煤矿液压支架缸体漏液原因分析及对策

煤矿液压支架缸体漏液原因分析及对策
摘要：液压支架是煤矿井下支护系统的核心，其工作的稳定性和安全性直接
决定了井下综采作业的效率和经济性。

液压支架在煤矿实际生产的过程中起着重
要的承载作用，但受缸体生产质量、密封效果和各类零件等因素的影响，会引发
严重的缸体漏液情况，给煤矿采煤作业的进行带来很大的困难。

基于此，本文主
要分析了煤矿液压支架缸体漏液原因分析及对策。

关键词：液压支架；漏液；密封圈
中图分类号：TD355+.4文献标志码：A
引言
随着液压支架产品性能与功能不断提升，其寿命也得到了很大程度的提高，
这使得液压支架在煤矿开采行业占据着越来越重要的地位。

液压支架是进行煤矿
支护的重要设备，在使用过程中，承受的载荷较多且复杂多变，对液压支架的零
部件承载性能具有较高的要求。

为了保证安全生产及延长使用寿命，必须加强对
液压支架缸体漏液的研发和维护管理。

但由于诸多因素的影响，目前我国液压支
架生产企业数量众多，规模参差不齐。

1液压缸概述
液压缸同样属于高端液压支架重要组成部分，具体加工需重点关注其活塞杆、活柱、立柱缸筒的表面处理精度、同轴度，零部件装配质量也需要同时得到重视，这些均直接影响高端液压支架的整体性能。

在加工立柱缸筒的过程中，需结合其
壁厚、直径及长度开展针对性加工，原材料与缸筒结构尺寸等方面因素需要充分
考虑，避免壁厚和直径比过高影响高端液压支架性能。

在具体加工过程中，需要
重点关注下料、热处理、高精度加工等环节。

在下料环节，多选择带锯下料方式，需严格遵循工艺守则，同时，对材料的规格、厂家、材质、批次等信息进行严格
记录。

在热处理环节，主要涉及调质、淬火、热时效等内容，具体由大型热处理
池及各类热处理炉完成处理，热处理过程温度变化情况需要通过温度控制仪器实
时监测，保证热处理效果达标[1]。

2液压支架的组成
液压支架是一种由液压控制状态的机械装置，主要由液压缸（立柱、千斤顶）、承载结构件（顶梁、掩护梁和底座等）、推移装置、控制系统和其他辅助
装置组成。

在煤矿生产中，液压支架主要有升架、降架和移架三种动作。

升架时，液压支架对顶板有着额定的支撑力；在降架时，液压支架与顶板发生脱离，不再
起支护作用。

液压支架的支撑力通过乳化液泵站控制。

当乳化液泵站向液压支架
液压缸注入压力液时，支架开始对顶板起支撑作用；当乳化液泵站抽出压力液时，支架对顶板丧失支撑作用。

因此，液压支架控制的关键在于对乳化液泵站的控制[2]。

3煤矿液压支架缸体漏液原因分析
液压支架主要涉及到无缝钢管和各类零件组成等机电设备。

在其生产过程中
不可避免地会存在一些气孔、缩松和起砂等问题，这些问题不仅不易被发现，而
且并非人为操作所致。

例如：在缸体底座与钢管焊接的过程中，经常会产生一些
不可控的裂痕等，这些裂痕不易被发现，只有在后续的精加工过程中才有可能被
发现，进而进行补救操作，给后期的补焊过程带来了一系列的困难。

特别是部分
细微的裂痕在后期很难被发现，但在实际使用过程中会造成很大影响。

在液压支
架进行承载作业时，这些裂痕会受到各种挤压力的作用，导致裂痕扩大，进一步
引发漏液。

这类缺陷会使得液压支架的动作指令具有一定的限制性，并且难以满
足设计阻力的需求，从而降低其承载能力。

当液压支架缸体所承载的力波动比较
大时，受力作用方向与液压支架缸体的阻力方向呈一定角度，会导致活塞体与缸
体同轴的角度产生误差，同时也会产生径向跳动的状况，导致密封功能出现问题，引发缸体漏液[3]。

