第二篇 矿山机械 第三章液压支架培训讲义

第二篇矿山机械与设备第三章液压支架培训讲义,晋华宫矿,液压支架的作用及发展,液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的工作面机械化支护设备。它与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机及胶带输送机等组成一个有机的整体，实现了采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术进入了一个新的阶段。液压支架能可靠而有效的支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%70%左右，因此液压支架成了现代采煤技术中的关键设备之一。,液压支架的型式,液压支架的型式很多，按架型结构与围岩关系可分为：支撑式、掩护式和支撑掩护式。工作面一般安装同一种支架，有基本架、过度架、端头架和超前架。液压支架一般由顶梁，掩护梁，底座，前连杆，后连杆，立柱，推移千斤顶，侧推千斤顶等组成。根据架型不同，放顶煤还有尾梁和插板，大采高支架还有护帮机构及护帮千斤顶，掩护式支架还有平衡千斤顶；有的支架还有前梁，伸缩梁等。根据煤层的厚度不同工作阻力和采高是不同的。,我矿目前使用的液压支架,ZYB4400/8.5/18型液压支架ZY4400/8.5/18型两柱掩护式液压支架ZZ5300/14/28型液压支架ZZ5600/14/28型液压支架ZZ6000/17/37型液压支架ZZ9900/29.5/50型支撑掩护式液压支架ZZ13000/28/60型液压支架,第一部分支架的主要结构件及其作用,一、前梁机构二、顶梁机构三、掩护梁四、底座六、推移机构五、前、后连杆,一、前梁机构,前梁机构由前梁一级护帮板二级护帮板组成，在顶梁前部铰接，和顶梁一起支护顶板，护帮板起到及时支护顶板作用，护帮板可翻转，对比较破碎的顶煤或岩石进行及时支护，对煤壁起到防止片帮作用。,二、顶梁机构,顶梁机构直接与顶板接触，支撑顶板，是支架的主要承载部件之一，其主要作用包括：1、承接顶板岩石及煤的载荷；2、反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤其破碎作用；3、为回采工作面提供足够的安全空间。,三、掩护梁,掩护梁上部与顶梁铰接，下部与前后连杆相连，经前后连杆与底座连为一个整体，是支架的主要连接和掩护部件，其主要作用包括：承受顶板给予的水平分力和侧向力，增强支架的抗扭性能；掩护梁与前后连杆、底座形成四连杆机构，保证梁端距变化不大；阻挡后部落矸前串，维护工作空间。,四、底座,底座是将顶板压力传递到底板和稳定支架的部件，除了满足一定的刚度和强度外，还要求对底板起伏不平的适应性要强，对底板接触比压要小，其主要作用包括：为立柱、液压控制装置、推移装置及其它辅助装置形成安装空间；为工作人员创造良好的工作环境；具有一定的排矸挡矸作用；保证支架的稳定性。,五、前、后连杆,前、后连杆上下分别与掩护梁与底座铰接，共同形成四连杆机构。,六、推移机构,支架的推移机构包括：推移杆、连接头、推移千斤顶和销轴组成，主要作用是推移输送机和拉架。,第二部分防护装置,一、侧护板二、护帮板,一、侧护板,设置侧护板，提高了支架掩护和防矸性能，一般情况下，支架顶梁和掩护梁设有单侧活动护板。活动侧护板一般都是有弹簧套筒和千斤顶控制。