外注式单体液压支柱使用维护学习资料
外注式单体液压支柱
使用维护学习资料
张波编写
大林坝煤矿
2010年10月
目录
一、用途
二、适用范围
三、技术特征
四、选型
五、结构及工作原理
六、支柱的拆装和试验
七、泵站系统
八、管路系统
九、使用注意事项
十、支柱的故障与维修
十一、工作面支柱及附件、工具
十二、支柱零部件及备件
外注式单体液压支柱使用维护学习资料
（根据GB9969.1—98标准编写）
一、用途
外注式支柱是一种外部供液的恒阻式单体液压支柱。它可与金属铰接顶梁配套使用，也可单独作点柱用，供煤矿一般机械化采煤工作面支护顶板，或供综合机械化采煤工作面作端头支护及其他临时性支护。
二、适用范围
外注式支柱适用于下列煤层条件：
1.煤层倾角小于25°的缓倾斜回采工作面。如采取一定的安全措施，使用范围可扩大到倾角25°～35°的倾斜回采工作面。
2.本支柱系列现有13种规格，分别适用于采高为0.5～
3.5m的煤层。
3.煤层顶、底板条件
⑴工作阻力为250kN的支柱，底板抗压入强度为20MPa以上；工作阻力为300kN的支柱，底板抗压入强度应为28MPa以上。如底板较软，支柱压入底板的深度以不恶化顶板的完整性及不影响支柱的回收为限，否则，应采取“穿鞋”或加大底座等措施。
⑵顶板冒落情况较好，冒落后不影响支柱的回收。
⑶在分层开采人工假顶工作面或地质构造较复杂的条件下使用时，应采取安全措施。
⑷在煤质较软的爆破采煤工作面使用时，应对活柱体外表面采取保护措施，以防崩坏。且不能当贴帮柱用。
⑸支柱与木顶梁配合或作点柱使用时，应将顶盖换成柱帽，以免损坏木梁，造成回柱困难。
本支柱不宜使用在下列条件的工作面：
1.煤质较硬的炮采工作面，以及周期来压特别强烈或有冲击地压的工作面。
2.工作面采高太低（支柱选型不合适），不能保证顶板下沉后支柱安全回收所需的最小高度。
3.不同工作特征或不同工作阻力的支柱，均不能在同一工作面混用。
三、技术特征
1.根据原煤炭部颁布的外注式支柱系列，DW型支柱共13种规格，各种规格及主要技术特征见表1。
2.支柱型号组成和排列方式如下：
修改序号
补充特征代号
油缸内径，mm
额定工作阻力，kN
最大高度，dm
第二特征代号
第一特征代号
产品类型代号类型及特征代号用汉语拼音大写字母表示：D表示单体液压支柱，第一特征代号中N表示内注式支柱；W表示外注式支柱。第二特征代号中S代表双伸缩，无字母代表单伸缩，Q代表轻合金。主参数用阿拉伯数字表示；补充特征代号一般不用。修改序号用加括号的大写拼音字母（A）、（B）、（C）……表示，用来区分类型、主参数、特征代号均相同的不同产品。
外注式支柱几种型式的顶盖和底座见图1。1m以下规格，100mm缸径配底座e和顶盖a；
外注式单体液压支柱使用维护学习资料
5 表1 外注式支柱系列规格及主要技术特征
四、选型
正确选择支柱的规格型号，对于合理使用支柱，有效地管理顶板极为重要。支柱选型主要根据煤层采高、顶底板岩性、顶板压力和下沉量大小而确定。
支柱规格的选择由下式确定：
H max≥M max－h
式中H max——支柱最大高度，mm
Mmax——工作面最大高度，mm；
h——顶梁高度，mm。
H min= M min―Hcp―h―h2