4煤矿液压支架缸体漏液解决对策
在科学技术飞速发展形势的推动下，综合机械化采煤技术得到了较多关注与
重视，被应用到很多煤矿企业中。

在井下采煤作业环节中，综合机械化采煤技术
改变了从前的人工劳动方式，以机械化生产模式进行代替，让生产工作的效率得以提升，进一步增强生产管理方面的能力。

在此过程当中，煤矿液压支架控制系统发挥出很大的功效和作用，目前以液压油缸为主要传动机构的液压支架大多采用电液控制方式实现单个及成组支架的移动、升降柱、梁体及护帮伸缩等操作，因此相应缸体性能及可靠性对于提高液压支架控制水平至关重要。

4.1确保设备和工作参数值合理性
液压支架包含众多不同的类型。

根据煤层倾角情况，一般涵盖了大倾角液压支架、普通液压支架；参考煤层的状况，则涵盖了大采高支架、中厚煤层支架以及薄煤层支架；参考采煤的形式，还包括了一次采全高支架、放顶煤支架；受到科学技术日益进步的影响，衍生出超静定液压支架等。

煤矿开采过程中，如果开采煤层的方向为锐角，需要使用普通液压支架；如果为开采煤层的方向为钝角，应该借助大倾角液压支架。

从相关工作参数的角度而言，由于同一种矿井运行的情况所呈现出很大的差异性，应该参考具体的情况，实现对参数的改进。

比如，对于开采薄煤层而言，液压压力小于相应的中厚煤层，需要参考模拟实验、长久观察之后，才能明确具体的参数值[4]。

4.2保障液压支架缸体精度
液压支架缸体中各类零件在加工时的精度把控，对其后期实际应用效果有着很大的影响，其中最关键的是液压支架缸体的密封效果。

因此，从前期对缸体的设计过程及材料的选取过程，一直到后期的加工工艺、安装工艺等，都应当予以充分的关注，尽可能地将误差降至最低，避免因缸体质量问题而导致漏液。

4.3重视液压缸焊接
液压缸焊接过程中，需重点控制焊接强度和焊接质量，千斤顶、立柱可通过自动焊接机开展焊接，焊接可选择富氩混合气体保护焊工艺，这一过程需要聚焦对自动焊接设备的科学选用。

在具体的焊接数控编程环节，需聚焦焊丝选择及焊接方式，如采用多层多道焊接方式及实芯焊丝，基于焊接层数变化，焊接过程中自动焊接机能够对喷嘴高低自动调整，焊接电压、焊接电流、焊接速度也可以基于焊件针对性调整。

完成焊接后，需对层间温度进行严格控制，层间焊渣需基于
气动清渣锤进行处理。

为更好地保证焊接件焊接可靠性，需设法延长焊缝冷却时间，具体可采用覆盖保温棉的方式[5]。

4.4运用全新密封材料
为保障液压支架缸体的密封效果，应当在选取密封圈时综合考虑各方面因素。

实际生产者使用蕾形密封圈和圆形密封圈都无法满足生产的要求。

因此，结合井
下生产环境的特点，采用鼓形密封圈，该类密封圈具有足够大的接触面积，能够
有效耐受乳化液的侵蚀，并且能够避免翻滚的情况发生，但对沟槽的要求较高。

此外，实际生产中通常还会采用组合式活塞密封圈[6]。

结束语
煤矿井下充填采煤实际为采煤和巷道填充平行操作，受液压支架影响，正面
为综采，背面为充填，工作条件复杂，对液压支架施加的载荷冲击变化很大，这
给液压支架稳定工作带来很大的安全隐患。

针对液压支架缸体漏液问题，需要充
分分析漏液原因，找到解决办法，从而保证液压支架支护过程的安全性，保证煤
矿的安全高效开采。

参考文献
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管理开发，2021，36（11）：198-199；268.
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煤炭科技，2021，39（11）：131-133.
[3]赵强.煤矿液压支架缸体漏液原因分析和方案［J］.当代化工研究，
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[4]张盼盼，吴凤彪，张子英.煤矿液压支架缸体漏液原因分析及对策［J］.
煤矿机械，2019，40(8)：166-168．
[5]孙兆新.煤矿液压支架电液控制系统的设计探讨[J].科技创新导
报,2019,16(17):93-94.
[6]闫谢波.煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺[J].冶金与材料,2019,39(2):73+75。