煤矿综采液压支架立柱快速排液法

[摘 要]综合机械化采煤（以下简称综采）技术的应用大大提高了煤矿开采的安全性和高效性，为无人工作面的实现提供了基础，其中液压支架是现代大型自动化煤矿工作面所采用的主要支护设备。它在工作面为作业工人及采煤机、刮板输送机提供一个安全的工作空间。本文着重对煤矿综采液压支架快速排液法进行详细的论述，并提出相关可行性建议。

[关键词]液压支架 立柱 排液 快速 防冻期

中图分类号：TU1.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0330-02

一、液压支架立柱概述

煤矿用液压支架的立柱作为支架类中最为重要的一个受力部件，对它的使用性、可靠性等起着十分重要的作用。由于煤矿井下环境比较，液压支架的立柱在使用一段时间后就会出现不同程度的问题，经过反复的维修使用也会出现零部件的老化，甚至是跟不上生产的需要。在这种情况下，作为企业一线生产线的每个人都要有重新对液压支架立柱加工工艺改进的想法，目的是让立柱及时准确地适应企业的生产需要，提高经济效益。本文就是将一般性立柱改为双伸缩性结构工艺的论证介绍。

在目前我们使用的液压支架立柱中，它的结构一般是由液压缸、活塞、缸体、缸盖和活塞杆等重要部分组成。而在这些部件中，立柱和千斤顶在结构上的差异取决于活塞杆。这是因为在立柱承受顶板载荷较大时，它的迫降力就会较少。在实际工作设计中，我们要把活塞杆尽量做得细些以便满足需要。再拿缸体来说吧， 缸体是立柱的承压部件。一般来说，液压支架上的立柱和千斤顶缸体一般都用合金无缝钢管做成。我们知道，缸体的内表面是活塞的密封表面，要求很高的加工精度。

二、液压支架立柱双伸缩结构介绍、功能与工作原理分析

1、液压支架立柱双伸缩结构介绍

液压支架立柱双伸缩结构一般是由外液压缸、中液压缸、底阀、液压缸活塞等部分组成。

2、液压支架立柱双伸缩结构工作原理

首先我们先看它的双立柱上升架。在实际工作中，当立柱的操纵阀手柄处于“升”的标记时候，它的高压液体由阀经过高压胶管总成打开液控向单阀控制通向这个立柱活塞腔的进液口，这个时候，刚才说的那个高压液体就会再次进入立柱活塞腔，这样立柱就会急速上升，然后立柱活柱腔的液体经液控单向阀，再有操纵阀到主液管路最终流回泵站油箱。在 工 作 中，如果说立柱一级缸用完后，高压液体就会打开二级缸活塞底部的底阀进入二级缸活塞腔，使二级缸内的活柱上升。这样依次循环工作。其次是它的双立柱下降架。同样地，在工作中 当 立 柱 处 于“降柱”的时候，它的高压液体就会由操纵阀组经高压胶管、液控单向阀进入立柱一二级缸的活柱腔。另外当一级缸运作为零时，底阀和一级缸缸底刚性接触，然后再以机械的方式把底阀打开，这样二级缸活塞腔的液体就会通过底阀、等直接到泵站油箱。

三、煤矿综采液压支架立柱快速排液法的实施

1、设计方案

在液压支架立柱传统排液过程中，需要先用高压液体将立柱伸出，将两上腔液体排出，然后利用高压气体将中缸和上活柱收回，再将两下腔液体排出，完成整个立柱排液过程。因立柱缸径通常比较大，缸体与密封的预紧力也比较大，所以中缸和上活柱收回时的气压也要很高，通常要15Mpa左右（对于高压气体来说，这是一个非常危险的压力区间）才能满足排液要求。因此，液压支架立柱排液立柱伸出时费时费水，立柱收回时费时危险。鉴于传统立柱排液方式所存在的种种弊端和缺陷，本设计跳出传统立柱排液工序，力求在不使用高压液体和气体的情况下，借助天车设备一次性快速完成整个立柱排液过程。此方案的难点在于立柱在外力作用下完全伸出后，如何能够实现自动完全收回。针对这一设计瓶颈难题，本设计采取了两条有针对性的应对措施，两条措施的完美结合，使得立柱在无外力作用下自动完全收回得以实现。那么这两条神奇的措施究竟是什么呢？第一条措施是将立柱迫降咀和立柱大缸上腔进液咀两处高压胶管拆除，使中缸上腔和大缸上腔与外界实现互通。立柱大缸进液咀堵死（立柱液控单向阀组不拆除），使中缸下腔和大缸下腔与外界实现隔绝。第二条措施是立柱必须在底座上安装好且立柱与水平夹角要大于或等于45度。

2、设计简图

如图，在图1中：A-立柱迫降咀、B-立柱大缸上腔进液咀、C-立柱大缸下腔进液咀、上1-立柱中缸上腔、上2-立柱大缸上腔、下1-立柱中缸下腔、下2-立柱大缸下腔。

3、作原理

回收上井的液压支架立柱通常都是安装在底座上且立柱处于完全收回状态，此时下1和下2内地液体已经排出，上1和上2内存有满腔的液体。给立柱排液就是将上1和上2内的液体排出的过程。液压支架立柱快速排液法就是将A和B处高压胶管拆除，C处液控单向阀组不拆除，利用天车设备直接将立柱上活柱和中缸完全拉出，将上1和上2内的液体完全排出，然后天车落钩，在大气压力差和中缸、上活柱自重的双重作用力作用下，上活柱和中缸将自动完全收回，完成整个立柱排液过程。液压支架立柱快速排液法巧妙的利用了立柱缸体内外大气压力差和中缸、上活柱自身重力，使得此设计得以完美实现。

4、计实用价值

煤矿综采液压支架立柱快速排液法打破传统液压支架立柱排液方式，使立柱排液工作变得简单、安全、高效，将液压支架检修作业人员从繁重、危险、低效率的立柱排液工作中解放出来。与传统液压支架立柱排液方法相比，效率提高数十倍，经济效益非常巨大，具有很强的推广价值。

5、计可行性分析

煤矿综采液压支架立柱快速排液法打破原有传统立柱排液方式，在整个排液过程中，对立柱本身完好性没有任何破坏，对立柱下次正常使用没有任何影响。通过对我公司2120-2工作面回收的113组ZY6400/14/32掩护式液压支架立柱排液的实践检验，效果非常理想，此种立柱快速排液法完全可行，具有极强的推广价值。

结语

液压支架设备是采煤采矿作业中最重要也是最常用的支护设备而电液控制系统的研发与应用有效地降低了煤矿开采过程中人工的劳动强度，有效地改善了煤矿开采的安全性能与生产条件，大幅提高企业的经济效益和社会效益，生产依靠创新，创新源于生产。在生产实践的基础上，不断开展科技创新工作，打破传统观念，优化设备检修工艺，减轻煤矿液压支架检修从业人员的劳动强度，降低液压支架检修危险系数，提高液压支架检修劳动效率，这是我们煤炭行业技术工作者的设计初衷，希望此设计对煤炭开采行业有一定的启蒙、借鉴意义，有效地提高我国煤机制造行业既哪某炭开采行业的经济效益和社会竞争力。

参考文献

[1] 张万喜.煤矿综采液压支架立柱快速排液法[J].科技创新导报，2015，03：88.

[2] 张养恒.煤矿综采液压支架电液控制系统发展与应用[J].科技风，2014，07：88-89.