毛伟洪

（山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，山西 晋城048000）

引言

液压支架是煤矿井下综合机械化开采的关键设备，可以有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区并推进刮板输送机，是采面实现采煤、运输和支护等所有工序的重要装备[1]。随着采面煤层开采深度与机械化水平的提高，井下作业条件变得更加复杂多变，液压支架各部件故障率增加，其稳定性受到威胁，无法保证采面正常生产作业，降低了作业面的产量与经济效益[2]。因此，针对液压支架常见的故障类型及其成因进行深入剖析，并依据其成因提出了科学的故障预防措施。

1 液压支架结构组成

液压支架基本组成部分主要包括承载结构件、动力油缸、控制与操纵元件、辅助装置与工作液体。其中：承载结构主要包括顶梁、掩护梁和底座；动力油缸主要包括立柱与千斤顶；控制与操纵元件主要包括控制阀（液控单向阀和安全阀）、操纵阀等各种阀件和管件[3-4]，具体如图1所示。

图1 液压支架结构示意图

2 液压支架常见故障及其成因

煤矿井下液压支架运行过程中常出现的故障主要有千斤顶与立柱部件故障、液压支架失稳以及油缸与管路泄漏故障等。

2.1 千斤顶与立柱部件故障

千斤顶是液压支架重要的液压组成元件，其主要有前梁、推移、调架、复位、平衡、尾粱以及护帮千斤顶等。千斤顶在使用过程中受到井下作业环境的影响常常会产生故障，且故障率相对较高。其故障主要表现在：千斤顶密封性受损坏、焊缝断裂以及漏液，导致千斤顶动作变慢或不动作；泵压不达标、过滤装置损坏以及高压管路断裂都将导致千斤顶不动作等故障问题。

立柱的稳定性能够有效保证井下生产的安全，其部件主要包括活柱、中缸、外缸、密封元件及导向件等。在立柱的使用过程中常常会出现以下故障：密封件损坏，主要由于部分元器件老化；液压管损坏造成乳化液泄漏，过滤装置被杂质堵塞，安全阀调定压力值低、截止阀开启幅度不够与未开启以及立柱变形等均会导致立柱升降故障；泵压以及阀门压力过低，使得立柱部件荷载相对较低出现超载现象，导致承载故障；立柱中的导向件对刚度要求较高，在使用过程受矿山压力的影响极易产生变形；受井下作业环境影响，立柱缸体以及活柱易产生磨损及老化现象，致使支架不能正常运行。

2.2 液压支架失稳

失稳煤矿液压支架常见的故障，据不完全统计，液压支架失稳的故障率超过60%。支架失稳主要包括倾倒、倾斜、滑移以及反转等。倾倒具体指支架顶梁与底座之间沿倾向产生偏移，偏离其法线方向。而在现场作业过程中，若发生倾倒，极易引起多组支架同时倾倒，造成严重后果，降低采面采出率。支架失稳往往由以下几个因素引起：工作面发生大面积连续冒顶，导致支架受力不均，侧向应力造成倾倒；支架底座下存在煤块等杂质，同时开采过程中矿山压力显现比较明显，底座会出现不同程度内陷及变形，支架支撑受力不均匀，易产生倾倒；作业人员移架推溜操作不合理，并未按照既定的操作流程进行操作，导致支架间产生相互挤压现象使得支架偏离重心造成倾倒；掩护梁处顶板煤质疏松易产生破碎，对支架产生较大偏移压力造成失稳；底座部件受复杂应力影响易产生球窝破碎、主筋断裂，使得底座出现扭曲、变形情况，进而导致失稳。

2.3 油缸与管路泄漏故障

油缸与管路泄漏也是液压支架使用过程中常常出现的故障，这类故障发生不仅会造成支架供压不足导致支架不能有效工作，而且会污染环境以及损害设备，影响安全生产。油缸与管路泄漏故障主要由以下几个方面因素导致：缸体内部密封组件材质强度过低、内部密封圈存在老化问题，致使缸体工作时易引起密封组件损伤导致泄漏；受煤尘等作业环境因素影响，缸体在运行过程中反复摩擦，长时间条件下会造成密封结构损伤，导致设备无法正常工作；缸体生产与安装达不到工艺工序标准，表面存在焊缝与拉伤等缺陷；管路密封损坏以及大小不合适，运行阶段液管起泡滴漏或液管被挤破。

3 常见故障及针对性措施

对于千斤顶与立柱故障，若立柱与千斤顶不动作应及时检查密封、过滤装置以及泵压是否达标，定期检查导向件避免产生变形，立柱发生变形时则需及时更换；对于液压支架失稳故障应保证工作面底板平整，选用硬度与强度较高的底座，及时处理冒顶片帮等事故，同时提高作业人员技能，确保操作的规范性；对于泄漏故障应及时通过驱动装置移动情况来判断是否存在泄漏，定期检查密封组件并及时更换问题组件，定期检查缸体磨损状况，并及时进行镀层与研磨等修复工作。

4 液压支架常见故障预防措施

4.1 采用先进的故障诊断技术

在维修过程中结合现代科技力量采取先进的故障诊断技术对支架存在的故障进行诊断，可以有效提高故障诊断的及时性以及准确率。先进诊断技术能够精准识别故障及其位置，提高检修工作的效率，并保证安全生产。例如，可对液压支架工作状态进行远程监测（监测油温、压力等），及时反馈故障信息。同时可利用滤波噪声对泄漏故障进行检测，若泄漏仪器发出异常信号，为检修人员提供检修指示，也可利用液晶显示器对泄漏故障进行诊断与报警。企业也可根据现场实际情况开发配套的诊断技术，同时将这些诊断技术在应用过程中不断进行优化，以适应新的生产要求。

4.2 严格执行支架检修维护制度

为了提高液压支架检修维护质量，降低各类故障的发生率，还需建立严格的支架检修维护制度。支架检修维护制度应充分考虑液压支架的使用时长、以往故障以及人员配备等。完善的支架检修维护制度应包括以下几个部分：制定完善合理的管理及维修制度，规范检修维护操作。液压支架设备需进行定期检修，一旦发生故障问题需要及时进行处理和更换零部件，并及时记录故障信息。建立有效的支架保养制度，并将责任落实到个人。井下作业环境较为恶劣，有效的支架保养可降低故障的发生率。严格按照检修及操作流程操作。

5 结语

煤矿企业应在实际生产过程中，对液压支架常见的故障进行总结分析，并通过制定完善合理的管理及维修制度，规范检修维护操作，提高检修维护人员专业技能水平，建立有效的支架保养制度等预防措施来保证支架稳定运行。