盘道煤矿液压支架和泵站系统故障研究与应用

李洪彦 徐景凯 林治宝

（1.龙矿集团盘道煤业，山西 忻州 034100；2.龙矿高级技校，山东 龙口 265714）

盘道煤矿3203、3205综采面相邻，直接顶为砂质泥岩，厚度1～2.3m，较薄；基本顶为以石英砂岩为主的Ⅰ级Ⅰ类顶板，厚度较大，且不易垮落，有中等冲击地压危险。综采面液压系统由ZYY4410/23/42型掩护式液压支架，两台型号为BRW315/31.5的乳化液泵和RX-2000的乳化液箱组成，采用高压胶管，耐压45MPa以上。乳化液泵站安设在材料巷距离工作面130m的位置，随工作面推进向外移动。

1 综采面液压支架和泵站系统故障的原因

1.1 综采面概况

3203、3205综采面内有较大断层通过且有交汇，3205工作面区域范围内掘进期间共揭露落差1.0m以上正断层16条，3203工作面15条，断层带顶板破碎，顶板暴露面积较大，附近有空区和陷落区，工作面推进速度较慢，还有冲击地压，液压支架经常出现立柱缸体胀裂、柱头变形失效等情况。

1.2 设备的因素

ZYY4410/23/42型掩护式支架只有一排立柱，立柱支撑在顶梁下面，立柱向工作面倾斜，为双伸缩液压缸，与支撑掩护式液压支架相比，顶梁短、顶梁比压大，双伸缩立柱结构复杂，立柱和顶梁容易损坏。

3203综采面的材料巷采用预应力砌块装配隔离墙沿空留巷，设备多、工序多、速度慢，反过来影响了综采面的推进速度。3203和3205综采面虽然相邻，但是没有回采间隔期，3203综采面沿空留巷的材料巷作为3205工作面的运输巷，为了防止巷道变形，采完3203后，立即回采3205，该沿空留巷技术使综采面回采期间既要承受本面支承压力又要受3205等工作面的动压影响。兼有断层、冲击地压等地质条件影响，综采面的条件非常恶劣。

1.3 维检人员技术水平的影响

液压支架系统维检工作量大，检修不方便，近年退休职工较多，补充的操作和维检人员技术水平有待提高。

2 系统故障的分析处理方法

综采面液压支架和泵站液压系统是由机械、液压和电气等装置组合而成的，它的故障种类多，任何一种故障都可能由多种因素造成，其中液压故障相对来说难以查找和排除。因此要首先了解设备的结构、性能和原理，然后根据故障现象进行综合分析推理找到故障的原因和部位。与一般的机械故障和电气故障相比较，液压支架液压系统的故障隐蔽性较强，难以直接观测，一个故障源也可能引起多处的故障，一个症状也可能由多种故障原因共同引起，不同元件的抗磨损、使用寿命存在差异，这些都给故障的查找、分析和处理造成困难。

2.1 分析系统故障

2.1.1 掌握故障现象和发生经过

为准确及时地判断故障，查找到故障点，必须了解故障现象和发生过程。可以直接观察了解，也可借助各种仪表，如温度计、压力表等进行检查测试，取得确定的数据资料，以便进行分析研究。同时要凭感官收集液压支架在运行中的所有表现，归纳起来查找故障主要方法有问、闻、听、望、触，必要且可能时对某些状态要进行专门测量。

2.1.2 分析故障原因

分析故障原因时，要在熟悉液压支架和泵站各部分的结构和原理的基础上，结合故障的具体情况分析各种可能的原因，最后再做出判断。液压支架的故障可能是机械方面的故障，可能是液压方面的故障，如密封失效或油缸内壁连通而漏油、串油或进气，以致压力上不去，流量不够或运转不稳定等。密封失效可能是由于密封件老化或磨损，密封接触面不平、连接不紧，以致间隙过大等原因造成的；也可能是可调节件方面的故障，如调整位置不准或调整螺钉偏离整定位置等等；也可能是乳化液方面的故障，如液量不足、液温过高、混入水气、老化、污染或浓度不合适等等。

根据以上掌握的信息来进行科学的综合分析，首先用反推法提出指导性的思路，如：液压支架不降柱故障的指导思路应是：立柱活塞的两侧面不能形成液体压力差。而后遵循这一思路再分析出造成故障的可疑点。最后把所有的可疑点按照可疑的程度和排除的难易程度依次排列起来作为处理该故障的依据。如果有多种缺陷或多种零件都产生同一种现象时，就要掌握这些零件故障的全部现象，通过分析进行筛选，最后做出判断。把发现的缺陷与正常标准进行比较，判定或大体判断它是否已经超过了还是接近了允许的界限，是否需要修理或更换。比较时，可通过实验或实践后确定的数值或者凭经验来进行判断。排除不可能发生的故障原因，准确地找出故障的原因和故障点，提出可行的处理方案。依照故障分析的结果，运用一定的手段进行查证，在工作中要查完一处再査他处。

