综采工作面液压支架故障及预防措施

焦飞飞

（潞安集团左权阜生煤业有限公司， 山西 晋中 032600）

引言

液压支架是综采工作面重要机械设备之一，工作面在回采过程中液压支架可对顶板进行有效支护，从而保证工作面安全回采；但是在实际综采工作面回采期间，由于支架数量多，支架管理水平不到位，以及施工人员对支架操作不当等因素影响，导致液压支架经常出现故障，例如千斤故障、液压阀故障等，不仅增加了支架维修费用，而且降低了顶板支护效果，威胁着工作面回采安全；对此，为了进一步提高液压支架稳定性，潞安集团左权阜生煤业有限公司机电部对液压支架常见故障进行分析，并提出了合理的对策措施[1]。

1 液压支架组成

金属结构件。液压支架通过顶梁、底座、掩护梁承载工作面各角度的压力，在实际生产中，支架的顶梁与工作面的顶板接触后支撑顶板压力，掩护梁承载工作面部分顶部的水平推力，同时对采空区冒落的煤矸石有支撑作用。支架的底座与工作面的顶板接触后，工作面垂直方向的压力通过顶板、立柱传递到支架底座，完成支架对整个工作面的支撑。

控制元件。操作人员可以通过操控控制元件完成支架各个相应的动作。支架的控制元件有以下几种：操作阀、控制阀、单向阀及各类高压胶管。

传动介质。乳化液在乳化液泵压力的作用下，将乳化液通过胶管传递到工作面支架阀组上，为支架的前进、支护、拉架提供动力。

执行构件。液压支架的支撑元件由立柱、千斤顶和平衡千斤顶组成。立柱作为大型千斤顶，主要是支撑整个工作面的垂直支撑力，因此立柱的强度、材料都必须满足工作面的顶板压力。液压支架千斤顶主要是完成采煤机回采后支架的前移、推溜及拉架动作。平衡千斤顶主要是承载部分顶部围岩压力，通过改变角度控制顶梁与掩护梁的支撑能力。

辅助装置。为了能够保障液压支架在工作面的正常使用，设计人员在支架上安装照明、防尘、防滑、插板及活动侧护板等装置，确保支架在生产中保障工作面的顺利推进[2]。

2 液压支架常见故障

2.1 支架倾斜、倒架甚至翻倒

在综采工作面的支架使用过程中发现，支架常常由于稳定性不够出现倾斜、倒架、翻倒事故。这是由于支架的顶梁与底座移动时不同步造成顶梁与底座两者在煤层底板法线的位移不同，导致事故的发生。在工作面正常生产时，当工作面有一个支架出现倒架时如果不能及时处理，将会导致附近几个支架全部倾斜。处理大面积倒架事故不仅会浪费宝贵的生产时间，还会影响工作面的正常生产。出现这类事故的原因很多，其中最容易引起事故的原因是支架底煤在前移时没有将浮煤清理干净。因此，在工作面支架前移时要安排专人对支架前的浮煤进行清理，特别是浮煤已经影响到支架的正常前移，切不可带压强行移架。支架在前方有浮煤或带压移架时，由于支架底板不能均匀受力，导致支架前移时发生倾斜，如果处理不当，将会导致工作面支架大面积瘫痪[3]。

2.2 液压阀故障

液压阀作为支架工作的控制元件，由于使用频率高、阀组内部压力大、维护检修力度差等原因造成液压阀常常发生故障。这主要与液压阀的制作材料及工作环境恶劣有关。液压阀的材料为聚氨酯，现在各生产厂家对该材料的研究还不够充分，生产出的液压阀还不能达到生产要求，而且阀组内部密封圈生产或老化引起密封圈变质。密封圈变软会造成内部液体从密封圈附近喷射，密封圈变软会造成密封圈不能与周围紧密结合。

2.3 千斤顶故障

支架千斤顶故障最常发生在推移千斤顶上。由于推移千斤顶体积、质量较大等原因造成更换难度较大，一般多以维护为主。但由于综采工作面空间小，千斤顶出现漏夜时只能在焊接部位进行特殊处理，造成密封区域表面粗糙，不能达到密封要求影响密封效果[4]。

底座故障。在实际生产中，支架底座在受力不均时很容易造成底座筋断裂、球窝碎裂，再加上综采工作面各区域的底煤硬度不同，造成支架前移时底座不稳定，当顶板来压时，底板会出现变形或折断。因此在工作面支架前移时要安排专人对支架底板的受力情况进行观察，确保支架底板完全接地后再前移。

自动降架和死架。当支架出现漏液时，支架会由于内部压力不够造成支架自降。工作人员在遇到这种情况时要及时进行处理，不可带病作业，将故障消灭在萌芽状态。立柱作为液压支架的主要支撑机构，不但起到支撑顶板压力的作用，还能灵活调节支架的高度，当液压胶管损坏常常造成乳化液泄露，无法正常供液[5]。

3 预防措施

3.1 严格按照技术要求对接安装

由于支架液压系统比较复杂，在支架的使用和安装时如果不能按照工序工艺要求安装，将直接导致后期支架液压系统的维护难度大。为了能够更好地对支架进行管理，支架的每道工序工艺要严格按照工序进行。

3.2 降低系统污染的可能性

入井前有专人负责对支架胶管及组件进行验收。由于生产厂家制作工艺水平参差不齐造成产品效果不一，因此需要加强对支架配件的检验，减少设备事故率。日常维护中，要对每道工序进行清洁处理，防止外部污染物对液压系统造成污染，提高支架的使用寿命。

3.3 定期检修

操作人员在生产过程中发现密封圈附近有乳化液泄露应及时停泵，同时对损坏的密封圈进行更换，更换后支架初撑力达到要求，方可提高泵站压力。综采检修工需定期对支架液压系统进行维护，日常生产中操作人员发现故障时需及时停机进行处理，切不可带病继续作业，防止事故扩大。按时对支架上的安全阀进行检查，发现安全阀失效时及时更换。

3.4 发现故障及时处理

支架在处理故障时要使用专用的检修工具进行检修，在液压阀组发生故障时需对周围的煤泥进行清理后方可开盖，对密封性要求严密的阀组，必要时可以出井进行拆卸，防止污染物进入液压系统中造成更大的损坏。

4 结语

潞安集团左权阜生煤业有限公司机电部通过分析液压支架在使用过程中常见故障，提出相应的对策措施。通过实际应用发现，采取措施后阜生煤矿综采工作面液压支架故障率由原来的14.5%降低至2.4%，全年可降低支架维修费用达75 万元，保证了工作面安全高效回采，取得了显著应用成效。