科技類中文核心期刊推薦《世界科技研究與發(fā)展》是面向當(dāng)代基礎(chǔ)學(xué)科前沿研究和世界各國(guó)科技正策與科研管理的國(guó)際性綜合科技雙月刊。近幾年已有200多位中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士在本刊發(fā)表科研論文300余篇，對(duì)學(xué)科的發(fā)展和前瞻起到重要作用。
　　【摘要】隨著機(jī)械化采煤的發(fā)展，近年來(lái)液壓支架成為重要的綜采設(shè)備，其初撐力對(duì)于直接頂板的穩(wěn)定性和破壞程度具有較大的影響，同時(shí)對(duì)于圍巖的平衡狀態(tài)及減緩頂板早期下沉影響也較大。一旦液壓支架初撐力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，則極易導(dǎo)致頂層發(fā)生破碎，使其支撐能力喪失，從而導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。文中對(duì)液壓支架初撐力不足的原因進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)提高液壓支架初撐力的具體方法進(jìn)行了闡述。

　　【關(guān)鍵詞】液壓支架,初撐力,保證,系統(tǒng),千斤頂

　　近年來(lái)，我國(guó)煤炭企業(yè)取得了較快的發(fā)展，而在綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中，液壓支架得以成為非常重要的綜采設(shè)備。通過(guò)對(duì)綜采工作面事故的分析表明，由于液壓支架初撐力的影響而導(dǎo)致事故發(fā)生占有較大的比率，特別是在目前的頂板事故和生產(chǎn)設(shè)備事故中，支架初撐力不足是導(dǎo)致事故發(fā)生的最主要原因。

　　1、液壓支架初撐力不足的原因

　　液壓支架作為重要的綜采設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其初撐壓力都有較嚴(yán)格的規(guī)定，需要達(dá)到額定工作壓力的百分之八十左右，但在實(shí)施綜合工作面生產(chǎn)過(guò)程中，初撐力很難達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致這種情況發(fā)生的原因是較多的，大致有以下幾種：

　　1.1泵站壓力受到限制

　　目前綜采工作面泵站主要以國(guó)產(chǎn)乳化液泵站為主，其最高額定壓力通常為35MPa，在這種泵站設(shè)計(jì)中，進(jìn)回液管路中存在著一段管徑較大的膠管，這就需要保證膠管在使用過(guò)程中的不能破裂，所以在對(duì)泵站的調(diào)定壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常都會(huì)小于規(guī)定的壓力值，這樣就導(dǎo)致液壓支架的初撐力很難達(dá)到實(shí)際要求的設(shè)計(jì)要求。

　　1.2供液時(shí)間較短

　　隨著綜采技術(shù)的快速發(fā)展，工作面高產(chǎn)高效的特性越發(fā)的體現(xiàn)出來(lái)，這在很大程度上有效的帶動(dòng)了采煤機(jī)的牽引速度，這就要求設(shè)備要有較快的推進(jìn)速度，所以需要支架也要具有較高的移架速度，這樣支架的供液時(shí)間就會(huì)縮短，從而導(dǎo)致升柱動(dòng)作結(jié)束后，在沒(méi)有達(dá)到足夠的時(shí)間就停止了供液，使支架初撐壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)值。

　　1.3乳化液存在泄漏

　　井下工作環(huán)境都較為惡劣，乳化液不僅粘度較低，而且污染物含量也較大，這樣就導(dǎo)致液壓元件的密封性能較差，極易出現(xiàn)乳化液漏液，從而使系統(tǒng)壓力出現(xiàn)不同程度的降低，存在供液不足的現(xiàn)象。

　　1.4供液系統(tǒng)的壓力損失過(guò)大

　　目前綜采工作面采用的移動(dòng)式乳化液泵站與工作面之間距離較長(zhǎng)，這樣在進(jìn)行供液時(shí)就需要較長(zhǎng)的距離，乳化液在供液管路、回液管路及各種閥門(mén)及管接頭處都會(huì)存在不同程度的壓力損失。

　　1.5人為因素

　　液壓支架需要由操作工來(lái)進(jìn)行操作，而且操作過(guò)程中由于對(duì)什么時(shí)候需要停止升柱及什么時(shí)候能夠達(dá)到初撐壓力都沒(méi)有具體的規(guī)定，所以就需要操作工依照自身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，這樣就導(dǎo)致部分操作工由于工作經(jīng)驗(yàn)缺乏，在很多情況下根本無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的初撐壓力。

　　1.6初撐時(shí)間較長(zhǎng)

　　近年來(lái)，隨著液壓支架采高的增加，立柱缸徑的增大，立柱內(nèi)充液量的增加，這樣就導(dǎo)致液壓支架要想達(dá)到初撐壓力需要的時(shí)間較長(zhǎng)，而在實(shí)際工作中，往往為了追機(jī)移架，則無(wú)法對(duì)初撐力的時(shí)間進(jìn)行保證。

　　2、提高液壓支架初撐力的具體方法

　　2.1等待補(bǔ)液初撐力保證系統(tǒng)