侧护板的主要作用有：阻挡矸石，即使在降架过程中，由于弹簧套筒的作用，使活动侧护板与邻架固定侧护板始终相接触，能有效防矸；操作侧推千斤顶，用侧护板调架，对支护防倒有一定作用。,二、护帮板,护帮装置铰接在前梁的下部。护帮板在前端，护帮千斤顶与前梁连接。需护帮时可操作护帮千斤顶，使护帮板下部紧贴煤壁。在采煤机到来之前一定要收回护帮装置，使采煤机顺利通过，并防止滚筒割前梁。当前方片帮，梁端距过大时，可先推出护帮板，但在采煤机通过之前必须收回护帮板。当顶板发生冒落或梁端距过大时，护帮板可翻转，可对煤壁上方顶板进行临时支护。,第三部分液压系统、喷雾降尘系统,一、液压系统二、降尘系统,一、液压系统,以ZZ13000/28/60型支架为例，液压系统由乳化液泵站、主进液管、主回液管、各种液压元件、立柱及各种用途的千斤顶组成。操纵方式采用本架操作。采用快速接头盒U形卡及O形密封圈连接，拆装方便，性能可靠。在主进、回液三通到操纵阀之间，装有截止阀、过滤器、回油断路阀、截止阀，可根据需要接通或关闭某架液路，可以不停泵维修某架胶管及液压元件，过滤器能过滤主进液管来的高压液，防止赃物杂质进入架内管路系统。使用乳化液应注意以下几点：定期检查浓度，浓度过高增加成本，浓度太低，可能造成液压元件腐蚀，影响液压元件的密封；防止污染，定期（两个月左右）清理乳化液箱；防冻：乳化液的凝固点为-3左右，与水一样也具有冻结膨胀性，乳化液受冻后，不但体积膨胀，稳定性也受影响，因此，乳化液地面配制和运输时要注意防冻。,第四部分支架的操作及维护,一、支架操作规程二、支架操作注意事项三、支架常见故障及其排除,一、支架的操作规程,必须持有效证件上岗。必须熟悉液压支架的性能和工作原理，懂得维护保养液压支架，懂得顶板管理方法，学习本工作面采煤作业规程。与采煤机司机合作，当支架与采煤机距离超过规定，应要求停止割煤。拉架前，检查帮顶状况及支架各部位，确保环境安全、支架完好、构件齐全标准，否则必须处理；清理架前及两侧障碍物，严禁挤压管线、电缆。拉架时，支架前后严禁有其它人员。移动端头支架时要放好警戒，其它人员一律撤到安全地点。移架前，将相邻支架推拉缸推出；移架时，支架工必须站在安全地点，面向煤壁，身体躲进架内操作移架时，先收回护帮板、侧护板，然后降柱拉架达到规定步距；放顶煤支架拉架前，要先将后部运输机拉上来；拉架阻力大时，应停止拉架，查明原因处理后再继续操作。调整支架与输送机垂直，并保证支架不歪斜、不挤架、不咬架，支架排成直线，偏差不超过50mm。降柱幅度低于邻架侧护板时，升架前应先收回邻架侧护板，待升柱后再将其伸出。先升前柱后升后柱，使顶梁与顶板严密接触3-5秒，达到初撑力。伸出伸缩梁、护帮板顶住煤壁；伸出侧护板，保证架间不漏货。采煤机前滚筒到达前先收回护帮板，割煤后立即将伸缩前探梁伸出护顶。顶板破碎及压力大时，要带压擦顶移架，拉到位后及时支护顶板。过断层时，严格控制采高，防止压死支架。推运输机距采煤机1215米，弯曲段不小于15米。放顶煤工作面移运输机距拉架不小于3米，弯曲段不小于15米。不准由两头向中间推运输机。推运输机机头（尾）时，要听从班组长指挥。拉架、推溜完毕，各阀把搬到“零”位。,二、支架操作注意事项,为了操作方便和便于记忆，操纵阀组中每片阀都带有动作标记，要严格按标记操作，不得误操作。操作工必须了解支架各元件的性能和作用，并熟练准确地按操作规程进行各种操作。归纳起来，支架操作要做到：快、够、正、匀、平、紧、严、净。“快”移架速度快；“够”推移步距够；“正”操作正确无误；“匀”平稳操作；“平”推溜移架要确保三直两平；“紧”及时支护跟紧采煤机；“严”接顶挡矸严实；“净”架前架内浮煤碎矸，及时清除。