王 昆
陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西神木 719300
摘要：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。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。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。
关键词：液压支架;故障分析;处理措施
引言
液压支架是矿井生产作业中重要的支护设备，同时也是实现煤矿综合机械化采煤的关键性配套设备，随着矿井机械化水平的提高，煤炭产量日益增加，液压支架的负荷也随之加大，受到外力的破坏趋于严重。支架过煤量的显著增加将直接导致其内部的液压、电子等相关元件出现故障的频率增高，影响巷道的支护效果，严重时甚至会造成支架支护失效，引发严重的顶板冒落事故，对工作面安全生产造成威胁。因此，探讨当前矿井生产中液压支架的使用现状，针对常见的设备故障，总结支架检修维护经验，对煤矿安全生产具有不可或缺的作用。
1液压支架的组成
一是承载构造件,包括掩护梁、底座以及顶梁等组成部分,可以有效承载水平围岩与垂直围岩的压力,而掩护梁可以承载部分顶板位置产生的水平推力,以免在采空顶板后出现岩石冒落问题。在完成支架底座的支护工作后,技术人员还应有效连接底板与底座,顶梁支撑围岩的荷载会直接传递至液压支架底座上。二是执行元器件,主要指的是立柱、千斤顶以及平衡千斤顶等各种支撑元件,其中立柱属于大型千斤顶,采用处置放置方法,结构方面的强度与刚性可以有效保证整个设备的支撑力。一般情况下,液压支架千斤顶可以移架并调整机位。而平衡千斤顶可以有效承担液压支架的定量部分的压力,并调节顶梁及掩护梁之间角度,以提高顶梁的承载能力。三是控制操纵元件,液压支架中,一般借助电控元件与不同种类的液压阀控制不同元件,包括控制阀、单向阀以及操纵阀等方面,在操控不同液压配件的基础上达到预期的工作需求。四是辅助装置,液压支架还应具备喷雾、防滑、防倒等功能,因此还应合理配备喷雾与照明等元件,以保证液压支架稳定协调运行。五是传动介质,可以为液压支架运行提供动力,主要指的是乳化液。
2液压支架常见故障及其成因
2.1油缸与管路泄漏
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。
2.2支架使用方法不科学
除支架设计、选型不合理外，对液压支架的不当操作也是造成支架主要结构元件损坏的重要因素之一。在液压支架作业以及回撤期间，极易出现因矿井生产操作人员技术不达标或未能充分了解支架的性能以及注意事项而造成支架安装、维护不当的情况，导致支架破坏。因此，为有效降低因人为操作、技术疏漏等主观因素造成的支架损坏频率，矿井应加强对相关作业人员的技术培训与工种实操，确保相关工作者对液压支架的运行原理、维护方法拥有基本的认识，以减少支架损坏的次数。
2.3千斤顶故障
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。
3预防措施
3.1BP神经网络训练
在MATLAB环境中通过编写程序以实现样本数据对BP神经网络的训练。设置神经网络的最大循环次数为1000次，另外经过多次试验后，设置神经网络的学习率为0．05，目标误差为0．001。分别取每一工况200组数据样本(x0～x9)中的180组共同组成训练数据(共1800组)，输入BP算法模型进行网络训练。
3.2油缸泄露处理
在液压支架运行过程中,油缸泄露属于常见故障问题,可能会导致无法为液压设备提供足够的液压动力,甚至泄露的乳化液也会影响周围环境。油缸泄露的原因包括以下几个方面,一是密封材料材质存在问题,当液压罐密封材料较硬时,无法保证密封区域的贴合性,而过软又会导致设备运行期间在缝隙中挤出材料,影响了液压支架的正常运行。二是密封材料运转期间出现磨损,液压支架外部结构受到较大冲击力。在液压支架系统运转过程中,工作人员可以通过驱动装置与油缸的位移量确定支架油缸是否出现泄漏问题。检查期间应将换向阀活塞调整至最低端,当活塞处于上升阶段时,还有拆开油缸并检查运行回路。若存在泄漏问题,相关技术人员还应合理检查密封圈与密封件状态,及时做好更换工作。三是异位油缸筒壁故障与活塞故障也会导致油缸泄露问题,此时应及时检查筒壁的损伤情况,确定筒壁与活塞之间是否存在严重破损问题,之后根据实际情况更换密封活塞。当没有发现损伤时,或更换后未达到预期结果,技术人员还应检查密封件与密封结构的匹配性。同时,油缸缓冲阀异常情况也会泄露乳化液,此时工作人员应合理分析支座与阀芯的磨损情况,并及时更换。除此之外,还应做好支架过滤器以及油箱等设备的清洗工作,并设定合理的防尘措施。在固定高压胶管时应采用专业管卡,采用手动装入方法,避免机械装入,保证高压胶管的连接性能。
3.3严格执行制度
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。
结语
液压支架是煤矿综合机械化采煤工艺中最常见的支护设备之一，由于工作面生产环境恶劣，时常会出现各种故障，影响矿井安全生产，因此，总结支架发生故障的诱因，掌握相关检修维护措施，能够在最大程度上实现对设备故障的有效防治，为矿井安全生产提供坚实保障。
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