摘 要:東龐礦井下綜采工作面服役的ZY5000型液壓支架立柱在使用過程中頻繁出現(xiàn)內(nèi)部竄液的狀況,通過拆檢、分析故障立柱,對立柱進(jìn)行技術(shù)改造以及采取一套合理的管理措施降低立柱故障率,適用于井下生產(chǎn)條件。
關(guān)鍵詞:安全閥;缸體脹缸;快速泄壓;技術(shù)改造
引言
液壓支架用來維護(hù)采煤工作面頂板,并隔離采空區(qū),為采煤機(jī)和刮板運(yùn)輸機(jī)及操縱人員提供安全的工作空間。支架與頂板之間支撐承載的力學(xué)原理,包括初撐增阻、承載增阻和恒阻三個(gè)工作階段,也就是立柱工作過程。立柱的密封性決定支架本身的增阻性,安全閥溢流性能決定了可縮性和恒阻性,因此立柱、安全閥是保證液壓支架工作性能的關(guān)鍵元件。
東龐礦井下21103綜采工作面安裝后初采期間出現(xiàn)的立柱內(nèi)部竄液,2904A綜采工作面短時(shí)間內(nèi)立柱頻繁出現(xiàn)故障,通過拆檢、分析立柱故障原因,建立一整套保持安全閥有效、乳化液濃度合理和高潔凈度的管理措施,提高立柱的使用壽命,確保井下的安全生產(chǎn)。
1 ZY5000型液壓支架立柱的綜合技術(shù)改造
1.1 立柱故障分析
通過對升井立柱進(jìn)行拆解、檢查、分析,立柱故障主要為立柱脹缸、活柱和中缸外表面的硬傷、劃傷、密封件損壞以及缸體掉底。
1.1.1 脹缸的原因是頂板瞬間來壓,安全閥流量小,立柱不能完成快速泄壓造成缸體脹缸,同時(shí)會引起密封損壞。立柱中缸、外缸同時(shí)脹缸則是頂板壓力超載后安全閥失效不能正常卸載造成,安全閥失效的一般原因是:閥芯生銹或被雜質(zhì)卡死,不能可靠動作。而升井立柱并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象,缸體塑性降低,或頂板瞬間來壓時(shí)立柱安全閥泄壓不及時(shí)造成立柱脹缸。
1.1.2 立柱表面的銹蝕由于鍍層損傷以及乳化液濃度、清潔度不夠造成銹蝕,乳化液內(nèi)含有雜質(zhì)容易引起缸體內(nèi)部的劃傷。
1.1.3 立柱拆過程中發(fā)現(xiàn)活柱、中缸密封處定位軸肩處有損傷凹點(diǎn),原因是立柱拆裝、搬運(yùn)的過程中碰撞造成,及現(xiàn)場使用中鍍層脫落劃傷所致。立柱在正常的升降過程中凹點(diǎn)處切白擋圈,致使白擋圈受到的橫向剪切力變大,最終導(dǎo)致密封損壞(圖1、圖2所示)。另定位軸肩處受到磨損,軸肩尺寸變小卡不住白擋圈,立柱升降過程同樣會引起密封的損壞。
注:1、密封(鼓型圈) 2、此面上的凹點(diǎn)或磨損引起密封損壞
圖1 活柱
圖2 中缸
注:1、密封(鼓型圈);2、此面上的凹點(diǎn)或磨損引起密封損壞;3、舊工藝此處焊縫受剪切力易掉底
1.1.4 中缸掉底原因舊焊接工藝的局限性(缸底插入缸體內(nèi)較小,焊縫處受剪切力),焊接強(qiáng)度變小,壓力過高時(shí)造成焊縫處受剪切力開裂導(dǎo)致掉底。
1.2 立柱技術(shù)改造
東龐礦井下使用的ZY5000型液壓支架立柱長期服役,故障立柱中缸體脹缸占據(jù)相當(dāng)大的比例,原因是頂板瞬間來壓或壓力極限時(shí),立柱不能完成快速泄壓造成缸體脹缸,同時(shí)也會引起密封損壞。
1.2.1 立柱外缸底部打?準(zhǔn)19的孔,內(nèi)徑為?準(zhǔn)19無縫鋼管、連接頭、閥座組成的導(dǎo)流裝置,閥座上安裝一個(gè)DN20/25-500L安全閥,使立柱的泄壓流量增大原有的2倍,調(diào)定該安全閥動作值,實(shí)現(xiàn)與另一個(gè)安全閥分級動作;有效的保護(hù)立柱因活塞腔的乳化液泄出不及時(shí)造成的脹缸。
1.2.2 采用乳化液自動配比裝置,適時(shí)監(jiān)測乳化液濃度,保證乳化液濃度在合理的范圍內(nèi);增加高壓反沖洗過濾裝置以及乳化液的雙重過濾,保持乳化液的潔凈度。
1.2.3 提高缸體底部焊接工藝或預(yù)先分批焊接加固。新焊接工藝是缸底插入缸體內(nèi)距離12mm(圖2),當(dāng)缸底受壓時(shí)焊縫幾乎不受剪切力,不會受到影響。
1.2.4 建立每套支架安全閥的工作檔案,定期進(jìn)行調(diào)校,確保安全閥定壓有效開啟。
2 結(jié)束語
液壓支架立柱的綜合技術(shù)改造,在東龐礦井下工作面的成功使用,提高了立柱的使用壽命,有效的降低立柱故障率,節(jié)省維修資金,增強(qiáng)了液壓支架的工作性能。同時(shí)降低了檢修工人的勞動強(qiáng)度,減少立柱更換、維修的時(shí)間,保證了東龐礦井下工作面安全有序的生產(chǎn),為今后礦井21103、21114、2701、2902A、21111、S2713主采工作面提供了強(qiáng)有力的保障。
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作者簡介:王亮(1985-),男,河北滄縣人,畢業(yè)于河北理工大學(xué),機(jī)電助理工程師,現(xiàn)任冀中能源股份有限公司東龐礦機(jī)電科技術(shù)員。