煤矿综采液压支架立柱快速排液法

张万喜

摘 要：液压支架是现代大型自动化煤矿工作面所采用的主要支护设备。它在工作面为作业工人及采煤机、刮板输送机提供一个安全的工作空间。在我国煤矿企业，井下综采工作面普遍采用液压支架进行支护。在我国北方，井上露天存放的液压支架在防冻期前必须完成各立柱及千斤顶的排液工作，以防止液压设备被冻坏。液压支架立柱排液是一项耗时、费力、效率低下、非常危险的工作。煤矿综采液压支架立柱快速排液法是一项致力于打破传统立柱排液工艺，寻求更科学、更高效、更安全的立柱排液方法的探索性科技创新。希望对我国煤炭行业具有参考和推广价值。

关键词：液压支架 立柱 排液 快速 防冻期

中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0088-01

1 设计背景

在我国煤矿企业，井下综采工作面普遍采用液压支架进行支护，长江以北绝大部分煤矿企业在冬季防冻期期间要将露天存放的液压支架各柱顶件排液，以防冻坏液压件。因此，井上露天存放的液压支架每到立冬前夕都要进行排液。因每组液压支架立柱及各种千斤顶较多且安装位置复杂，排液时必须利用空气压缩机对各柱顶件进行排液，其中立柱排液过程最为繁琐、费时、危险，占整组液压支架柱顶件排液时间的60%左右。因此，液压支架柱顶件排液工作是一项耗时、费力、效率低下、危险性极高的检修工作，多年来此项工作一直是液压支架检修工作的难点、危险点、效率最低点，束缚着也影响着液压支架检修工作安全、高效的开展。

煤矿综采液压支架立柱快速排液法是一项致力于打破传统立柱排液工艺，寻求更科学、更高效、更安全的立柱排液方法的探索性科技创新。希望对我国煤炭行业具有参考和推广价值。

2 设计方案

在液压支架立柱传统排液过程中，需要先用高压液体将立柱伸出，将两上腔液体排出，然后利用高压气体将中缸和上活柱收回，再将两下腔液体排出，完成整个立柱排液过程。因立柱缸径通常比较大，缸体与密封的预紧力也比较大，所以中缸和上活柱收回时的气压也要很高，通常要15Mpa左右（对于高压气体来说，这是一个非常危险的压力区间）才能满足排液要求。因此，液压支架立柱排液立柱伸出时费时费水，立柱收回时费时危险。鉴于传统立柱排液方式所存在的种种弊端和缺陷，本设计跳出传统立柱排液工序，力求在不使用高压液体和气体的情况下，借助天车设备一次性快速完成整个立柱排液过程。此方案的难点在于立柱在外力作用下完全伸出后，如何能够实现自动完全收回。针对这一设计瓶颈难题，本设计采取了两条有针对性的应对措施，两条措施的完美结合，使得立柱在无外力作用下自动完全收回得以实现。那么这两条神奇的措施究竟是什么呢？第一条措施是将立柱迫降咀和立柱大缸上腔进液咀两处高压胶管拆除，使中缸上腔和大缸上腔与外界实现互通。立柱大缸进液咀堵死（立柱液控单向阀组不拆除），使中缸下腔和大缸下腔与外界实现隔绝。第二条措施是立柱必须在底座上安装好且立柱与水平夹角要大于或等于45度。

3 设计简图

（如图1）。

4 作原理

回收上井的液压支架立柱通常都是安装在底座上且立柱处于完全收回状态，此时下1和下2内地液体已经排出，上1和上2内存有满腔的液体。给立柱排液就是将上1和上2内的液体排出的过程。液压支架立柱快速排液法就是将A和B处高压胶管拆除，C处液控单向阀组不拆除，利用天车设备直接将立柱上活柱和中缸完全拉出，将上1和上2内的液体完全排出，然后天车落钩，在大气压力差和中缸、上活柱自重的雙重作用力作用下，上活柱和中缸将自动完全收回，完成整个立柱排液过程。液压支架立柱快速排液法巧妙的利用了立柱缸体内外大气压力差和中缸、上活柱自身重力，使得此设计得以完美实现。

5 计实用价值

煤矿综采液压支架立柱快速排液法打破传统液压支架立柱排液方式，使立柱排液工作变得简单、安全、高效，将液压支架检修作业人员从繁重、危险、低效率的立柱排液工作中解放出来。与传统液压支架立柱排液方法相比，效率提高数十倍，经济效益非常巨大，具有很强的推广价值。

6 计可行性分析

煤矿综采液压支架立柱快速排液法打破原有传统立柱排液方式，在整个排液过程中，对立柱本身完好性没有任何破坏，对立柱下次正常使用没有任何影响。通过对我公司2120-2工作面回收的113组ZY6400/14/32掩护式液压支架立柱排液的实践检验，效果非常理想，此种立柱快速排液法完全可行，具有极强的推广价值。

7 结语

生产依靠创新，创新源于生产。在生产实践的基础上，不断开展科技创新工作，打破传统观念，优化设备检修工艺，减轻煤矿液压支架检修从业人员的劳动强度，降低液压支架检修危险系数，提高液压支架检修劳动效率，这是我们煤炭行业技术工作者的设计初衷，希望此设计对煤炭开采行业有一定的启蒙、借鉴意义。

参考文献

[1] 刘富.液压支架与泵站煤炭工业出版社，2009（1）：1-55.

[2] 袁子荣.液气压传动与控制重庆大学出版社，2002（3）：1-13.

[3] 单辉祖，谢传锋，合编.工程力学（静力学与材料力学）高等教育出版社，2005（7）：3-32.