煤矿液压支架常见故障及其维护策略

李晓敏

（西山煤电福利有限公司， 山西 太原 030053）

引言

在煤矿机械化采煤设备中，液压支架是必不可少的关键设备之一。在煤矿开采中，液压支架和铲运机、采煤机等设备相互配合，承担着支撑煤矿工作面的重要任务。液压支架的运行情况不仅关系到煤炭生产效率和设备安全，更关系着人员安全。随着社会经济和采煤机技术的发展，液压支架发展迅速，以电液控制系统为核心的液压支架控制系统已经取代了传统的液压支架控制方式，工作面支撑效率和安全性得到了极大的提升[1-3]。当前许多研究学者和企业都把主要研究方向放在提高液压支架的控制效率和智能化程度方面，对于液压支架的安全管理重视不足，本文结合工作经验和相关资料，总结了液压支架在使用过程中常见的故障类型，并对这些情况进行了分类讨论，给出了具体的处理建议和维护措施，旨在提高煤矿液压支架安全管理水平，缩短故障处理时间，延长液压支架使用寿命，为煤矿企业降低液压支架的维护成本，提高维护效率。

1 液压支架油缸常见故障及维护措施

1.1 液压支架油缸常见故障

油缸是液压支架的主要部件，其安装、材质、工作环境和维护状况直接关系到液压支架的安全性。油缸经常出现的故障有：

1）安装尺寸不精确。液压支架的密封装置安装时，其尺寸通常得不到保证，因此油缸的密封性就会出现问题，开采就会受到影响。

2）材质选择不合理。材质选择不合格，煤矿开采人员的生命安全就得不到保障，良好的材质可以有效保证煤炭开采安全稳定。

3）工作环境影响。工作环境对液压支架油缸也有影响，油缸密封装置会受到污染物和细微颗粒的影响发生泄漏。

4）设备老化。还有一个原因是设备老化，老化轻者影响设备作业效率，重者造成重大事故。

1.2 维护措施

1）改善密封性能。油缸组成部分中的活塞是防止油压泄漏的重要部件，要严格按照标准流程对油缸的密封装置进行维护。另外要采用质量和尺寸合格的部件对零部件进行常规更换，来保证其高质量运行。

2）缸筒的检查与维修。由于缸筒内壁是导致很多油缸故障的原因之一，因此，我们可以经常检查油缸内壁出现的拉伤情况判断其损坏程度，进行维修或替换。

3）活塞的维修。活塞杆和活塞也很重要，若它们出现问题后，油缸就会发生故障。因此要注意检修，确定故障后，可对活塞杆重新镀铬或更换活塞。

4）缓冲阀的检查与维修。缓冲阀直接关系着液压支架的运行正常与否。因此，当缓冲阀出现磨损时，可判定油缸故障是由于缓冲阀引起的，处理办法是维修或更换缓冲阀。

2 液压支架液管和接头常见故障及维护措施

2.1 液压支架的液管和接头常见故障

1）密封面是液管和接头等部件最容易出现损坏的元件，一旦密封面破裂就会导致液压油渗漏。

2）在安装液管时，由于安装环境不清洁，导致阀座和密封圈件等部位进入了铁屑或石子等杂物，就会导致一些密封元件变形，降低密封性能导致液压油渗漏。如果这些杂物进入液压支架液压系统，会导致管路堵塞，甚至影响阀门的开闭。

