煤矿液压支架常见故障分析及检修措施研究

冯玉杰

（晋城煤业集团沁秀公司岳城煤矿，山西晋城 048004）

0 前言

我国具有丰富的煤炭资源，煤炭资源在国内的能源结构中占有重要地位，我国既是煤炭生产大国，也是煤炭消费大国，虽然近年来，为降低煤炭资源污染问题，国家一直在大力号召煤炭企业去产能，努力开发利用新能源，但目前为止煤炭资源仍然是我国的主要能源，且在相当长的一段时间内这种现状不会改变。

当前，随着我国煤矿开采科技的发展，煤矿开采的机械化水平越来越高，很多矿井都由传统的爆破采煤方式发展为现代化的综合机械化采煤方式，对于这种采煤方式而言，其需用到的工作面设备主要有：采煤机、刮板输送机以及液压支架等。在这些设备中，各种设备都承担着不同职能，缺一不可。其中液压支架所起的作用主要为支撑、切顶以及推移输送机等，其主要是借助高压液体来形成动力，通过让液压元件与金属构件科学、合理的配合来形成支撑力，以进行一整套的支护及控制作业，其属于煤矿开采作业必不可少的核心设备，但这种设备需投入成本较高，在工作面设备投资中有70%左右都是液压支架投资，对此为提高液压支架工作的安全性、可靠性，必须了解液压支架主要结构，明确液压支架常见故障，并做好液压支架的日常检修工作。

1 液压支架主要结构

1.1 底座

在液压支架中要想固定好支架，且把向顶板施加的压力顺利传至底板，必须有一稳固底座作支撑。在实际生产中液压支架底座所起的作用大致包括：稳定支架、起到部分排矸档杆作用、为立柱装置、液控装置以及推移装置创建空间位置，因此液压支架所装设的底座在强度及刚度方面必须足够强，且与底板接触比压应尽量小[1]。

1.2 推移杆

液压支架的推移机构其主要作用是推溜与进行移架操作，其组成部件主要有：推移杆、连接头以及推移千斤顶与销轴，而在这些部件中最关键的部件为推移杆。

在实际作业中，推移杆的一端与刮板输送机相连，另一端与底座相连。在进行推溜与移架作业时，推溜杆不仅应承受推力与拉力作用，而且还得承受侧向力的作用。

1.3 连杆

液压支架四连杆机构主要由连杆组成，连杆上端连接掩护梁，下端连接底座，其主要用于依据实际生产情况科学、合理地调整调高范围，让支架更牢固地支撑顶板，对顶板产生的水平分力及侧向分力进行有效承担，以减轻立柱实际的承受力[2]。

1.4 掩护梁

掩护梁也是液压支架四连杆机构的重要组成部分，其主要用于提升支架抗扭性，维护实际工作空间，同时分担部分顶板水平分力、部分煤及矸石载荷。掩护梁属于支架前端主要受力部分，加之其工作环境较恶劣，这就要求掩护梁的实际强度及刚度必须达标。

1.5 顶梁

在实际生产中液压支架顶梁属于一重要支承部件，通常其会直接接触于顶板。它不仅需承载顶板产生的压力，而且还需承载顶板煤岩产生的载荷，同时还承担着为工作面创建安全作业空间的作用。

2 液压支架常见故障及故障预防措施

2.1 支架失稳

人们在使用液压支架的过程中，经常会遇到支架失稳现象，据有关部门统计，在每年的大采高工作面综采事故中，几乎有近1/10的事故是由支架失稳现象引起的，常见的支架失稳现象主要有：支架倾倒、倾斜、滑移反转等[3]。

就液压支架的倾倒现象而言，其主要指顶梁与底座间在倾向方向上出现了相对线位移，造成支架在倾向方向上与煤层底板发生了偏离。在煤矿实际生产作业中，一旦出现支架倾倒事故，有时会引发很多支架发生倾倒现象，事故处理难度较大，需花费大量时间处理，会对煤矿高效生产造成严重制约。而就实际生产现状而言，引发液压支架发生倾倒的因素有很多，其主要有下列几个方面。

