液压支架存在的主要故障及预防对策探究

郭小燕

（山西机电职业技术学院，长治 046011）

煤炭是地球上蕴藏量最丰富的化石燃料，在推动国家基础建设与社会经济的快速发展方面起着重要意义，所以对煤炭的开采与利用是必然的社会行为。在煤炭的开采过程中，为了最大限度地保证综采工作面的空间安全和开采生产率，人们要充分发挥液压支架的优势，这对煤矿企业安全生产至关重要。因此，分析液压支架的安全使用状况与常见故障，有助于预防或规避液压支架的故障而引发的生产事故，确保煤炭开采工作的顺利进行与煤矿企业的安全生产次序。

1 液压支架简介

液压支架是由承压部件（顶梁）、受力部件（掩护梁）、连接部件（连杆）、推移装置（推移杆）、支撑部件（底座）及各种液压阀门等装置组成的。其工作原理为：以动力油缸的高压液体为系统动力，通过控制各类液压阀门等控制操纵元件来实现液压支架的升、降、推、移四个基本机械动作，以完成支撑顶板和移架推溜。其结构示意图如图1所示。

图1 液压支架结构

根据液压支架的结构特点和支护型式，目前通用的液压支架有三种基本架型，既支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架。其各自使用优点为：支撑式支架适用于顶板坚硬完整、周期压力明显或强烈、底板也较坚硬的采煤工作面；掩护式支架依靠掩护板把工作面与采空区隔离，防止垮落的矸石窜入工作面，不能直接顶坚硬的工作面；支撑掩护式支架结合前两者的优点，能作用在顶板中等稳定或稳定、周期压力较明显，底板中等稳定的工作面。

2 主要液压支架故障的诱因分析

2.1 支架失稳故障及原因

根据大量液压支架安全事故的诱因分析得知，支架失稳而造成安全事故的占比率为10%左右，其表现形式多样，如支架倾斜（倾倒）、支架反转、支架滑移等，在实际事故中，一旦发生一架液压支架失稳，就会导致周边数多架液压支架的失稳，形成连锁反应，导致安全事故损害性大、安全生产恢复时间长、难度大等，影响煤炭开采量。

其原因归结为：一是液压支架的底座工作面不平稳，液压支架长期工作后，底座工作面下沉，或受力不均匀使支架产生倾斜度；二是掩护梁工作面出现冒顶现象，掩护梁工作面的煤层存在松软情况，造成工作面所受压力不均衡，使得液压支架失稳；三是液压支架移架推溜方式有误，在液压支架移架推溜过程中，方式错误会使支架受到多方面的扭转力，导致支架重心产生偏移，造成支架失稳。

2.2 液压支架的结构件损坏及原因

液压支架使用于井下运送过程中，液压支架结构件会受到挤压、碰撞、磨损等，这会使结构件发生位移偏差、形状变形甚至断裂，影响其生产使用。多数是与人为操作不当或自身设计不科学有关。

其常见故障有：一是底座故障，主要体现在底座主力筋断裂或受力形变、球窝碎裂；二是连杆故障，主要体现在连杆受力不均匀后的弯曲、连杆机械运动卡阻；三是立柱故障，主要体现在立柱起升故障、立柱下降故障、立柱承载故障；四是附件故障，液压支架中各类阀门的使用寿命和密闭性受使用环境影响大，交管和管接头会出现密封性和腐蚀故障。

2.3 液压支架的液压系统故障及原因

液压系统是液压支架的动力支持。其液压管路系统和油质是决定系统好坏的直接因素。油质在长期使用状态下受到污染就会产生不利影响，例如，在采煤作业时的固体颗粒物（煤粉尘、铁屑、焊渣、水垢、磨料和油类降解物等各类混合污染物）和液压系统内的油质污染物，这些污染物会浸染在液压支架油路中，对液压系统的全部部件造成不同程度的腐蚀或损坏，造成液压系统故障。

液压管路系统出现软管破裂、各类管接头处出现泄露等现象，会造成液压系统压力过小；液压管路系统的某段管路有堵塞或不通畅现象，会造成液压系统压力过大。压力的过大或过小，都会造成液压系统的不稳定。

3 主要液压支架故障的预防措施

3.1 支架失稳的预防措施

通过分析支架失稳及诱因，人们可采取一些预防措施来规避支架失稳。对于支架底座的支撑面，要选取平稳、无浮煤的地面作支撑；对破碎顶板可先进行铺网，对松软煤层可打膨胀锚杆进而避免支架冒顶，降低顶板受力不均衡的风险。此外，人们要选择正确的移架推溜方式，来压时可采取连续的移架，来压后，可将压力的冲击减弱至最小，尽快带压移架并迅速推进时，可使用交错移架方式来避免支架在行进时出现失稳现象。

3.2 结构件故障的预防措施

结构件故障的产生多数与设计和操作有关。针对液压支架设计或选型时，应考虑液压支架的强度、使用环境和使用频率等综合因素，避免设备不匹配造成设备故障多发。因此，操作人员要熟悉液压支架技术和相关设备的操作技能，同时要熟悉液压支架原理、结构等相关理论知识，严格按照操作规程操作设备，做到熟练快速操作、及时有效排查设备故障等。此外，操作人员应加强液压支架的日常维修保养工作。

3.

3 液压系统故障的预防措施

液压系统故障主要体现在外部环境对液压系统的影响和液压介质自身因素。针对外部环境的影响，要完善液压系统的保洁措施，如高频次地清洗或维修保养，定时更换液压系统的阀门或软管等。针对液压介质，要做好液压介质的定期更换或污染物清除工作。

4 结语

本文总结分析了液压支架的故障原因和预防措施，具体措施包括：一是加强液压支架的定期检查和保养修理，及时更换易损件，二是对液压支架的实地工作面做好稳固和顶面加固，三是操作人员要提升自身理论知识水平和操作技能。这样可以确保液压支架处于良好的工作状态，保障综采工作面作业的顺利进行，提高煤炭企业的综合生产效益。

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