井下液压支架千斤顶泄漏故障的分析及维修

张彦博

(山西西山晋兴能源有限责任公司 斜沟煤矿，山西 吕梁 033602)

煤矿井下液压支架千斤顶在煤矿液压支架体系中发挥着较为重要的作用。它是液压支架支护效果和矿道安全的主要影响因素，也是液压支架完成推移的保障。内泄漏和外泄漏是井下液压支架千斤顶泄漏故障的两种表现形式，由此引发的顶板事故往往会给煤矿安全开采带来一些不利影响。

1 煤矿井下液压支架千斤顶泄漏故障的原因分析

一般情况下，井下液压支架千斤顶外泄漏主要指的是立柱、千斤顶缸筒、缸盖和油口之间出现的泄漏现象，缸盖与活塞杆之间的泄漏也可以被看作是外泄漏的表现。内泄漏为立柱、千斤顶内部高压腔乳化液向低压腔渗漏，这种泄漏故障通常会发生在活塞与缸内壁之间或活塞内腔与活塞连接处。密封圈结构因素和机械设计因素也是引发井下液压支架千斤顶泄漏的主要因素。

1.1 密封圈因素

密封圈是液压支架千斤顶进行液压支护动作的重要影响因素。密封圈的质量与液压千斤顶的质量之间存在着较为密切的联系。 受煤矿行业性质与工作条件的影响，井下液压支架千斤顶中所用的传动介质为浓度5%的乳化液。密封圈的工作压力、工作温度和其在液压支架系统中所承受的冲击载荷均影响液压千斤顶的使用。

通过分析可以发现，煤矿井下液压支架千斤顶中所使用的密封圈与其他以液压油为传动介质的液压缸密封圈在结构层面存在着一定的差异，密封圈活塞杆密封结构不合理和静密封密封不良成为引发液压支架千斤顶泄漏事故的主要因素。如一些生产厂家在井下千斤顶用密封圈的生产过程中对密封带厚度与弹性体厚度之间的关系缺乏了解，密封圈弹性体材料硬度和密封带柔韧性与进口产品之间也存在着一定的差异。除此以外，受密封材质的影响，液压支架千斤顶导向磨损现象会在降低导向或承压压力的基础上，引发主密封的密封失效。

1.2 机械设计与制造因素

在机械设计方面，需要考虑的因素应包含：1) 井下液压支架千斤顶的设计压力。2) 千斤顶的刚度。3) 千斤顶在实际应用过程中的变形情况。4) 千斤顶的有效行程和零件装配空间等。密封圈结构问题、沟槽结构设计问题和机械的加工精度是密封圈产品质量的主要影响因素。以煤矿井下液压支架领域所常用的鼓型千斤顶密封圈为例，承压能力、密封寿命和密封效果等因素也影响千斤顶的实际应用情况。

2 煤矿井下液压千斤顶泄漏故障的维修措施

外泄漏问题的出现，会让乳化液泄漏于外部环境之中。内泄漏故障会导致高压腔内压力下降、千斤顶动作不灵敏和支架瘫痪等多种次生问题。从密封圈结构和机械设计制造等方面入手，采用相应的维护措施，可以有效控制千斤顶泄漏故障所带来的不利影响。

2.1 故障处理前期准备措施

支护措施的优化，在煤矿井下液压千斤顶泄漏故障的处理过程中发挥着较为重要的作用。以斜沟煤矿18503工作面为例，该工作面的煤炭储量情况见表1.

表1 工作面煤炭储量情况表

该工作面采用走向长壁后退式一次采全高采煤方法。在支护体系建构过程中，该采煤工作面采用ZY7600/23/47掩护式液压支架支护顶板，全部垮落法管理顶板；所有支架要接顶严实，初撑力不低于泵站压力的80%，泵站压力不小于31.5 MPa，支架中心距为1.75 m，工作面安装支架175台。单体液压支柱支护质量要求：所有单体液压支柱初撑力不得小于90 kN，迎山有力，升紧打牢；且必须进行“一体三联”，即单体与单体之间用硬连接，单体与柱帽用铁链联接，单体与顶网用铁链联接；所有单体液压支柱成排成线，并且进行编号管理，三用阀出液口统一指向采空区，当底板松软时，必须穿铁鞋支护。支护体系构建过程的备用物料情况见表2.

表2 备用物料情况表

上述措施的应用，可以构建一种较为安全的作业环境。在严格执行工作面停送电制度的同时，需要对运输机进行停电闭锁处理，并要对停电负责人和停电时间及时进行记录。

在降架操作阶段，需要做好警戒措施(禁止人员在3 m范围内作业或停留)。在更换防片帮板及其部件时，要使用导链将防片帮板起吊、拉紧。在此基础上，也需要严格落实进入机道作业的安全措施、起吊重物的安全措施。

2.2 内泄漏故障的处理措施

通过对煤矿井下液压支架立柱所使用的密封结构进行分析可以发现，液压支架立柱焊接连接方式为立柱千斤顶活塞部位所常用的连接方式。因此，从井下液压支架体系的实际情况来看，立柱内泄漏故障与活塞密封之间存在着较为密切的联系。更换密封圈、导向环、O型圈或全套活塞密封系统，是解决内泄漏问题的有效措施。

如果更换密封圈以后仍然存在千斤顶内泄漏问题，需要重点检查密封圈的安装沟槽。针对密封圈在急剧磨损以后出现的密封作用丧失问题，需要对密封槽的宽度进行控制，如为防止密封件前后移动引起磨损加剧，需要将槽底粗糙度控制在Ra1.6 μm以内，并要对截面直径进行严格控制。存放时间过长，出现老化、龟裂现象的密封件不得应用于密封件中。除此以外，在立柱和千斤顶的使用过程中，也需要避免硬物敲击导致变形问题的出现。

2.3 外泄漏故障的处理措施

煤矿井下液压支架千斤顶的外泄漏故障具有一定的复杂性。导向法兰静密封处的泄漏和缸筒连接处出现的泄漏是液压支架千斤顶常见的外泄漏形式。在外泄漏故障产生以后，首先需要对导向法兰静密封沟槽的尺寸进行检查。例如斜沟煤矿井下液压支架设备中使用的千斤顶采用的是O型圈与挡圈相结合的结构，需要关注O型圈胶料的硬度。针对缸筒焊接处出现的泄漏问题，需要对缸筒焊缝进行焊接处理。

3 结 论

煤矿井下液压支架千斤顶泄漏故障的产生原因涉及到千斤顶密封结构和机械制造技术等多个方面。根据内泄漏与外泄漏的表现形式，确定相应的密封解决方案，可以为液压支架的正常使用提供保障。