（1）支架倾倒现象受工作面冒顶影响。在工作面发生冒顶特别是发生大面积连续冒顶事故时，因发生冒顶后压力分布不均匀，工作面顶板压力通常会进行分解，一般会分为两个分力，其中侧向压力易使支架发生倾倒现象。

（2）受支架底部部分浮煤影响。浮煤会造成支架底板出现高低不平现象，易增大支架实际倾斜角度。

（3）移架推溜方式不当造成影响。当支架与爬铁间有夹角后，若不能及时收回侧护板的话，这时支架便会受到来自很多方向的扭转作用，最终会使其重心发生偏移出现支架倾倒现象。

经仔细分析支架倾倒原因，笔者认为可借助以下方法来预防支架发生倾倒：尽量防止发生冒顶事故，如待开采煤层的顶板较破碎时，可先铺网再进行开采作业，同时可为松软煤壁打膨胀锚杆，对于那些易冒顶区域不易大幅降架，应采用带压移架方式作业；做好架底浮煤清理工作，当架底有浮煤时应及时清理干净；应依据实际情况科学、合理地选用推溜移架方式，通常在来压前，可采用连续顺序移架方式作业，而在来压过程中及来压后，为尽量降低压力冲击影响，最好应选用带压移架方式作业。此外当在进行快速推进作业时，可采用交错移架方式进行作业。

2.2 主要结构件损坏

煤矿液压支架在使用过程中，因时常需受到挤压作用或碰撞作用，易造成结构件发生变形断裂现象，最终影响正常生产。在实际生产中[4]，造成液压支架主要结构件发生损坏的原因大致可分为下列两点。

（1）液压支架设计不科学、不合理。其具体主要为液压支架设计强度不达标，设计尺寸过大或过小。在实际选型与具体设计煤矿液压支架时，应充分考虑到煤矿地质条件与顶底板条件，若在选型与设计时，对各种因素考虑不全面，便易造成液压支架设计不合理现象。

（2）操作不当。在操作液压支架时也有部分操作工因技术不达标或未充分了解液压支架而造成液压支架损坏。在实际操作作业中，为有效降低因人为操作而带来的危害，实际操作工应对液压支架的结构情况，性能情况以及具体工作原理进行深入了解，并应严格依据实际操作规程作业，并应对液压支架四周的煤及矸石进行及时清理。

2.3 支架钻底

对于支架钻底现象而言，其主要指支架底座向底板中发生了塌陷，这样会增加支架移架操作及推溜操作的难度。支架发生钻底现象，可能是因操作不当引起的，还有可能是底板过于松软造成的，当支架对底板的比压大于底板本身所能承受范围的情况下，支架底座便易陷入底板。对于支架钻底问题的处理，通常可通过给支架配置合理的抬底机构进行解决。

2.4 自动降架及死架

当前，很多液压支架液压系统都有过液压油泄漏故障。就液压支架自动降架而言，其一般是因立柱漏液或立柱突发故障造成的。液压支架自动降架为一种局部故障，通常较易处理，在实际生产作业中，一旦发现液压支架发生此故障应及时指派专业检修人员进行解决[5]。

在日常生产作业中，人们有时也会遇到液压支架立柱陷入缸体内，致使支架上部不能顺利升起的现象，该现象就是此处所说的死架现象。之所以会发生此种现象，其原因可能有多种多样，常见的原因主要有矿压方面的原因和液压系统安全阀失效等原因，当发生此现象时，应具体问题具体分析，找出主要原因，并采取相应措施进行解决[6]。

3 结束语

总之，煤矿机械化开采离不开液压支架做支撑，而液压支架因工作环境恶劣，需承受载荷较大等原因，时常会发生各种故障，一旦其发生故障，必然会影响到煤矿正常生产。对此人们必须在充分了解液压支架具体结构的基础上，总结液压支架常见故障原因，并掌握相应的处理对策，只有这样才能在液压支架遇到故障时，及时有效地处理液压支架故障，才能更好地保障煤矿开采的高产、高效。