2.2 查找和处理故障的先后顺序

查找和处理故障的先后顺序是：先外部后内部，先机械后液压，先部件后元件，先调后拆，先洗后修。

弄清故障部位与其他部位之间的关系,从部件到元件，确定部件后，再根据故障的现象和前述的程序查找到具体元件，即故障点。

2.3 排除故障

处理系统故障时，应先关闭进、回液断路阀，将系统中的高压液体释放，再进行处理，处理完毕后，再将断路阀打开，恢复供液。如果主管路发生故障需要处理时必须与泵站司机取得联系，待停泵后才可进行。

2.3.1 准备工作

（1）保证工作地点安全，包括支护、通风、照明、防尘等，并保证环境整洁，过道畅通。

（2）保证设备本身不受其他工作和安全影响的措施。

（3）准备好所使用的工具、材料，必要的备件等。

2.3.2 排除原则

排除故障前清点工具种类和数量，按照先分析后处理，先简单后复杂，先外部后内部，先机械故障后液压故障的顺序展开，拆下的零部件按顺序摆放，关键重要的零部件要轻拿轻放，精密元件要放在干净的地方，小而多且通用的元件可视现场情况装在箱子里。装配时按照相反的顺序进行，对一些易损元件，如液压系统的密封圈，无论是否损坏都要全部重新进行更换。由于井下空间有限和受维修时间限制，对于故障部位能进行模块化更换的就可拆下故障模块更换新模块，然后将故障模块升井维修，这样可以节省时间，如更换立柱和换向阀。结束时要重新核对所用工具种类和数量，数量一致时才能收工。

2.4 故障处理质量检验

每项故障排除后，必须经过实际的检验或试运转，各项指标均合格后，本项工作才告结束。

3 故障分析处理案例

3.1 液压支架案例

（1）2016年6月23日夜班，3203综采面37号液压支架管路系统无液压，操作无动作。

首先巡查支架管路系统，软管接头无脱落或扣压不紧；接头密封件无损坏；软管无被砸挤破而漏液；断路阀确保已经打开，进液侧过滤器无堵死；经邻架控制发现操纵阀损坏，其内密封环失效导致高低压腔窜通。现场立即更换操纵阀。

（2）2016年9月27日夜班，3203综采面37号液压支架前梁千斤顶供液后液压缸活塞杆伸出太慢。

首先巡查供液软管、回液管无打折、堵死；前梁千斤顶缸体无变形，上下腔无窜液；活塞杆无弯曲变形卡死现象；管路中压力正常；乳化液泵的流量正常；操纵阀无漏液，动作灵活可靠；最后发现液控单向阀顶杆密封损坏造成泄漏。现场立即更换液控单向阀。

（3）2017年5月中班，3203综采面65号液压支架有一立柱千斤顶支升起后自动下降。

观察立柱缸体没有变形，活柱没有弯曲；再观察立柱液压锁以及立柱缸体也没有泄漏现象；管路和管接头无漏液；检查液压锁高压安全阀调定值也合理；操纵阀动作灵活，无卡死；最后确定是立柱缸体内部活塞密封失效，导致高低压腔之间串液是该事故的原因，因此立即更换。

3.2 泵站故障案例

（1）2016年9月5日中班，3203综采面乳化液泵运转噪声大，撞击声严重。

首先观察连杆无螺钉松动；泵内无杂物；连杆衬套与滑块磨损不超标；联轴器安装正对中心；吸液正常；曲轴、曲拐与轴瓦磨损正常，间隙合理；柱塞端部与承压块间隙合理；最后确定是泵体上轴承精度差，间隙不合理，因为磨损而失效。更换泵体轴承。更换轴承时要用铜套、铜锤或铜棒，以免用铁锤造成机械损伤和引起火花，并保证与轴同心。

（2）2017年6月夜班，3205综采面乳化液泵润滑油油温升高，发热异常。

首先观察曲拐和轴瓦无拉毛、轴瓦受压面良好，配合间隙合理；润滑油量合适、油质合格；连杆大头侧面与曲轴限板没有阻卡现象；两半联轴器间隔距离合理；最后确定是综采面压力过大造成管路和阀组损坏泄漏，用液量增加，液压泵超负荷运行时间过长造成的。因此除了启动备用泵外，及时更换损坏的管路和阀组并采取强制放顶措施处理顶板。

4 结语

要在生产实践中不断总结经验，多动脑思考找出故障的原因和分析处理的规律性。实践证实上述方法实用可靠，确保了沿空留巷综采面在恶劣条件下的安全生产。