浅谈液压支架初撑力

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摘 要:针对当前综采工作面液压支架普遍存在初撑力不足的问题,探讨了液压支架初撑力不足的原因及采取的措施和对策,深入分析了应用效果比较明显的液压支架自动增压初撑系统的原理,液压支架自动增压初撑系统能有效地保证液压支架初撑力的要求,从而提高液压支架系统的可靠性,为煤矿安全高效生产带来一定的便利条件。

关键词:液压支架 初撑力 自动增压初撑系统

中图分类号:T5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0101-01

初撑力是液压支架的主要技术参数之一,它对有效地管理顶板和保证液压支架的稳定性具有十分重要的意义。支架对顶板的支撑力,是立柱活塞腔内液体达到管路额定工作压力时的初撑力,称为额定初撑力。在生产中,特别是当支护速度低于回采速度时,为提高支护效率,操作工操作速度快,常出现支架的初撑力不足现象,导致直接顶的早期离层与破碎,支架不能通过直接顶传递对老顶取得平衡而失去支撑性能,甚至发生重大恶性事故。由此可见,使液压支架的实际初撑力达到设计要求是保证采煤工作面正常支护的关键因素,保证液压支架初撑力一直是科研和生产使用中十分关心的问题。

1液压支架初撑力不足原因分析

调查研究表明,国内多数采煤工作面都存在着初撑力严重不足且分布不均匀的问题,许多支架立柱的实测初撑力仅为14Mpa,而初撑力的设计值一般在30Mpa以上。导致支架初撑力不足不均的问题的主要原因如下。

(1)泵站压力较低,主供液管路中有一段较大管径的胶管,受设计要求的限制,其承压能力不很高。为便于工作面支架的液压系统的管理与维护,在实际使用中,泵站调定压力一般都低于设计要求的压力值。

(2)泵站距工作面较远,工作面较长,管路通径与阀件的流量受到高压的制约,使液压系统中压力损失严重,特别是对于一次布置的集中泵站。

(3)因顶、底板不平及浮煤、浮矸的影响,很难掌握初撑供液时间。为加快支护速度,初撑的供液时间不可能很长。

(4)多人操作支架或多架同时操作,使支架各立柱供液不均。

(5)部分管接头密封不好,存在漏液现象。

总之,影响初撑力的因素很多,在不同的条件下,可能有不同的因素决定初撑力的大小。因此,支架初撑后立柱下腔压力很少到达或接近设计要求。

2采取的措施和效果

为解决初撑力不足不均现象,目前采取的措施和效果分析如下。

(1)增大立柱直径和数目可以增加初撑力,但不能克服初撑力分布不均的问题,并且会到来其它许多不利因素。

(2)增加泵站压力可提高初撑力,但在技术上有困难,不但要求有高压大流量泵站,而且还要耐压更高的高压胶管和阀件,无疑增加了。

(3)采用双供液系统,不仅使国产高压胶管能同时满足大流量和高压力的要求,还能提高初撑力,但供液系统很复杂,不便于液压系统的管理与维护,同时成本也很高。

(4)对支架初撑力进行监测,增长升柱时间,可保证初撑力达到要求,但这种措施投资很大,并增加了工人劳动强度。

(5)在支架立柱上增加初保阀,该阀对提高支架初撑力有一定作用,但是当泵站压力本身不高或管路及阀件压力损失较大时,初保阀也难使支架的初撑力达到设计要求。

3自动增压初撑系统

以上措施各有特点,但都不能从根本上解决初撑力低且分布不均的问题。为了保证支架初撑力达到设计要求,并且解决大流量与高压的制约关系,现在使用的自动增压初撑系统是比较得力的解决方案。

自动增压初撑系统主要由一个截止阀、两个单向阀和自动增压阀组成,如图1所示。该系统与原立柱控制回路是并联关系。如果截止阀处于关闭状态,则自动增压初撑系统就不起作用,单向阀关闭。

当支架处于降柱、推溜和移架等工况时,由于供液压力低于增压阀动作的调定压力,故自动增压阀的增压机构不会动作。当操纵阀处于升柱状态时,主供液管路来的液体一方面经操纵阀向立柱下腔供液,另一方面经截止阀、自动增压阀和单向阀向立柱供液。在支架的顶梁接近或接触顶板后,即可关闭操纵阀,自动增压初撑系统可自动完成最后的小流量补液和自动增压过程,使立柱下腔的初撑压力达到供液压力的k(K为增压比:增压机构中大小活塞的面积比)倍,从而可确保支架初撑力达到设计要求。增压活塞在小流量补液过程中并不动作,而只有在自动增压过程中在作往复运动。通过改变泵站调定压力,可以满足不同的综采工作面对支架初撑力的要求。

4结语

自动增压初撑系统能有效地解决煤矿综采工作面中初撑力不足的问题,提高系统可靠性。对于煤矿采煤工作面的顶板维护和安全生产,提高综采机械化水平及液压支架的利用率有着积极的意义。

参考文献

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[2] 寇子明,沈立山.液压支架自动增压初撑系统的研究[J].煤炭科学技术,1995.