　　液壓支架在循環(huán)作業(yè)中需要執(zhí)行降架、移架和升架的操作過(guò)程中，而在整個(gè)操作過(guò)程中最后一個(gè)動(dòng)作通常為升柱，通常在升柱結(jié)束后，可以采取任何方式對(duì)立柱下腔進(jìn)行繼續(xù)供液，而且升柱及下循環(huán)的降柱整個(gè)過(guò)程中，只有立柱下腔壓力比系統(tǒng)壓力低時(shí)，則可以進(jìn)行補(bǔ)液，這時(shí)初撐壓力就達(dá)到了泵壓的機(jī)會(huì)。

　　2.1.1壓力順序控制操縱閥的初撐力保證系統(tǒng)

　　這種初撐力保證系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，其只需要進(jìn)行操作方式的改變，而不需要增加元件，系統(tǒng)不僅簡(jiǎn)單，而且具有較好的可靠性，操作工不需要較長(zhǎng)的初撐打壓時(shí)間即可完成工作，而且移架速度較快，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部存在故障時(shí)，可人為對(duì)其操作閥進(jìn)行復(fù)位操作，將初撐自保方式取消，這樣可以有效的保證主系統(tǒng)能夠可靠的進(jìn)行工作。

　　2.1.2帶有隨柱動(dòng)作初保閥的初撐力保證系統(tǒng)

　　它的初撐力保證能力完全類同于壓力順序控制操縱閥的初撐力保證系統(tǒng)。它只有在支架下一個(gè)工作循環(huán)降柱時(shí)才能切斷二位二通閥的供液， 也就是說(shuō)支架最后一個(gè)動(dòng)作升柱結(jié)束后至下一循環(huán)的降柱， 支架在整個(gè)承載工作狀態(tài)下二位二通閥一直處于開(kāi)啟狀態(tài)。主要優(yōu)點(diǎn)是：初撐力保證過(guò)程與支架工的操縱沒(méi)有關(guān)系，操縱簡(jiǎn)便;可以縮短操作工的初撐打壓時(shí)間，有利于提高支架的移架速度。該系統(tǒng)除存在壓力順序控制初撐力保證系統(tǒng)的缺點(diǎn)外還存在以下缺點(diǎn);立柱下腔的壓力封閉方式，由原來(lái)的一個(gè)單向閥增加到2個(gè)，使立柱承載可靠性降低了50%;當(dāng)立柱活塞密封失效時(shí)，經(jīng)二位二通閥、單向閥一直補(bǔ)充給立柱下腔的高壓液經(jīng)上腔回到油箱，又不能方便地去除初撐力保證系統(tǒng)，必然要損失主系統(tǒng)的流量，影響支架的其它動(dòng)作;支架的空載升架動(dòng)作只能用降柱操作才可停止;每根立柱要增加一根常通高壓的膠管，不便于檢修和維護(hù)。

　　2.2推移千斤頂

　　采用推移千斤頂提高初撐力是目前正在研究的一種新方法，該方法的主要特點(diǎn)是采用2個(gè)調(diào)定開(kāi)啟壓力不同的液控單向閥，可以將其分為A和B，完成對(duì)立柱下腔的增壓。當(dāng)開(kāi)始推溜時(shí)，壓力液流入缸的右腔，由于閥A、B處于關(guān)閉狀態(tài)，因而在缸左腔形成一定的背壓，當(dāng)背壓值高于供液壓力約20%時(shí)，閥B導(dǎo)通，高壓液體經(jīng)閥進(jìn)入兩個(gè)立柱下腔，使立柱下腔壓力增加。當(dāng)立柱下腔壓力升至某一調(diào)定值時(shí)，閥A通，將多余的液體接至回液管路，使立柱下腔壓力保持恒定。采用這種方式時(shí)，液壓支架的最大初撐力與液壓缸左、右腔的有效作用面積和閥A的調(diào)定壓力有關(guān)，具有增壓器增壓的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。液壓支架的動(dòng)作順序改變時(shí)，只須對(duì)連接管路稍作改動(dòng)即可。

　　2.3獨(dú)立供液系統(tǒng)的初撐力保證系統(tǒng)

　　這是一種處于研發(fā)階段的系統(tǒng)，可以有效的對(duì)等待補(bǔ)液撐力保證系統(tǒng)的缺點(diǎn)進(jìn)行克服，確保初撐力能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。該系統(tǒng)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)液壓支架升柱操作到支架接頂后就可以停止操作，由獨(dú)立的初撐力保證系統(tǒng)來(lái)完成立柱下腔的增壓過(guò)程，可以縮短每架支架的移架時(shí)間，確保每架支架都能夠達(dá)到額定初撐力，而且對(duì)頂板的主動(dòng)支撐力具有均勻性和一致性，不會(huì)受到人為因素的影響，更利于實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的維護(hù)和管理，確保了工作面的安全性，使支架的支撐性能得到有效的發(fā)揮，有利于勞動(dòng)工效的提高，而且使支架使用成本得到降低。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)際綜采工作平臺(tái)上所使用的液壓支架在工作中其實(shí)際初撐力往往都低于額定初撐力，這樣就會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題的發(fā)生。所以在實(shí)際工作中，對(duì)初撐力要求較高的頂板，而供液系統(tǒng)壓力又無(wú)法達(dá)到要求時(shí)，則可以利用增壓裝置來(lái)對(duì)初撐力進(jìn)行提高，確保支護(hù)的質(zhì)量和采煤工作的安全進(jìn)行。

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