减少液压支架出井大修理的方案研究

高 建

（大同煤矿集团朔州煤电有限责任公司，山西 朔州 036300）

液压支架的广泛应用为煤矿生产起到了保驾护航作用，但是由于设备搬家前的出井大修理工作周期比较长，严重影响综采效率，所以，可以适当减少上井大修次数，满足工作面接续要求。

1 新设计制造的液压支架

1.1 提升液压支架结构设计和强度

1.1.1 顶梁柱帽问题

对于大工作阻力液压支架（ZF10000、ZF13000），顶梁的柱帽一般为铸件，由于铸件个体比较大，但是壁厚不是非常均匀，在铸造过程中可能会存在疏松、缩孔、微裂纹等缺陷，导致铸件强度受到影响。在井下回采过程中，当顶板压力剧烈时，容易对铸件造成损坏。 在朔煤公司下属矿井中均发生过支架在井下顶梁的柱帽损坏现象。因此新设计的大工作阻力液压支架建议采用小柱帽结构。

1.1.2 提高铰接部位受力孔的结构件强度

在新支架设计过程中要充分考虑液压支架井下长时间使用的因素，在受力大的铰接部位，提高铰接销轴与结构件铰接孔的接触面积，减小主要铰接孔的变形问题，尽量使铰接孔变形在允许范围内，满足支架稳定性和强度要求。例如：掩护梁与顶梁铰接部位、顶梁与前梁铰接部位等。

1.1.3 优化结构件关键部位结构和焊接工艺

（1）前梁铰接耳板生根设计，避免因焊接缺陷而造成的断裂；

（2）优化顶梁柱帽结构，增加腔体，该断面安全系数由传统的1.2提高到1.3，采用锻造小柱帽结构，减小铸造柱帽缺陷，增强柱帽抗冲击性能；

（3）四连杆铰接孔处加强设计，增加销轴接触耳板厚度，降低耳板变形概率；

（4）掩护梁中档腹板安全系数由传统的1.4提高到大于1.5；

（5）底座柱窝由传统的铸造件升级为锻造件，提高其可靠性。

1.2 提高制造工艺水平，严格控制制造质量

1.2.1 提高制造工艺水平

提高立柱的加工精度，尤其是立柱外缸的内壁粗糙度。一方面可以保证缸体内壁受腐蚀影响降低，另一方面可以保证密封件的寿命和密封性能。

优化焊接工艺，尤其是高强度板或者超高强度钢板必须制订合理的焊接施工工艺，确保焊缝强度、结构件强度。

1.2.2 严格控制制造质量

（1）提高检验手段。在液压支架制造过程中，尤其是结构件焊接过程中，应该采取焊缝抽检的手段，比如焊缝超声波、磁粉、着色等无损探伤，对结构件焊缝进行检测，尤其是检测铰接部位的焊缝状况。立柱千斤顶加工，应严格控制同轴度、表面光洁度和镀层厚度，提高加工精度。

（2）严格控制过程检验。制造厂严格检验过程控制，结构件严格控制铆组尺寸，筋板严格控制坡口尺寸，焊缝严格控制焊缝高度和质量，保证焊缝强度和组装尺寸。

（3）严格提升支架出厂验收，严把整架质量关。严把批量出厂的液压支架质量，避免支架带病下井、带病作业。对批量出厂的液压支架进行抽检压架是检验制造工艺和质量的一种非常有效的手段。

2 现井下使用的液压支架

2.1 乳化液浓度和清洁度严格控制

乳化液是工作面动力源，是影响立柱、千斤顶、阀的使用质量和寿命的关键因素，因此要严格控制工作面泵站的乳化液浓度和清洁度。

2.2 提高工作面标准化管理

（1）加强工作面管理，保证液压支架高度统一，防止支架高低不平出现咬架现象，避免结构件损坏。

（2）架前如果堆积一些碎煤、碎矸会造成支架回采推进过程中不稳定，也就是说，支架“脚板”踩的比较虚，支架容易跟着地质状况漂移，造成支架自身、支架邻架之间的伤害，所以要及时清理架前煤。

2.3 适当扩大支架备件品种

目前，朔州煤电公司所属的各煤矿，一般为支架备用了大量的立柱、千斤顶、胶管等，在此基础上，还应该适当的备一些受力销轴、U卡、方挡销等零件。当支架某一销轴损坏后，本来结构件或者立柱千斤顶还没有损坏，可是由于长时间没有补充销轴，结构件、立柱千斤顶长时间处于无约束状态，也会发生意外损坏。备件严把质量关，原则上采用原厂件。还应准备一些阀芯、顶杆、小密封圈等易损件，在液压系统某个构件发生问题后，及时更换补充，避免小毛病向大毛病发展。

2.4 在搬家倒面时，提前准备更换的部件

对一些易发生损坏的小结构件提前做准备计划，搬家前备齐，可以在井下更换安装，避免支架出井修理更换。构件在井下损坏后，通过一定的技术手段，支架还可以继续工作，为确保后续工作面使用，建议准备新品，搬家过程中将其换新。

2.5 提高操作人员业务素质

通过培训，使操作工达到对设备性能和功能熟悉，避免误操作或一味蛮干，给液压支架带来一些不必要的损坏。

2.6 支架故障应及时处理

当支架在井下出现问题时，应该及时处理，较复杂问题请专业人员来处理，不能等问题延伸到一定程度后再去处理。在回采过程中，带病的支架若继续工作只会让问题进一步恶化，最终可能会到无法修复的程度。

2.7 胶管和阀类零件

胶管是易损件，在搬家过程中做好保护处理，胶管和接头一般损坏量并不大，小批量的更换即可（在大修理过程中要求全部换新，多数是因为在支架大修理拆解时损坏了胶管或者其接头护套等）。阀类零件如果更换内部配件无法修复的，应适当配置备品备件，可在井下进行更换。

3 结语

减少支架上井大修次数，既可以减少人力物力的使用，又可以节省搬家时间，对于提高煤矿效益具有十分重要的意义。