液压支架立柱胀缸分析及防治

刘录琴

摘 要：立柱胀缸是在液压支架作业过程当中最为常见的质量问题之一。据相关统计数据资料显示：在煤矿生产实践当中，因立柱胀缸而导致的大修比例占到了整体大修的1/5以上。为了提高液压支架的使用效率，在保障采煤质量的同时，达到节能降耗以及安全生产的目的，均有必要对液压支架立柱胀缸现象的各种原因进行分析，同时采取有效的防治措施。文章即以此为研究对象，以液压支架立柱胀缸问题作为研究对象，结合某实际案例，就有关立柱胀缸现象的分析过程，以及相关防治建议加以了详细探讨与说明，望引起各方关注与重视。

关键词：液压支架；立柱胀缸；防治

中图分类号：TD355.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0177-02

在煤礦工作面的生产实践中，一旦产生液压支架立柱胀缸方面的问题，则对于液压支架的生产作业，乃至后期的检查维护工作开展而言均会产生极为严重的影响。在维修综采液压支架的过程中，一套支架的立柱胀缸数量有时能超过三分之一，缸筒在直径方向上尺寸超差较大的可超过三分之一，缸筒在直径方向上尺寸超差较大的可超出公差3～4 mm。部分掩护式液压支架在井下的使用中，很多立柱出现胀缸的现象，立柱胀缸后支架无法正常支护顶板，这将严重影响井下的生产。而井下更换立柱费事，并且胀缸的立柱修复费用很高，胀缸严重的无法修复。为此，需要在对液压支架立柱胀缸现象各类引发原因进行分析的基础之上，采取针对性的防范与治理方法，并以此为依据，达到提高机械化采煤工作质量，发挥液压支架工作性能优势的目的。本文即针对以上相关问题展开详细分析与探讨。

1 案例剖析

某煤矿开采工作面平均开采高度为4.2 m，平均煤层倾斜角角度为3.5°，煤质硬度取值范围在1.0～1.5范围之内，周期来压步距为15.3 m。该工作面所使用液压支架为ZY 6400#液压支架，已持续运行520 d。生产作业过程当中因液压支架立柱频频出现串液冒出的问题，故而对立柱进行了解体检修。检修过程当中发现，缸体内距离缸口500 ～800 mm范围之内，存在严重的立柱胀缸问题，胀大直径尺寸达到了0.50～2.00 mm。根据液压支架的工作原理来看，在立柱密封部件、单向阀部件、管路以及接头部件密封性能完全可靠的前提条件下，安全阀是唯一可能导致卸压的部位（实践证实也是发生立柱胀缸现象最为频繁的部位）。为了进一步对液压支架立柱胀缸问题进行分析，需要对安全阀进行抽检，通过动作压力试验的方式研究立柱胀缸原因。具体的试验结果如下表所示（见表1）。

通过对表中数据的分析，不难发现：在多种可能引发立柱胀缸的条件当中，只有立柱控制阀的安全阀失效才是能够引发立柱胀缸的必要条件。

2 液压支架立柱胀缸原因及防治分析

在综采工作面顶板强度越来越明显的情况下，液压支架立柱下腔区域内所承受的压力水平也有所提升。一旦其超过了安全阀部件所设置的压力数值，则就会导致卸荷无法得到及时的开启，安全阀相对于整个液压支架的安全效用也就无从体现。由于所产生的应力水平远远超过了液压支架缸体所对应的应力使用反应，其他的相关零部件也会不可避免的出现外观质量的损毁或者是变形弯曲的问题。除安全阀自身的因素以外，以油类降解物、水垢及水垢氧化物、煤烟粉尘、以及金属颗粒物为主的各类杂物同样可能会导致安全阀出现堵塞，致使安全阀的功效无法得到有效发挥，最终表现为立柱胀缸现象。

另外，在掩护式支架的立柱为两级缸式的双伸缩立柱，经常出现这种状况，二级缸收缩不回去，支架无法降架，出现这种状况的原因是立柱的二级缸先发生胀缸，胀后二级缸的外径（一级缸杆径）也随着内径的增大而增大，立柱再动作时二级缸和其配合的导向套契紧，导致立柱二级缸不动作，支架也无法降架，只能在工作面上更换立柱。

从对液压支架立柱胀缸问题的预防角度上来说，要求做好以下几个方面的工作：

①需要重视对综采工作面液压支架系统工作介质水质的质量监督与管理工作，特别针对液压系统完善相关的预防、保养、维修制度，严格执行定期检查液压油流程，开展长效化的系统全面检查，避免因水体硬度过高，而导致的立柱胀缸问题，特别需要做好对乳化油的选取以及乳化液配比的确定工作。

②其次，需要由专人负责对液压支架清洁度水平进行控制，确保乳化液泵站系统关键装置使用性能的完好性，定期安排专人对这一系统进行彻底的清洁与处理，要严格按照液压支架高污染环境下工作情况以及系统当前的清洁文明水平，确定液压支架的目标清洁度，并选择适当的过滤器。

③再次，综采工作面液压支架安全阀部件需要定期进行标定，大多建议以90 d为周期，对动作性能、启闭压力进行标定检验。

④需要做好对液压支架流量、结构、以及防锈性能方面的优化，改善密闭性。

⑤最后，要加强人员的技术培训，提高管理、维修、操作人员的综合技能，同时强化相关人员的工作责任心和应急状态下的处理能力。

从对液压支架立柱胀缸问题的处理角度上来说，需要针对不同变形量以及变形程度，采取不同的处理技术与方案。其中，针对内孔直径变形量最大值在1.0 mm以内的轻度变形问题而言，可以通过低温镀铁的方式，对其进行工艺修复；针对内孔直径变形量最大值在1.0～2.0 mm范围以内的中度变形问题而言，可以通过不锈钢镶套的方式，对其进行工艺修复；针对内孔直径变形量最大值在2.0m以上的重度变形问题而言，则可直接做报废处理。

3 结 语

在受到液压支架升（降）架极限，乳化泵站持续供液，或者是液压回路堵塞，以及支架回油断路阀关闭等多个方面因素的影响情况下，液压支架都极有可能表现出立柱胀缸方面的问题。在实际工作过程当中，笔者认为：为了明确产生立柱胀缸现象的原因，需要以对安全阀的实验为直接切入点，通过安全阀动作压力试验结果及对相关数据的分析，明确潜在的问题，从而确保所制定防范对策的针对性与可靠性。总而言之，本文围绕在液压支架立柱胀缸方面所涉及到的相关问题做出了简要分析与阐述，望能够引起各方人员的重视。

参考文献：

[1] 郑晓雯，刘金龙.基于瞬态动力学的液压支架立柱胀缸分析[J].煤矿机械，2010，（8）.

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