煤礦液壓支架泄漏故障檢測與維護技術分析

陳鄭曦

（煤炭科學技術研究院有限公司北京分公司，北京 100071）

煤礦液壓支架泄漏故障檢測與維護技術分析

陳鄭曦

（煤炭科學技術研究院有限公司北京分公司，北京 100071）

液壓支架工作的動力核心是液壓系統(tǒng)，一旦液壓支架出現(xiàn)泄漏問題將會直接影響煤礦企業(yè)的安全生產。本文從液壓支架泄漏的故障種類談起，重點論述液壓支架泄露故障的檢測技術和液壓支架的維護技術，研究這兩項技術有效的保障了支架支護系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低了工作面的事故發(fā)生率，保證了煤礦企業(yè)的安全生產。

煤礦；液壓支架；泄漏；故障檢測

0 引言

液壓支架泄漏是擋圈液壓支架系統(tǒng)普遍的現(xiàn)象，主要是由于液體在液壓元件和管路中流動時產生壓力差及各元件存在間隙等， 引起泄漏。液壓系統(tǒng)一旦泄漏， 將會造成液壓支架動作不靈敏， 影響煤礦企業(yè)的生產效率， 嚴重時還會造成支架癱瘓， 影響礦井的安全生產。下面重點分析液壓支架的液壓系統(tǒng)泄漏原因并提出相應的檢測技術和維護技術，來保障煤礦的安全生產。

1 液壓支架泄漏的故障種類

液壓支架系統(tǒng)的組成部分是液壓閥、液壓缸、液壓泵，以及一系列的輔助設備。一般來講，液壓支架應用液壓千斤頂與液壓支柱充當動力液壓缸，其都是借助液壓閥實現(xiàn)控制，進而完成支架的一系列動作，像是移、推、降、升等。液壓支架的故障一般是兩種，即千斤頂伸縮故障和支柱升降故障。各種故障存在差異性的形式，影響因素各不相同，然而執(zhí)行機構難以順利運行是最終的體現(xiàn)，能夠系統(tǒng)分析故障的種類和異常的原因。

1.1 千斤頂伸縮的故障

千斤頂伸縮的故障涵蓋：側護板千斤頂和前梁千斤頂?shù)膭幼魈蛘呤请y以伸縮；推移千斤頂伸縮故障造成推溜太慢或者是難以推溜；推移千斤頂伸縮故障造成移架太慢或者是造成難以移架。

1.2 支柱升降的故障

支柱升降的故障重點涵蓋：操縱閥手把歸零之后，下降的支柱會提升；支柱的降柱太慢或者是難以下降；支柱難以提升或者是升柱太慢；支柱承載之后自動卸載或者是承載力太小。

1.3 液壓閥的故障

在上述兩種故障的原因當中，少數(shù)是因為千斤頂和支柱的機械損傷故障以及管路和泵的外部液壓系統(tǒng)泄露導致的故障，而絕大多數(shù)是因為一系列液壓閥組的外部和內部泄露導致的。實踐證實，大部分的液壓閥故障都泄露的故障。操縱閥的常見故障是：在具備壓力，手把打至任何的工作位置的情況之下，閥內流體存在比較大的流動聲音，而千斤頂和支柱的動作非常慢；在具備壓力而操縱閥手把在零位的情況下，可以流過閥門的液體的聲音，如此的故障是因為閥球與閥座間缺少良好的密封性而導致的內部串液。安全閥的常見故障是：支柱沒有到達工作阻力的情況下，安全閥就卸載；升柱之后的支柱下縮；液壓單向閥的常見故障是：升降支柱非常慢；單向閥漏液，支柱自動地下降。

2 液壓支架泄露故障的檢測技術

因為煤礦工作面環(huán)境的復雜以及地質狀況的特殊性，只是結合傳統(tǒng)的檢驗來排除故障業(yè)已難以實現(xiàn)需要。結合大量的工作面觀測資料能夠發(fā)現(xiàn)，可以劃分支架液壓系統(tǒng)的泄露故障為外部和內部的種類。其中，內泄露指的是液壓支架系統(tǒng)里面的千斤頂、立柱、閥等的串液和泄露。而外部泄露指的是可以通過眼睛觀察到的因為液壓系統(tǒng)的破損或者是缺少密封性而導致的支架表面泄露乳化液。針對如此差異性的泄露形式，需要借助異樣的傳感器進行檢測。

2.1 外泄露檢測技術

乳化液是主要的液壓系統(tǒng)的工作液體，其中水的比例大概是95%，因此其具備非常小的粘性系數(shù)。因為液壓系統(tǒng)存在非常大的外部和內部壓差，這種情況下屬于射流狀態(tài)的流體運動。針對射流，漏液位置的液體壓力比附近大氣體壓力大，這種膨脹射流是不完全的，附近的氣體會出現(xiàn)周期性的壓縮與膨脹。這個時候，在射流邊界層上等間隔的往附近拓展的球形構造會出現(xiàn)。如此等間隔的噪音源能夠往附近疊加輻射，而噪音源在射流的超音速段范圍之內。鑒于此，能夠明確的是經過漏液位置的高壓液體能夠將超聲波發(fā)出，因此在檢測超聲波傳感器的基礎上能夠探究液壓支架泄露的地方。

2.2 內泄露檢測技術

結合超聲波傳感器的運行原理，難以對支架機械部件里面的泄露進行檢測。這是由于從高壓腔留巷低壓腔的液體會導致串液，這個時候支架外部不會噴射液體。這種情況下靈敏度較高的壓電加速度傳感器可以應付如此的現(xiàn)狀，其運行的過程是因為射流摩擦的高壓液體會泄露的縫隙位置發(fā)出噪音信號，然后通過電荷放大器與匹配網(wǎng)絡放大之后向濾波器輸送，然后經過包絡解調之后以顯示器的形式加以演示。總之，不管是任何的泄露檢測技術，其原則是：倘若未曾出現(xiàn)泄露故障，那么就難以對噪音信號和高頻率的震動進行檢測；倘若存在泄露故障，那么就可以對高頻率的噪音信號以及震動進行檢測。

3 液壓支架的維護技術

首先，在綜采故障面拆裝或者是更換液壓支架的時候，務必重視頂板的改變，避免頂板冒落的情況出現(xiàn)，還應當搞好人身與設備的防護事務。對控制閥、立柱、千斤頂進行更換的時候，還需要首先通過臨時支柱來頂梁。其次，針對液壓支架上的管路系統(tǒng)和相關液壓部件存在壓力的時候，不可以進行修理或者是更換，務必在卸載之后才可以更換配件或者是修理。并且，在拆卸的情況下務必要避免進入污染物。最后，在檢修與拆裝支架的時候，務必選用適宜的工具，避免亂敲和硬打，特別是一系列閥件連接螺紋、管接頭、密封面、閥芯以及一系列液壓缸的導向套、活塞桿表面等，避免損傷。針對要求拆裝的液壓元件的零部件務必量取尺寸和標上記號，各自在適宜的地方放置。拆下的小零件，像是密封圈、開口銷、墊圈等需要放在工具袋當中，避免遺失。

4 結論

綜上所述，煤礦液壓支架泄漏故障檢測與維護技術對于實現(xiàn)支架故障診斷和端面冒頂防治由早期的“被動應付型”到“主動保障型”的轉變，通過實施液壓支架故障檢測技術，對于保障支架支護系統(tǒng)的可靠性，降低工作面事故率具有重要的指導意義。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.046

陳鄭曦（1983-），男，北京人，本科，從事礦山支護設備檢測檢驗工作。