事故的产生。出现这种现象的一个主要的原因就是支柱初撑力偏小所造成的。为了保证煤矿生产的高效和安全，有必要针对影响单体液压支柱初撑力的因素进行分析，寻找解决相关问题的方法，以有效保障支柱初撑力的工作强度，防范发生顶板事故。

1.单体液压支柱的结构和工作原理

从DZ型单体液压支柱示意图中可以看出，其在使用的过程中是通过将注液枪插入到三用阀注的液孔中所实现的，在这个过程中要紧握注液的把手，通过高压液体把单向阀打开， 进入到支柱的下腔， 促使活柱升起、复位弹簧拉长来呢实现其工作的过程，在这个过程中需要注意的是架设好后的支柱要拔出注液枪，保持好内腔液体的压力，这样压力就会随着采煤工作面支护时间的延长和推进来增加顶板在单体液压支柱上所具有的载荷。在另一种程度上在煤矿压力在超过支柱所规定的载荷时，其支柱中的高压液体就可能会将安全阀打开从而造成支柱的下缩和液体的外溢，降低了支柱内腔的压力。同时，在支柱所受到的载荷在低于所规定的载荷时， 安全阀就会自动的关闭，这样内腔液体也会停止外溢，在这个过程中单体液压支柱的载荷会一直保持在这个规定值的附近。在进行回柱的过程中，可以将卸载的把手先插入到三用阀的卸载孔中，然后通过把手的转动来促使阀套轴向其移动。这样，单体液压支柱中的乳化液也可以经过打开的三用阀的卸载阀实现外排，在自重和复位弹簧共同作用下活柱完成回缩，从而实现降柱目的[2]。

2.单体液压支柱的初撑力及其影响因素

2.1初撑力

2.2影响因素

2.2.1底板的抗压强度

单体液压支柱底板在抗压强度在对底板的比压强度上要小于底板的岩石压力，如果没有达到这一要求底座会产生钻底的情况，造成移柱的困难，加大顶板的下沉量，降低支柱的支撑力。

2.2.2乳化液泵站工作压力

乳化液泵站作为单体液压支柱的主要动力源，其所具有的工作压力值会对支柱初撑力产生直接影响。由煤矿泵站的相关调查结果发现，单体液压支柱的初撑力会随着乳化液泵站的工作压力升高而相应地增大[4]。

2.2.3注液枪无密封圈

在采煤的过程中如果使用不具有密封圈的注液枪时，其会严重的影响单体液压支柱的初撑力。一样的泵站压力，用具有密封圈的注液枪，其升柱的初撑力就可以达到70kN，但是采用不具有密封圈的注液枪，其初撑力却只有15kN，这55kN的差距就严重的影响了支柱的安全性能。

2.2.4顶板为人工顶板时

在液压支柱的顶板处于人工顶板的过程中，支柱的初撑力都比较低， 据观察所得，即使乳化液泵站的压力在超过15MPa的时刻，工作面的初撑力依然很小，那么如果继续的注液， 就会导致人工顶板的破坏从而造成漏顶。

2.2.5泵站位置

泵站的距离一般情况小都距离工作面比较远，这样在供液管的管线上就设计的比较长，但是管路越长，管内的液体在流动的过程中所产生的压降反而就会更大，但是一般在实际的应用中，供液管路的长度在是不需要不超过150m的，其在100m范围内是最为合适的。

2.2.6操作程序

在多煤矿井下工作实测过程中，支柱在升高到刚接顶的时刻注液就会停止，在这种状态下测得的初撑力就只有20kN，在这个过程中如果继续注液，其测得的初撑力就为上升，这样就说明不正确的操作对支柱初撑力的大小会产生很大的影响。同时如果共用多（下转第42页）（上接第28页）个液压和一个泵站来进行推移装置，推移输送机在工作面上的单体液压支柱的初撑力就会平均下降15%左右。

2.2.7管路漏液

在管路出现渗漏的情况时，枪口的压力和泵压就会减小2-4MPa，这就影响了支柱工作面所需要的初撑力，同时漏液过大其工作面所具有枪口压力就会下降，出现管路漏液的情况。

3.对单体液压支柱操作的建议

基于以上对单体液压支柱原理和影响因素所做出的探讨，其在操作的过程中就需要注意，支柱在工作的过程中期工作面的泵站压力要大于18MPa，支柱的初撑力要不低于50kN；设立专人进行移输送机，在工作时同时控制多枪注液，在接班的过程中要坚持对支柱进行一次补充注液，同时还要保证有用足够的注液时间，注意工作面和泵站之间的距离，这样才能保证工作的稳定安全性。

4.结语

本文通过对单体液压支柱原理和影响因素所做出的探讨，对其进行了相应的了解，同时还提出了相应的建议，这就说明单体液压支柱还是需要改进的，这样才能完善工作的安全性，提高开采的效率，为煤矿企业提供一个很好的发展市场。 [科]

【参考文献】

[1]冯军，刘志田，王长臣.单体液压支柱初撑力观测分析及提高方法[J].中州煤炭， 2010（07）：219-221.

[2]刘民超，李金书.影响采煤面单体液压支柱初撑力的地质因素试验研究[J].中国煤炭，2009（12）：137-139.

[3]刘民超，孙云虎.影响采煤面单体支柱初撑力的操作因素试验研究[J].中国煤炭，2009（07）：140-143.

[4]金宏伟，许家林，蔡东红.单体柱采场多枪注液对初撑力的影响[J].矿山压力与顶板管理，2010（04）：67-69.