研究煤矿液压支架安全阀存在的问题及改进措施

李再有

摘 要： 开采煤矿过程中将应用到很多机械设备，在这之中煤矿液压支架属于较为重要的环节。应用煤矿液压支架时，期安全阀通常会出现各种各样的问题，进而影响整个液壓支架运行的安全性和稳定性。针对这一情况，本文研究安全阀密封失效原因和损坏原因，并提出相应改进措施，进而确保煤矿开采工作顺利进行。

关键词： 液压支架;安全阀;改进措施

【中图分类号】TD355+.4     【文献标识码】B     【文章编号】1674-3733（2020）05-0152-01

液压支架安全阀在煤矿开采设备中是是很重要的一个设备，安全阀能够有效保护液压支架。在使用安全阀后，在实际应用液压支架时，应该保证系统内部压力大小，以此将液压支架工作稳定性加强，此外，在液压支架之中也需要有效控制油缸内部压力，避免油缸在使用中产生过大压力，使压力超过油缸整体抗压能力，这将导致液压系统爆裂或有不安全事故发生。控制压力大小主要是在安全阀运行中形成动作信号，若实际运行中外部环境压力超出安全规定值标准，这时液压支架之中的安全阀就将自动泄压，确保设备的安全性，所以可知安全阀工作的性能，对液压工作稳定性和安全性有直接影响。

1 安全阀密封失效的原因

1.1 乳化液进入煤尘

因为井下环境较为恶劣，包含很多煤尘，在开启安全阀后，乳化液内会进入大量煤尘，安全阀运行中时，乳化液会有较大的运行速度，并产生较大作用力，乳化液进入煤尘后会产生更大作用力，使安全阀密封件严重损坏。

1.2 安全阀被卸压孔割破

安全阀利用内部阀芯处于高压液体内运行进行泄压，这也意味着阀芯一直处于上下持续运行中，这将使得密封圈和阀芯间不断摩擦，因为阀芯卸压孔为刚性材料，有较大硬度，如果密封圈接触卸压孔时，将会损坏密封圈。在密封圈不具备密闭效果时，液压支架之中的高压液体将流出密封圈，降低内部压力使液压支架丧失液压效果，同时丧失安全阀作用。活塞杆失去液压的支撑也将下滑至液压支架的立柱下部。

1.3 公称压力不足

很多液压支架安全阀接头和弹簧直接接触，对安全阀重新进行组装时，难以确保组装前后有一致的弹簧长度，安全阀性能会因此降低。阀芯密封圈被损坏将会使安全阀出现故障，更换阀芯的密封圈时需要将安全阀外壳打开，拧开固定阀芯的螺栓，进而更换阀芯密封圈。因为安全阀内弹簧的位置是在安全阀壳体左端的接头处，在拆开壳体后，弹簧将向安全阀右侧的接头处伸长，在密封圈更换后无法在安全阀壳内密封接头。即便被密封在安全阀壳体之中，接头位置也将出现一定变化，避免弹簧和阀芯间的作用力产生变化，影响安全阀动作压力。在阀芯密封圈更换后重新组装安全阀，将影响弹簧长度，导致弹簧压力无法满足安全阀要求，为确保安全阀之中弹簧压力可以满足正常要求，应该对安全阀公称压力进行调整，使安全阀升井，将会增加维护维修安全阀的成本和时间，在上下井时携带安全阀会增加工人负担，也极易损坏安全阀。

2 安全阀损坏原因

通常，安全阀使用“O”形密封圈，这一密封圈有简单的内部构造，不会花费较多成本，液压流量低的情况下有较好密闭性能。为了将液压能力增加，需将液压流量加大，安全阀阀芯周围有溢流孔，在溢流孔直径是4mm，密封圈直径是2mm，当阀芯移动至密封圈处，有较大硬度的溢流孔极易割破密封圈。因为安全阀内不具备控制高压液体流动速度及方向的部件，将会使流动速度较快的高压流体作用在密封圈上，此外，在溢流孔处液体会产生漩涡将密封圈经过溢流孔的时间延长，增加损坏密封圈的几率[1]。

3 改进煤矿液压支架安全阀的方法

3.1 设置弹簧限位装置

为确保安全阀装卸前后，安全阀内有伸缩长度一致的弹簧，可以在安全阀内安装一个对弹簧运行位置进行限制的限位装置，防止液压装置在装卸前后压力产生变化。同时这一限位装置可以有效分开弹簧和阀芯，保证安全阀接头与阀芯为一个整体，弹簧和安全阀阀体作为一个整体，可以对弹簧位置进行有效限制，确保装卸前后弹簧有一致的长度，保证安全阀开启前后压力保持一致，从而将液压装置安全性和稳定性提高。安装限位装置后，维修井下液压装置安全阀时，可以减少升井调压这一步骤，维修时间大大缩短，维修成本也会随之降低。在安全阀内部安装弹簧和支座，并利用螺栓对弹簧压缩量进行调节，以此达到规定压力，在阀体内部另一端安装阀芯，使用螺套固定两部分。以此保障阀体两端是阀芯与弹簧，在维修更换其中一部分时，不会干扰到另一部分，当对阀芯进行维修时，不会对弹簧长度造成影响，无需对安全阀启动压力进行调整。

3.2 加设承压立柱

利用不同的直径的阀门向液压支架前后立柱输送液体，或是对液压支架不同立柱输送液压液体，使液压支架全部立柱可以分担顶部煤层压力。如果有一个立柱内安全阀产生故障不会对其他几个立柱性能造成影响，以此来降低液压支架的故障概率，将液压支架稳定性增加。

3.3 优化单向阀的结构

为对安全阀进行有效保护，降低其受到密封失效影响发生故障的概率，可优化单向阀内部构造。单向阀内部可以增加一个节流结构，减少安全阀的受力，避免受到高压液体冲击，防止出现高压液体和安全阀共振破坏安全阀结构的情况。选择的安全阀应与液压支架井下具体施工情况相符合，不知要满足液压支架在支护方面的要求，又要保证有简单结构及较好密封性能。在液压支架内液压有较大流量时，会更高的要求着安全阀性能，不只需要密封效果良好，还应具备较好液体流量控制措施[2]。进而优化安全阀结构为二级开启形式，将液控单向阀和安全阀共振区域减小，也能够将安全阀流量增加，将安全阀的调节压力范围扩大，以此优化安全阀应用性能，使液压支架支护的能力增加。

结束语：通过上文可知，在改进煤矿液压支架安全阀方面，可在其内部设置弹簧限位装置，可避免增加安全阀调压升井的步骤，能够将维修时间缩短，使维修产生成本降低;也可将承压立柱顶部煤层压力增加，使液压支架出现故障概率降低，以此保证液压支架稳定性;最后可在单向阀中增设节流结构，防止高压液体冲击安全阀，避免安全阀和高压液体共振破坏安全阀结构。

参考文献

[1] 姚庆.研究煤矿液压支架安全阀存在的问题及改进措施[J].当代化工研究，2019（16）：56-57.

[2] 杜英.煤矿液压支架安全阀存在的问题及改进措施[J].机械管理开发，2019，34（03）：271-272.