研究煤矿液压支架安全阀存在的问题及改进措施

侯典帅 路广辉 孙奇

摘 要： 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，我国对于能源的需求在不断提高，液压支架是综合机械化采煤工艺中用于支护顶板的重要设备，更是综采工作面作业人员安全的屏障。因此，液压支架故障直接影响综采工作面顶板支护的质量和作业人员的安全。文章介绍了液压支架的发展历史及目前国家能源集团所属煤矿的液压支架使用、维护状况，重点从液压支架故障及其预防措施等方面阐述液压支架在综采工作面的支护质量管控措施，为液压支架生产厂家和使用单位提供参考借鉴。

关键词： 液压支架;基本信息;常见故障;预防措施

【中图分类号】TD355.4     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0223-01

引言：在煤矿开采设备当中，液压支架安全阀是其中一个重要的设备类型，安全阀对液压支架起到了良好的保护作用。通过安全阀的使用，可以保证液压支架实际工作当中，必须要保证系统内部压力的大小，这样才可以提高液压支架工作的稳定性，同时液压支架当中油缸内部的压力也需要进行有效的控制，防止油缸在工作过程当中，出现压力过大，造成了压力超过了油缸的整个抗压能力，这一问题将会造成液压系统的爆裂或者是其他不安全事故。压力大小的控制主要是通过安全阀在工作过程当中形成的动作信号，如果在实际的工作过程当中外部的环境压力远远超过了安全规定值的标准，那么液压支架当中的安全阀就会通过自动泄压的方式，来保证整个设备的安全性，因此安全阀的工作性能，直接关系到整个液压工作的安全性和稳定性。

1 液压支架安全阀简介

液压支架中的安全阀起到保护液压支架的作用。安全阀能够确保液压支架内的储压在合理的范围内，确保立柱内的油缸压力在合理范围内而油缸不会出现爆裂。压力是安全阀的动作信号，当压力超过规定值时，安全阀就会自动进行泄压，确保压力在安全的范围内。因此安全阀性能的优劣直接关系到液压支架的安全。其中安全阀的工作原理如下所示：液压支架立柱内的液压会随着支架上部压力的升高而不断增大，当立柱内的压力过大时，安全阀会促使密闭腔内的阀芯向下运动，由于阀芯上存在泄压孔，下移的阀芯会进入高压液体内，促使流过卸压孔的液体进行泄压，从而降低立柱密闭腔内的压力。

2 煤矿液压支架安全阀故障问题的解决对策

2.1 安装弹簧限位装置

为了有效保证安全阀在工作过程当中的有效性，需要对弹簧的伸缩程度维持原状，相关工作人员经过研究和分析之后，安全阀当中设置了一个控制弹簧运动长度的设备，通过对该设备的应用在很大程度上防止了液压支架在装置前后所产生的压力变化，并且通过对该设备的使用，可以充分保证将弹簧内部和阀芯之间进行有效的分离，充分保证通过对各种不同型号的阀门使用，在煤矿液压支架的使用前后需要保证支架内部的液体高效率传输，或者是对液压当中的工作性能来进行保障，充分保证液压支架在工作过程当中可以充分分担煤层当中所产生的不同压力负载，即使在同一个立柱内部产生了安全阀故障问题，也不会直接影响到其他立柱的正常工作，这种设置方式可以有效防止液压支架在工作过程当中产生连锁故障的问题，大大提高了整个液压装置的安全性与稳定性，设定了限位装置之后通过对井下液压支架的安全阀进行维护工作当中，相关维护工作人员不用再对其进行调压工作，大大降低了设备维护工作的时间，进而也降低了维护工作当中所产生的经济成本。

2.2 安装弹簧限位装置

为了保证装卸安全阀前后，安全阀内的弹簧伸缩长度一致，在安全阀内增加限制弹簧运行位置的限位装置，有效避免装卸前后液压装置压力变化的情况。并且此限位装置能够将弹簧与阀芯分开，确保安全阀的接头和阀芯是一个整体，而弹簧与安全阀阀体为一个整体，这能够有效地限制弹簧的位置，保证弹簧在装卸前后的长度保持一致，确保开启前后安全阀的压力保持一致，同时也提高了液压装置的稳定性和安全性。增加了限位装置以后，在对井下液压装置的安全阀进行维修时，就避免了对其进行升井调压的步骤，大大缩短了维修的时间，降低了维修的成本。将弹簧与其支座安装在安全阀的内部，然后通过螺栓来调节弹簧的压缩量，进而达到指定的压力，在阀芯安装到阀体内部的另一端，用螺套将两部分固定在一起。这样确保阀体的两端分别是阀芯和弹簧，在对其中一部分继续维修更换时，不会对另一部分产生大的干扰，如维修阀芯，不会影响弹簧的长度，进而确保不需要调整安全阀的启动压力。

2.3 新的结构型式

纯水安全阀的振动问题在纯水控制阀中表现最为明显，阀芯的颤振会加速阀的磨损和失效。在设计锥阀式安全阀时，其阀座可采用二级孔的方式来消除尖叫和振动;增大安全阀前腔的体积，可以添加消振垫，以改变这一容腔流速场分布，或采用消振塞，利用微型吸振原理来消除尖叫和振动。振动与噪声还可以从系统的角度来考虑，如加蓄能器，注意管道的长短等。纯水安全阀的泄漏问题在滑阀式结构中最为明显，所以在设计时尽量避免采用滑阀式结构，而采用锥阀式。为解决泄漏，拉丝侵蚀问题，在该阀的结构上可采取在主阀芯与主阀套之间加组合密封件。

结语：总的来说，我国煤矿液压支架故障和事故时有发生。在引起人们的重视后，我国及时采取措施来减少此方面的事故。现如今，我国煤炭行业重大发生事故的几率总体不断降低，但个别人员违章操作、设备安全性能的缺失还会造成一般性机电事故，仍然不能降低对此事的重视度。应牢记习近平总书记的嘱托“发展决不能以牺牲人民的生命为代价”，杜绝煤炭行业群死群伤事故就要不断发展煤炭开采的机械化、自动化水平，而机械化、自动化水平的一个决定性因素就是液压支架的可靠性和自动化水平。液压支架的发展前景广阔，只要不断研究和创造，定能实现无人化全自动安全型综采工作面，实现安全生产最高目标。

参考文献

[1] 张占胜.超前支护液压支架在云盖山煤矿的研究应用[J].机械管理开发，2019，34（03）：175-177.

[2] 蒲忠辉，佘之盛.煤矿液压支架纯水安全阀的主要结构参数设计[J].液壓与气动，2012（11）：126-128+272.