[ZFS5600-16/32放顶煤液压支架供液系统分析] 放顶煤液压支架型号

时间：2019-04-17 03:17:39　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：液压支架在矿井综采工作面起着支护，控制顶板的作用，从而使采煤设备有足够的空间进行采煤和运煤。放顶煤液压支架是一种特殊形式采法的液压支架，它是通过支架本身进行放煤、落煤。
　　2000年以来放顶煤液压支架在我国得到迅速发展，放顶煤技术的推广使用，拓宽了综合机械化开采厚煤层的适用范围，简化了矿井的采掘系统和生产组织，提高劳动生产效率和产量，降低煤炭生产成本，保证安全生产等方面均取得了比较显著的技术经济效果。当然有些放顶煤支架在井下工作面生产工作过程中，也显露出不足之处。
　　关键词：液压支架支护
　　1 ZFS5600-16/32低位放顶煤液压支架故障分析
　　1.1 在井下使用中常见故障
　　唐山矿井下现今多个综采工作面投入使用ZFS5600-
　　16/32型液压支架，放顶支架与一般一次采全高，铺网支架相比，在功能结构上、使用操作上略显复杂，需要的流量也较其它支架偏大一些，为此，在井下使用过程中经常容易出现操纵阀高压串液，立柱降柱慢，或不能降柱，推溜移架困难，放煤动作不灵活等现象发生。之所以出现此类故障，是因为系统供液流量不足，由此引发压力下降，回油背压高造成的。
　　1.2 造成部件动作不灵活和操纵阀串液的原因
　　1.2.1 唐山矿在使用ZFS5600-16/32低位放顶煤支架过程中，与以往普通支架相比，操纵阀高压串液数量较多，这与操作阀的连接方式和每组操纵阀的数目多有直接关系，按流体力学分析，液压系统出现此类故障是受液压冲击现象过多所影响，该现象又称水锤现象。操纵阀在操作过程中，通过操作阀管路的液体流速一定时，突然停止操作，关闭阀门，此时管道出口流速变为0，此处管道内的油液失去动能转变为压力能而使出口压力骤然升高，升高的压力向阀的进液口端传递，如此的循环往复，使管内的压力发生压力震荡，造成操纵阀和液压元件的损坏，使操纵阀产生高压串液而引发系统流量不足，压力下降。
　　1.2.2 立柱降柱慢或不降柱故障中，常见的是后立柱降柱故障和推溜移架困难，其主要原因是操作阀串液数量多，使流量、压力达不到要求，产生回的油背压大，背压大会使立柱等不能下降，原因是立柱的升柱腔面积与立柱的环形腔面积比差为11：1。如果要形成迫降，高压液的压力必须要超过升柱腔液体压力（回液背压）的11倍以上才能降柱。
　　F1=P1*A1＜F2=P2*A
　　式中：F1——升柱腔推力
　　P1——升柱腔油液压力
　　A1——升柱腔面积
　　F2——环形腔推力
　　P2——环形腔油液压力
　　A2——环形腔面积
　　压力达不到要求，在支架管路系统中是不该出现的，支架在设计时通过计算后确定管的直径。
　　1.3 系统流量不足的原因
　　1.3.1 系统流量不足、压力达路有一定的系数，但操纵阀和千斤顶油缸串液严重，在未进行操作时，流量和压力已经损失很多，即使增加增大泵站流量也并不一定会产生有效的解决办法。支架间的管路是固定的，综采工作面的乳化液在管路中流动呈紊流状态，由于管壁阻力和液体内摩擦阻力，引起液流压力沿流程逐渐降低、而产生压力损失，除管道之外，液流在整个系统中还会通过连接零件、弯头、阀体、过滤器等产生局部压力损失，沿程压力损失。
　　1.3.2 造成供液系统流量不足和压力降低的另一个原因，操作人数多，在正常采煤情况下，但必须具备相应人员进行移架。放煤等操作，常规为两人操作推溜、移架，两人操作放煤、落煤，如果是操作人数多，且四人同时操作，加之操纵阀串液严重，便造成系统流量不足，压力降低，回液背压增大。
　　1.4 回油背压产生原因及负作用
　　1.4.1 ZFS5600-16/32放顶煤支架，回液系统背压大，是上述操纵阀串液，千斤顶油缸串液等因素引发的原因之一，管路内径的大小是可以改变回液背压的大小，但是支架管路已经决定回液通路，过流截面A已经确定，如果要流量Q增大，其流速υ也跟着增大，式υ=Q/A。因此回液产生背压增大。
　　1.4.2 泵站与工作面距离远，所处位置高，途中阻力大等，也是引发回油背压大的因素之一。按有关液压支架的技术标准，泵站应安装在下顺槽，使回液管路总是保持敞开的，以便因千斤顶、立柱回缩而来的工作液能畅通回流，如果回流阻力每增加1MPa，那么高压液的压力要相应提高几倍以上，才能使支架正常工作。
　　2 增改措施
　　2.1 根据上述情况分析，如果将该支架的供液管路系统进行改造，由现在的一条管路同时供液，一条管路同时回液。改变成双供液、双回液系统方式，使住阀副阀分离，在整个工作面支架中铺设一条直径φ20mm的高压胶管管路作为高压供液管路。一条直径φ25mm的回液管管路，这一供液系统为主、副阀分离后的副阀单独使用，将原有的供液系统供主阀使用，变成两阀分别供液.回液的系统。
　　2.2 在实际工作中，如果出现有使用的乳化液泵站流量偏小，且不能满足支架在短时内用液量大时，可在工作面的入口和出口加装容量大些的蓄能器，如果支架和其他条件允许，亦可在每组操纵阀的高压入口处加装小容量蓄能器，一是能调节补充流量；二是减小吸收由操纵阀关闭产生液压冲击现象带来的压力峰值，延长操纵阀的使用寿命。
　　3 结语
　　供液系统改造后，可以实现主操纵阀操作不影响副操纵阀，副操纵阀操作也不会影响主操纵阀，两者互不影响，也就是放煤操作再多，也不会影响降柱、推溜、移架等工作，同时也减少因操纵阀操作带来的液压冲击现象的扩大，使操纵阀和其他液压零件的损坏率将会有所下降，也会使维修更方便，更安全。
　　参考文献：
　　[1]王洪琳.放顶煤液压支架的发展状况，《煤炭技术》.2007.1.11-12.
　　[2]孙长春.液压支架的现状与发展思路.《科技情报开发与经济》 2009.150-151.
　　[3]王国平.《放顶煤液压支架与综采放顶煤技术》.煤炭工业出版社.15-26.
　　作者简介：于杨占（1981-），河北唐山人，2007年毕业于河北科技大学机械设计制造及其自动化专业，机电助理工程师，现就职于开滦集团唐山矿业分公司机采科。

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