液压支架井下故障个案分析.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER液压支架井下故障个案分析温鹏(大同煤矿集团机电装备公司中央机厂，山西大同037001)摘要：对液压支架在井下出现的几种故障个例进行分析总结，提高液压支架的使用效率，维护综采工作面的正常运行，从而提高煤矿生产效率。关键词：综采工作面：地质条件：矿压；液压支架；顶梁：掩护梁中图分类号：TD35文献标志码：B文章编号：1002—2333(2016)06—0238—020引言随着煤炭产量逐年提高，综采工作面占全国采煤工作面的比例越来越高，据统计，当前综采工作面11

2、700个，占全国采煤工作面65％以上，液压支架用量每年新增2．75～4．2万架，占综采设备价值的比例高达70％以上。在液压支架选型过程中，各煤炭集团或者各煤矿的选型方式多为经验估算的方法。只有少数综采工作面采用莫尔一库伦数据模拟的科学方法进行矿压分析和液压支架选型，这类工作面液压支架在使用过程中抗压能力可以与工作面围岩力学特性相适应，支架事故率非常低。而经验估算法选型的液压支架在使用过程中事故率比较高，其中支架压架现象尤为明显，支架压架后，更容易损坏。另外，工作面巷道和切眼布置方式、人员操作水平及工作

3、面地质特点等多种因素也可能导致液压支架损坏。本文仅以我公司常见的几种液压支架损坏为例，从支架单侧梁体破坏性撕裂、前梁断裂损坏、顶梁、掩护梁等几种案例入手，分析其原因。1研究内容J．J支架单侧梁体破坏性撕裂原因的分析我公司某矿工作面煤层平均厚度7nl左右，采用放顶煤回采工艺，支架多次发生侧向倾倒，单侧受力明显，右侧顶梁柱帽和梁体出现多处撕裂损坏。1)地质状况分析。煤层地质条件发育特殊，煤层纹理呈现纵向发育，层理非常清晰。上部采区已经采空，顶煤和顶板非常破碎，易冒落。纵向发育的煤层纹理呈现右侧倾斜，倾斜约

4、5。～7。，在顶煤冒落过程中，产生右侧方向的j芋磺板撕裂界面主铰接7L千斤顶铰接口3．3．4容屑槽与分屑槽由于拉削属于封闭式切削，需要有足够的空间容屑。容屑槽的设计能使切屑自由卷曲，以免堵塞和损坏刀齿，使刀齿有足够的强度和较多的重磨次数。每个刀齿上设计有分屑槽，使切屑分成若干小段，切屑卷曲顺利，缩小切屑体积。4拉削速度拉削速度的选择取决于轮盘的材料、轮盘的厚度等。经过多次拉削试验，30MW燃气轮机钛合金轮盘最佳拉削速度为：粗拉3。4m／min，精拉2—2．4m／min。采用此拉削速度拉削的榫槽尺寸精度

5、、表面质量较高。结语燃气轮机是关系到国防、能源、交通、环保等有巨大发展前景的高技术产品。本文针对燃气轮机用钛合金的难加工性、榫槽型线的复杂性及加工精度的高要求，通过选用机床，设计合理的拉削夹具与刀具，确定合理的拉削速度，成功实现钛合金轮盘枞树型榫槽拉削，并取得了良好的效果，为30Mw燃气轮机的研制奠定了基础。(编辑黄获)作者简介：于克(1981一)，男，．z-,195，硕士，从事汽轮机产品机械加工和装配工艺研究工作。收稿日期：2015-11—2l238l2016年第6期网址：WWW．jxgcscom电

6、邮：hrbengineer@163．corn机械工程师MECHANICALENGINEER————————●———————■——●————●—一下滑分力，支架产生侧压较大。致使支架多数处于单侧受力状态，右侧受压力比左侧明显。周期来压时，部分支架被压死，尤其是工作面中部区域的液压支架更为明显。2)使用状况分析。在回采过程中，工作面煤壁呈现柱状分布，易片帮，导致机道中浮煤比较多。如果清理工作不够及时，支架底座下部积聚浮煤达到20～30cm，支架移架过程中容易发生左右漂移，致使支架顶梁与底座呈现中心错移，进

7、而倾倒。支架出现单侧受压力较大的情况下，一侧立柱安全阀经常开启，很多安全阀在使用一段时间后，发生疲劳失效，当数显测压表显示数据达到调定压力时，安全阀发生开启。这种情况下，支架一侧立柱高压条件下开启，另一侧在压力较低时便开启，液压支架受力不平衡，单侧立柱支撑力较大，顶部构件长期处于扭曲受力状态，容易发生单侧撕裂。J．2前粱断裂损坏原因分析我公司多个煤矿发生液压支架前梁断裂的事故，多数从横板与铰接耳板焊接处撕裂，如图1所示。前梁千斤顶支撑工作阻力F1=1028kN，力臂L。=305mm；主要铰接点到撕裂断

8、面距离L2=120mm。力学平衡条件为M，=尬，即Fl·￡。=R·L：。其中助撕裂处合力，代人数据计算得F2=2612．8kN。即撕裂断面处的合力为2612．8kN。在回采过程中，为了防止前部冒顶，前梁呈现前部接顶，顶梁后部降柱状态，此时如果前梁千斤顶行程被压缩为零，单向锁上的安全阀失效，前梁与顶梁形成刚性支撑结构。后部立柱回程，立柱的支撑阻力由前梁分解承受，脍更大。最终导致前梁横板与耳板焊接结合面撕裂破损。J．3支架顶梁边盖板。柱帽损坏原因分析我公司某