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矿用液压支架在井下长期使用后,会因顶板压力导致结构变形、立柱密封老化失效、液压系统泄漏或部件磨损超限。当维修无法恢复其安全性能时,必须进行整体或局部更换。支架更换属于高风险作业,需严格遵循以下技术要点和流程。

一、更换前的准备工作
首先要对需要更换的支架进行技术评估,确定是整台更换还是仅更换立柱、顶梁、掩护梁或液压阀组等部件。编制详细的施工方案和安全技术措施,明确临时支护方式、运输路线、起吊方案和应急处置措施,方案必须经矿总工程师审批。作业前检查更换地点的巷道断面尺寸、底板平整度和顶板完整性,清理浮煤杂物,必要时加固两帮。新支架或新部件到货后要核对型号、规格、矿用产品安全标志证书和合格证,检查结构件有无裂纹变形,对液压部件进行密封性试验。准备好专用运输平板车、慢速绞车、手拉葫芦、单体液压支柱、临时支护材料、液压泵站及专用拆装工具。组织所有参与人员学习施工方案并签字确认,明确施工负责人、安全监护人、绞车司机、支架操作工等岗位职责。
二、整体更换一台中间支架的流程
一步是临时支护与隔离。停止刮板输送机和采煤机运行,切断相关设备电源并挂牌闭锁。在待更换支架两侧各两台支架范围内加强支护,用单体液压支柱配合顶梁支撑顶板,防止移架后顶板下沉。对于破碎顶板,还需铺设金属网或打锚索加强支护。
第二步是断开连接与拆除附件。先对液压系统泄压,拆解支架与刮板输送机的推移连接头、侧护板连接销、所有液压管路,拆开后立即用防尘帽封堵管口防止污染。拆除支架自带的照明、喷雾、传感器等电气附件。
第三步是支架降架与撤离。操作本架液压系统降柱,使顶梁脱离顶板100至150毫米。利用回柱绞车或相邻支架的推移千斤顶,将待更换支架缓慢拉出原位。牵引过程中设专人观察,防止支架倾倒或刮卡两侧设备。
第四步是运输与升井。将旧支架牵引至装车点,用起重吊梁或手拉葫芦吊装至平板车,封车牢固后按预定路线运至井底车场,再提升至地面。
第五步是新支架就位与安装。新支架按相反顺序运输至更换位置,调正方向后利用绞车牵引至安装点。接通临时供液管路,操作立柱升柱使顶梁接顶,初撑力不低于规定值的百分之九十。
第六步是连接恢复与调试。安装推移连接头、侧护板、所有液压管路及电气附件。检查管路连接正确,无窜液漏液。依次操作推移千斤顶、侧护板千斤顶、伸缩梁千斤顶等,确保每个动作平稳无卡滞。完成支架与刮板输送机的对中调整,保证推移行程一致。
第七步是压力测试与验收。将支架压力升至泵站额定压力,保压五分钟无压降。检测初撑力、工作阻力及安全阀开启压力,应符合国家标准要求。验收合格后方可投入正常使用。
三、局部更换关键部件的要点
更换立柱时,先利用相邻支架掩护,将该架顶梁用单体支柱辅助支撑。对旧立柱泄压后拆解上下连接销,用吊装工具将旧立柱移出,装入新立柱,恢复上下销轴和管路,撤除辅助支柱。更换顶梁时,需要整架降柱,拆除旧顶梁与掩护梁的连接销轴,使用起吊装置将旧顶梁吊走,新顶梁就位后重新连接销轴,调整侧护板间隙。更换液压阀组时,先关闭该架供液截止阀,完全泄压后拆下旧阀组,清洁安装面,换上新阀组并紧固,检查密封圈完好,缓慢供液检查无泄漏。
四、安全注意事项
顶板管理是重中之重。整个更换过程中严禁空顶作业,临时支护的单体支柱必须穿铁鞋,支设牢固并系好防倒绳。如果顶板破碎,必须额外加强支护。在大倾角煤层更换支架时,必须设置防倒千斤顶或防滑链,牵引钢丝绳两侧严禁站人。新支架就位后立即打设斜撑支柱防止倾斜。
液压系统安全方面,拆解管路前必须完全卸压,操作阀组反复动作确认无残余压力。高压胶管破损时,禁止直接用手触摸检查泄漏点。液压泵站在检修期间必须关闭并泄压。
运输环节风险控制上,运输车辆连接必须使用专用插销并闭锁。绞车运行严格执行行车不行人制度。转弯处设置导绳轮,避免钢丝绳磨损或挤伤人员。
瓦斯与粉尘管理方面,作业地点必须配备便携式瓦斯检测仪,瓦斯浓度超限立即停工撤人。尽量使用铜制工具敲击结构件,防止产生火花。喷雾降尘系统保持开启。
五、更换后的验收与试运行
静态检查时,检查各连接销轴止退件齐全完好,液压管路吊挂整齐无挤压,所有密封处无渗漏。空载动作试验时,升降柱、移架、推溜、侧护板伸缩每个动作操作三次以上,确保无卡滞、无异响。带压运行时,随工作面推进观察支架与顶板接触情况,初撑力自动补压功能正常,整体推移步距与刮板输送机匹配。填写检修更换记录,包括更换部件型号、出厂编号、安装日期、测试数据及操作责任人,归档保存。
六、常见问题及处理方法
如果出现升柱后顶梁不接顶,可能原因是选型高度偏小或底板下沉,处理方法为垫设钢板或轨枕调整。推移千斤顶动作不同步,可能原因是供液压力不均或阀组堵塞,需要清洗阀芯,调整管路长度。新支架出现漏液,可能原因是密封圈损坏或接头松动,需要更换密封圈或紧固U型卡。侧护板间隙过大,可能原因是安装时销轴错位,需要松开支座螺栓重新调整。
矿用液压支架的更换涉及空间受限、动压影响、液压系统复杂等多重技术难点,必须严格执行标准化作业流程。建议在更换前进行模拟演练,对同一工作面连续更换超过三台支架的情况,需要重新评估支护强度并修正施工方案。整个作业过程应由专职安全员全程监督,确保人员、设备和顶板始终处于受控状态。