基本操作程序一般为割煤拉架移输送机，要求跟机及时支护顶板，移架距离滞后采煤机滚筒35m，推溜要滞后1015m。及时清除支架和输送机之间的浮煤碎矸，以免影响移架；定期清除架内推杆下和柱窝内的煤粉、碎矸；定期冲洗支架内堆积的粉尘。爱护设备，不准用金属件、工具等物碰撞液压元件，尤其要注意防止碰砸伤立柱、千斤顶活塞杆的镀层以及挤坏胶管接头。从中过程中若出现故障，要及时排除，操作工也应带一定数量的密封件和易损件，一般故障操作工应能排除；若个人不能排除的要报告，会同维修工及时查找原因，采取措施迅速排除，不能及时排除的要更换。,三、支架常见故障及其排除,支架经过样机的各种受力状态下的性能试验、强度试验和累计7000次以上的耐久性试验，整套工作面支架出厂，又经过严格的验收。因此，支架经受了各种考验，主要结构件和液压元件的强度足够，性能可靠，在正常情况下，一般不会发生大的故障。但是，支架在井下使用过程中，由于煤层地质条件复杂，影响因素也较多，如果在维护方面存在隐患，则支架处故障也是难免的。因此，必须加强对综采设备的维护管理，使支架不出现或少出现故障。然而，一旦出现故障，不管故障的大小，都要及时查明原因迅速排除、使支架保持完好，保证综采工作面的设备正常运转。,（一）结构件和连接销轴,1、结构件支架的结构件通常不会出现大的问题，主要结构件的设计强度足够，但在使用过程中也可能出现局部焊缝裂纹，可能出现裂纹的部位有：顶梁柱帽和底座柱窝附近；各种千斤顶支承耳座四周；底座前部中间低凹部分等。其原因可能是：使用中出现特殊集中受力状态：焊缝的质量差；焊缝应力集中或操作不当等。处理办法：采取措施防止焊缝裂纹扩大；不能拆换上井的结构件，待支架转移工作面时上井不补焊。,2、连接销轴结构件间以及与液压元件连接所用的销轴，可能出现磨损、弯曲、断裂等情况。结构件的连接销轴有可能磨损，一般不会弯断；千斤顶和立柱两头的连接销轴出现弯断的可能性大。销轴磨损和弯断的原因：材质和热处理不符合设计要求；操作不当等。如发现连接销轴磨损、弯断，要及时更换。,（二）液压系统及液压元件,支架的常见故障，多数与液压系统的液压元件有关，诸如胶管和管接头漏液、液压控制元件失灵、立柱或千斤顶不动作等等。因此，支架的维护重点，应放在液压系统和液压元件方面。注意：1）拆卸液压元件、胶管前，检查内部是否有压力，应先释放内部压力，以免高压液体喷出伤人。2）支架用的各种阀类，以及各种液压缸，均不允许在井下进行拆检和调整，若有故障时，需有专人负责用质量合格、相同型号、规格的阀件或液压缸进行整体更换，而且应确保所更换的液压元件具有有效期内的安全标志证书。,1、胶管及管接头,造成支架胶管和管接头漏液的原因是：O形密封圈或挡圈大小不当或被切、挤坏，管接头密封面磨损或尺寸超差；胶管接头扣压不牢；在使用过程中胶管被挤坏、接头被碰坏；胶管质量不好或过期老化，起包渗漏等。采取的措施是：对密封件大小不当或损坏的要及时更换密封圈；其它原因造成漏液的胶管、接头、均应更换上井；胶管接头在保存和运输时，必须保护密封面、挡圈和密封圈不被损坏；换胶管时不要猛砸硬插，安好后不要拆装过频，平时注意整理好胶管，防止挤碰胶管、接头。,2、液压控制元件,支架的液压元件，诸如操纵阀、液控单向阀、安全阀、截止阀、回油断路阀、过滤器等，若出现故障，则常常是密封件（如密封圈、挡圈、阀垫或阀座）等关键件损坏不能密封，也可能是阀座和阀垫等塑料件扎入金属屑密封不住；液压系统污染，脏物杂质进入液压系统又未及时清除，致使液压元件不能正常工作；弹簧不符合要求或损坏，使钢球不能复位密封或影响阀的性能（如安全阀的开启、关闭压力出现偏差）；个别接头和焊堵的焊缝可能渗漏等等。