综采工作面液压支架常见故障及预防措施

张思琪

（山西焦煤集团有限责任公司， 山西 太原 030000）

引言

液压支架是综采工作面重要机械设备之一，综采工作面液压支架主要由液压元件及结构件组成，主要利用液压系统、阀类以及支撑件联合控制作用实现对工作面顶板的支护，同时隔离采空区内矸石向工作面内涌入，从而保证工作面安全回采。但是在实际回采过程中，由于受地质条件、支架检修水平以及操作维护等限制，液压支架经常出现故障，造成支架部分功能失效，如千斤顶无法升降、推移杆不动作、卸压以及漏液等，不仅增加了液压支架故障率，降低了支架使用寿命，而且威胁着工作面安全回采。

1 28301 工作面概述

山西焦煤集团有限责任公司杜儿坪煤矿28301工作面位于北三盘区中部，北临已回采的28302 工作面（帮对帮16 m），南临已回采的28406 工作面（帮对帮16 m），西临西983 运输大巷。工作面上覆2.3 号煤22304、22305、22306 采空区，2.3 号煤与 8 号煤层间距为74 m 左右，上覆4 号煤24304、24305 采空区，4号煤与8 号煤层间距为65 m 左右。工作面开口590 m至切眼上覆为胡家咀煤矿和省煤管局古交一矿小窑破坏区，各工作面均留设保护煤柱。工作面周边无相邻巷道[1-2]。

28301 工作面倾斜长度为185 m，走向长度为980 m，工作面回采煤层为8 号煤层，煤层平均厚度为4.2 m，平均倾角为3°，8 号煤层结构简单，中部普遍含有一层泥岩夹石，夹石厚度变化不大。8 号煤层上部普遍含有一层泥岩伪顶，直接顶板为3.85 m 的石灰岩，直接底板为2.08 m 的中粒砂岩，如表1 所示。

表1 28301 工作面8 号煤层顶底板岩性表

2 液压支架支护现状及故障类型分析

2.1 设备布置

2.1.1 工作面设备配置

工作面主要设备选型为：MG400/920WD 型采煤机；ZY5600 液压支架，共 125/147 架；SGZ-800/800 型运输机；SZZ-800/315 型转载机；PCM-200 型破碎机；正巷皮带DSJ120/2×315 型皮带一部，功率为2×315 kW；张紧绞车JH-8 一部，功率为7.5 kW；北翼皮带巷二部皮带DSJ 120/2×315 型皮带一部，功率为2×315 kW；张紧绞车JH-8 一部，功率为7.5 kW；完成采煤及运煤工作。

2.1.2 支架参数（见表2）

表2 ZY5600/21/46 型支撑掩护式液压支架的技术特征

2.2 支架故障类型

28301 工作面在回采过程中由于受地质条件、回采工艺以及支架操作技术水平限制，液压支架频繁出现故障，主要表现在以下几方面：

1）支架推移千斤顶故障：液压支架在推移刮板输送机时由于支架外缸加强套与后推杆存在摩擦作用，导致外缸加强套严重挤压拉伤现象，从而造成外缸变形、缸体漏油以及活塞杆断裂、变形等，影响着千斤顶无法正常运行；

2）支架动作故障：液压支架升降速度慢或者无法升降，或者支架出现自己升降；

3）立柱故障：支架立柱升降不到位或者在支护过程中自行现象；

4）液压元件故障：支架液压元件主要包括各类阀门，如单向阀、控制阀、安全阀等，液压元件常见故障主要表现在乳化液无法单向流动以及液压缸无法换向等。

3 液压支架故障原因及处理措施

3.1 支架千斤顶故障原因及处理措施

1）在正常情况下液压支架千斤顶各部件如推杆、推移千斤顶、滑道和底座龙门处于无缝对接状态，如图1 所示。但是在实际工作面回采过程中由于受工作面高低起伏影响，千斤顶外缸与推杆之间的距离、推杆与滑道之间垂直距离以及千斤顶外缸与底座龙门前伸处垂直距离变小，当千斤顶外缸与推杆之间的距离变小后推移千斤顶外缸与后推杆前部接触，此时前后推杆继续在外力作用下抬升，千斤顶外缸与底座龙门前伸处垂直距离变小，造成推移千斤顶外缸上、下两侧与底座龙门和后推杆之间无间隙，从而造成活塞杆完全变形。

图1 液压支架千斤顶装配位置示意图

2）为了解决千斤顶故障可将千斤顶外缸与推杆之间的距离增大至20 mm，以及可在推移杆耳板上侧焊接一个厚度为30 mm 衬板。同时还可使外缸与龙门脱离，使千斤顶外缸与底座龙门前伸处垂直距离增大至27 mm，从而保证千斤顶外缸不受挤压。

3.2 支架动作故障原因及处理措施

由于工作面回采时粉尘浓度大，导致粉尘等异物进入过滤器、主阀小过滤器、高压过滤站等密封原件内，造成过滤装置堵塞，支架在操作过程中异物将回夜断路阀堵塞，致使回进液截止阀不能完全打开，从而导致液压支架出现动作故障。

处理措施：首先检查各类过滤器是否出现堵塞现象，定期进行清理，必要时进行更换；同时检查支架操作过程中回进液截止阀能否完全打开，无法正常打开时必须及时处理。

3.3 支架立柱故障原因及处理措施

液压支架立柱出现升降慢、无法升降以及不降架等故障原因主要有以下几方面：截止阀无法正常打开，液压泵压力不足或者无压力，各种阀门损坏以及过滤器堵塞，液压系统堵塞、渗漏。所以一旦出现支架立柱故障必须对液压管路进行检查，是否出现渗漏以及堵塞，必要时进行疏通并更换；保证液压泵站系统，保证正常液压输出；对支架前后立柱进行检查，发现立柱破损漏油以及密封失效时必须及时更换。

3.4 液压元件故障及处理措施

支架液压元件故障原因主要表现在以下几方面：液压元件密封在挤压、碰撞作用下出现变形，导致密封失效以及密封内存在异物；同时液压油不纯、液压元件质量差等造成液压元件无法正常工作。

处理措施：液压元件在安装前必须严格检查各个零部件完好情况，对液压元件密封进行检查，确保密封有效，同时保证各类阀门动作灵敏可靠；工作面支架在支护过程中一旦出现液压元件失效现象时，必须及时进行更换，同时定期更换液压油并对过滤装置进行清洗[3]。

4 结语

2021 年 4 月 17 日 28301 工作面已回采到位，通过对工作面液压支架常见故障采取预防措施后，工作面在后期回采过程中支架故障率明显降低，相比采取措施前，液压支架故障率降低了78%,支架维修费用减少了60 余万元，提高了工作面支护效果，保证了工作面安全回采，取得了显著应用成效。