井下液压支架多发故障的预防措施研究

杨 瑾 赵呈昊

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1 引言

我国是一个煤炭资源储量丰富的国家，一直以来都将煤炭作为主要的能源形式，煤炭资源在我国的经济发展中起到了不可替代的重要作用。在近年来我国经济稳步发展以及对煤炭资源的需求量在持续增加的趋势下，也逐步增加了煤炭开采规模和开采深度，同时也推进了煤炭开采中的机械化水平。在目前的煤矿机械化生产中，液压支架是保障工作面安全的重要设备，也是煤矿机械设备中成本占比最高的设备类型。保障液压支架功能的稳定发挥对于确保煤炭生产高效、安全以及经济开展具有重要作用。

2 井下液压支架概述

井下液压支架的组成主要有底座、推移杆、连杆、掩护梁、顶梁等几个部分。其中的底座就是将顶板工作面的顶板压力向底板进行传递的重要部分，起到确保支架稳定的作用。推移杆则是在液压支架的移驾和推溜作业中起到重要作用的构件，其主要连接刮板运输机和底座，需要承受推力和拉力的作用以及承受侧向应力的作用。其中的连杆是直接四连杆结构的重要组成部分，主要用于连接掩护梁和底座，并且起到调整调高范围以及保障直接对顶板起到支撑作用，对顶板水平和侧向分力起到分担的作用。掩护梁是连接四连杆机构的重要构件，主要起到提升液压支架的抗扭性能以及对顶板的水平分力起到分担作用。要求掩护梁需要具有较高的刚度和强度来适应恶劣的作业环境。最后是针对顶梁来说，其主要连接作业面顶板，起到对上部顶板的压力和顶板煤岩载荷分担的作用。

3 井下液压支架的故障分析

3.1 支架失稳故障 此故障在液压支架总的事故数量中大概占到1/10左右，主要表现出支架的倾斜、倾倒或者是滑移等故障类型。其中的倾倒故障主要表现出支架的底座和顶梁发生了相对位移的情况，而且导致支架整体向偏离煤层底板的方向倾斜。而倾倒故障的发生通常会造成多架支架的倾倒或倾斜，增加了故障处理的难度和消耗的时间，对煤矿井下高效和安全生产造成严重威胁。而通常来说，造成此故障的原因也比较复杂，通常是由于出现了工作面大面积的冒顶而造成了支架受力不均的原因，或者是在支架下部出现了浮煤现象而造成了底板不平或倾角过大的问题，再或者就是在推移支架的过程中操作不当、出现了支架与爬铁之间的夹角、侧帮护板没有及时回收等问题而导致的。

3.2 支架钻底的故障 此故障主要表现出支架底座陷入支架地板中，导致出现阻碍支架移动和推溜作业的故障。造成此故障的主要原因就是由于人为操作失误而导致出现底板破碎松软等问题，尤其是在支架和底板之间的比压比较高且高于底板可以承受的极限时，容易导致底座前端陷入底板的故障发生。

3.3 结构件损伤的故障 液压支架中容易出现损伤的结构件主要有顶梁、底座、两岸、掩护梁以及侧帮护板等。而引起此故障的主要原因有：一是没有合理开展支架设计的原因，尤其是表现出结构件的强度设计不足的问题。主要就是在开展液压支架设计时没有结合矿井的实际地质条件等工作那个因素来开展，造成了结构件强度不足的现象。二是在设备操作中出现了违规或错误操作等问题。这主要是由于操作人员的专业技能水平较低、没有熟练掌握支架结构和设备操作规程而导致的。

3.4 死架与自动降架故障 死架故障就是表现出在回采作业中液压支架立柱在收回钢体之后无法正常升起以及无法正常开展液压支架推移的故障。造成此故障的原因，不仅是受到较大矿压的影响，而且可能是由于存在设计缺陷、管理不当或者是安全阀失效的原因。而自动降架的故障，则通常是由于液压系统出现了漏液问题，表现出局部故障的特点，通常可以通过及时补液和堵漏来进行处理。

4 井下液压支架故障的预防措施

针对比较常见的支架失稳故障来说，通常采取的预防措施首先就是要防止出现冒顶事故。具体地说就要在出现顶板破碎的现象时要先铺网后推进，并且针对松软的煤壁现象需要及时进行膨胀锚杆的布设，针对容易出现冒顶的区域需要尽量减少降架量，还要采取带压移驾的作业方式。其次就是要对支架下部的浮煤进行及时的清理。最后就是在开展支架推移作业时要选择合适的方式，通常采取依次移驾的方式，保证来压时或者来压之后可以选择带压移驾或交错移驾的方式。

针对支架钻底的故障，通常是采取将抬底机构安装在液压支架上进行预防。

针对结构件损伤故障，通常需要在设计液压支架之前需要经过实地勘察之后综合多种因素来进行设计，保障其强度达标。同时还要做好对操作人员的培训以及现场指导等工作，保证操作人员严格执行操作规范和作业流程要求，保证作业安全和设备安全。

除了上述针对性的预防措施之外，在液压支架的正常使用过程中，还要做好对液压支架的日常完维修、中修以及大修管理工作。一是针对日常维修来说，就是要做好对千斤顶、输送机等连接组件的定期检测、对活柱镀层进行定期擦拭、定期更换安全阀、并且针对操作法和断流阀等组件存在的窜油问题要及时进行更换。二是针对中修工作来说，通常需要每2天或者1～2个工作面的回采作业之后开展，重点就是要检测支架的主要构件，就是修补或更换其中的开焊或严重变形的部件，单独试验其中的立柱和阀门。三是针对大修工作来说，通常需要间隔3天或者完成规定量的回采作业之后开展。重点就是要全面拆卸和清理支架，对其中的零部件进行检查，及时修复或更换存在损伤的零部件，还要在检修合格之后对表面开展全面的除锈喷漆工作。

5 结语

在煤矿井下生产中，液压支架一直都是保证工作面作业安全的重要设备，其自身质量以及运行稳定性对于保障煤矿井下的高效和安全作业具有重要作用。为此，针对液压支架使用过程中容易出现的支架失稳、支架钻底、结构件损伤、死架和自动降架等故障，不仅需要针对性的采取故障预防措施，还要做好日常维修、中修和大修等防治工作，从根本上保障煤矿井下作业安全。