采取的措施：液压控制元件出现故障，应及时更换上井检修；保持液压系统清洁定期清洗过滤装置（包括乳化液箱）；液压控制元件的关键件（如密封件）要保护好不受损坏，弹簧要定期抽检性能，阀类要做性能试验，焊缝渗漏要在拆除内部密封件后进行补焊，按要求做压力试验。,3、立柱及千斤顶,支架的各种动作，要由立柱和各类千斤顶根据要求来完成，如果立柱或千斤顶出现故障（例如动作慢或不动作），则直接影响支架对顶板的支护和推移等功能。出现立柱或千斤顶动作慢，可能损坏乳化液泵压力低、流量不足造成；也可能是进回液通道有阻塞现象；也可能是几个动作同时操作造成短时流量不足；液压系统级液压控制元件有漏液现象，也是一个原因，但立柱或放顶煤不动作，则主要原因可能是：管路阻塞，不能进回液；控制阀（单向阀、安全阀）失灵，进回液受阻；立柱、千斤顶活塞密封渗漏等等。采取的措施有：管路系统有污染时，及时清洗乳化液箱和清洗过滤装置；随时注意观察，不使支架蹩卡；立柱、千斤顶在排除别卡等原因后仍不动作，则立即更换上井拆检；焊缝渗漏要在拆除密封件后到地面补焊并保护密封面。,（三）支架的操作和支护,在支架的操作和支护过程中可能出现的故障有：初撑力偏低、工作阻力超限、推溜不直、移架不及时；顶板管理不善，出现顶空、倒架等现象。,1、初撑力和工作阻力,支架初撑力的大小，对控制顶板下沉和管理顶板有直接关系，因此必须保证房顶煤有足够的初撑力。出现初撑力偏低，主要原因是作为支架动力的乳化液压力不足或液压系统漏液造成；操作时充液时间短也是一个原因。保证足够的初撑力的措施是：乳化液泵站的压力，必须保持在额定工作压力范围内，随时观察乳化液泵站的压力变化，及时调整压力；液压系统不能漏液，就尽量减少管路压力损失。但过大的初撑力对某些顶板管理不利。支架的工作阻力超限，对支架部件和液压元件不利，甚至造成损坏。支架工作阻力超限的主要原因：安全阀调定压力超过要求的额定工作压力；安全阀失去作用，达到额定的工作阻力时，安全阀不开启泄液二继续承受增阻压力，造成工作阻力超限，防止工作阻力超限的办法是：对安全阀要定期检查调试；安全阀调定压力严格在额定工作压力（即工作阻力）；井下不得随意调整安全阀的工作压力。如果没安装测压阀，只看安全阀又不能判定工作阻力是否超限，则在顶板初次来压和周期来压时观察，看大部分安全阀、甚至全部安全阀的工作压力。如果没安装测压阀，只看安全阀没开启，就必须检测安全阀是否可靠。通常情况下，工作面顶板来压或局部压力增大而使安全阀开启泄漏，这是正常现象；相反，安全阀不开启泄液，则说明支架工作阻力选的大或调的过高。另外，工作阻力偏低也不行，不利于管理顶板。,2、推溜和移架,综采工作面要保持平直，与采煤机割煤时的顶板是否平直有直接关系，也与推溜和移架是否平直有关，两者是相互影响的。如果顶底板割得起伏不平，甚至割出台阶，就不能顺利推溜、移架，推溜、移架的距离不够，反过来又影响采煤机的截深；顶底板起伏不平，输送机和支架歪斜可能出现采煤机滚筒割铲煤板或前梁。推溜、移架是否平直，是工作面保持三直两平的关键。,移架的注意事项,移架前上下方或煤壁侧不得有人停留或干其它工作，否则禁止移架。移架人员要注意联接头受力情况，不得生拉硬拉，防止切销子伤人。移架时，如果阻力过大，应及时查找原因进行处理（如：底调刮相邻支架，侧护板卡劲，顶梁擦顶严重，架脚下陷，前方有障碍物，管子漏液，前梁没收回等）严禁硬拉硬推。工作面移架要追机作业，移架距离采煤机后滚筒4-6架，若移架速度赶不