3）在安装液管和接头时要采用与其相配合的密封圈，尺寸太大或者太小的密封圈都会导致影响密封效果。

2.2 维护处理措施

1）定期检查。如果发现液管接头等部位出现液压油渗漏痕迹，应当检查密封元件的密封效果，如果发现密封元件损坏或尺寸不合理，需要立刻对密封片和接头进行更换。

2）如果发现有液压油痕迹且密封元件的密封效果良好，则应当仔细检查液管，如果液管老化或者破裂应当及时更换。

3）定期进行液压支架管路、乳化液箱和过滤器等设备的检查和清洁，特别是乳化液变质后要进行更换。

4）在设备安装调试时保持清洁的安装环境，对于已经安装的液压支架，在容易进入液压系统的备件结口处增加防尘网，防止异物进入。

3 立柱常见故障及维护措施

3.1 液压支架立柱所常见故障

1）液压支架立柱提供的支撑力不满足支撑要求。

2）立柱不升或不降。立柱不升的原因一般是发生了变形或液压系统堵塞。立柱不降的原因一般是在检修时发生了漏液。

3）立柱自降，立柱自降的原因是调定的压力值较低，或者由于液压油经安全阀泄漏，液控单向阀无法实现闭锁。

4）乳化液渗漏，乳化液发生泄漏的原因在于密封元件的尺寸不合适或者质量不好，也有立柱接头在焊接时的缺陷导致的。

3.2 维修策略和注意事项

1）针对液压支架提供的支撑力不足或立柱不升故障，应当从两方面考虑，一方面是液压油泄漏，此时应该检查截止阀是否打开，如果截止阀未打开将会导致液压支架立柱内串液或渗漏，导致立柱不升，此时只要将截止阀打开即可；另一方面是泵压不足，此时的解决办法是增加泵压。

2）针对液压支架立柱不降，观察高压如花液的流动情况，如果是由泵站放出的且能够流入立柱上层，则此时应该使用操作手柄将补液阀门关闭，使立柱下层管道得以疏通，当下层管道疏通完毕后即可降下立柱。

3）对于不作业的立柱，首先检查千斤顶和立柱是否蹩卡，如果无法找到原因则上井拆验。所有经过维修的立柱应当逐一进行替换和试验。

4 液压支架失稳常见故障及维护措施

4.1 支架失稳故障

支架失稳是支架最严重的故障之一，尤其是在长壁煤层中，经常发生支架失稳破坏的事故，这种现象已经影响了特厚煤层的安全性和开采效率，很多煤层不能充分开采，造成资源浪费。在长壁顶煤放顶过程中，由于顶煤的上覆地层负荷转移到液压支架轴承座，顶煤的性质和运动规律对液压支架的影响十分重要。以某煤田为例，支架支撑失效事故分布如图1 所示，轴承座支撑失败的情况特别普遍。液压支架发生失稳故障的原因主要有以下几点：

图1 支架支撑失效事故分布图

1）倾角和工作面情况。一般来说，倾角决定了液压支架的重心是否稳固。在采高和倾角大的工作面中，液压支架所受合力的作用点在轴承座上就容易发生倒架。特殊情况下，如果工作面平整度很差，即使倾角不大也会发生液压支架倾倒和歪斜等故障，因此在进行液压支架作业时要综合考虑现场的作业环境。

2）顶板不平或冒空。有的工作面采高过大，超过了液压支架的最大高度，出现了冒空现象，或者顶板破碎导致顶板和顶梁的接触发生严重不均，液压支架的载荷偏心就会导致失稳。

3）底板不平或硬度不够。良好的液压支架工作环境要求底板平整且硬度足够，但是有的工作面积累了过多的松软物质，例如浮煤或矸石等，这些物质的硬度差厚度又大，经常导致液压支架的底座下陷，一旦液压支架的底座与底板的接触面不足，压力偏向一侧，就会导致液压支架失稳。

4）移架过程中也是倒架事故发生的常见场景之一，在移架时要充分注意液压支架的工作状态，以及观察液压支架与顶板、底板的接触和变化，一旦发生支架失稳的前兆，应当立即停止移架，采取相应的补救措施。

4.2 维护措施

针对液压支架失稳的现象，在液压支架使用和维护中应当注意以下几点：

1）严格执行液压支架的操作规定。

2）在大倾角工作面中配置相应的防倒装置。

3）对于支撑状态异常的液压支架应当及时调整姿态。

4）如果发生了煤壁片帮或者顶板冒落，及时采取相应措施进行处理，防止冒落区扩大而引起支架倾倒的事故发生。

5 结语

煤炭是我国能源结构的核心，煤炭开发、生产和利用企业是我国社会经济发展的主要力量。分析煤矿液压支架的常见故障并指定相应的处理维护方案，能够让液压支架始终保持良好的工作性能，提高煤矿企业生产的安全性，保障煤炭企业高质量发展。煤矿企业应当加强煤矿液压支架的日常检查与维修，降低以上常见事故的发生频率，使液压支架以最优的性能服务于煤矿生产，推动煤炭行业安全发展。