式中H min——支柱最小高度，mm；
M min——工作面最小高度，mm；
Hcp——工作面顶板最大下沉量的平均值，mm；
h 2——活柱最小安全回柱行程（0 .6～1m的支柱取h
2
=30mm，1.2～1.8m的支
1.顶盖
顶盖是直接和顶梁接触的受载零件，它通过3只弹性圆柱销和活柱体相连接。
2.三用阀
三用阀如图4所示。
以下时，在安全阀弹簧的作用下，六角导向套复位， 安全阀即关闭，工作液停止外溢，活柱停止下缩。 图5 外注式支柱的特性曲线 支柱在整个工作过程中，上述现象反复出现，使支柱始终处于恒阻状态，从而达到有效地控制顶板下沉量的目的。支柱特性曲线如图5所示。
卸载阀供支柱卸载回柱用。
3.活柱体
活柱体是支柱上部承载杆件，它由柱头、弹簧上挂钩、活柱筒等零件焊接而成。
4.复位弹簧
复位弹簧的作用是回柱时使活柱体迅速复位，缩短回柱时间。
5.手把体
手把体通过连接钢丝和油缸相连接，它能够绕油缸自由转动，便于操作和搬运。手把体沟槽内装有防尘圈，以防脏物进入油缸。
6.活塞
活塞部件由活塞、Y 形密封圈、皮碗防挤圈、活塞导向环、O 型密封圈、活塞防
S/mm
活塞起活柱体导向和与油缸的密封作用。
7.底座体
底座体由底座、弹簧挂环、O型密封圈、防挤圈等组成，它通过连接钢丝和油缸相连接，它是支柱底部密封和承载的零件。
支柱在使用时将注液枪插入三用阀注液孔中，挂好锁紧套，握紧注液枪手把，高压液体将单向阀打开（图6a），高压液体流入支柱下腔，使活柱上升。当支柱使金属顶
梁紧贴工作面顶板后，松开注液枪手把，这时支柱内腔工作液压力为泵站压力，即支柱达到了额定的初撑力。随着采煤工作面的推进，工作面顶板作用在支柱上的载荷逐渐增大，当载荷超过支柱额定工作阻力时，高压液体将三用阀中的安全阀打开（图6b）液体外溢，支柱下缩。当支柱所受载荷低于额定工作阻力时，在安全阀弹簧的作用下，安全阀关闭，液体停止外溢。上述现象反复出现。因此支柱工作荷载始终保持在额定的工作阻力左右，故称为恒阻式支柱。
工作面回柱时，将卸载手把插入三用阀卸载孔中，转动卸载手把，迫使阀套作轴向移动，从而打开三用阀中的卸载阀。支柱内腔工作液经卸载排入采空区，活柱体在自重和复位弹簧作用下回缩，达到回柱目的（图6c）。
六、支柱的拆装和试验
1.三用阀的组装
⑴组装前的装备
①合格的三用阀零件在组装前必须用压力油冲洗干净，任何有毛刺、铁屑或生锈的零件均不得组装。
②装好全部O形密封圈。
③六角导向套的组装
把安全阀垫装入六角导向套中，要装到底，并检查安全阀工作面是否平整。在阀座和六角导向套接触时，阀垫压缩量应控制在0.15～0.25mm。
④注油阀体的组装
将单向阀座连同限位套一起装入注油阀体中，并装入φ8钢球，再用一字型螺丝刀拧紧螺套（拧紧程度要适当，以防单向阀座变形），并把卸阀垫装入注油阀体。
⑵组装
将阀针装入阀座中，阀针端面不应露出阀端面，并检查运动是否灵活，再装入阀套内，然后将连接螺杆拧入阀套并拧紧。用镊子将六角导向套装入阀套内，检查六角导向套轴向运动是否灵活，应无卡阻，然后装入φ8钢球、弹簧座、安全阀弹簧，用调压工具拧紧调压螺丝。
安全阀部分装好以后，将阀套装入装配套筒中（专用装配工具）。单向阀锥形弹簧装在连接螺杆上，套上左阀筒并与装配套筒拧紧，用套筒板手将注油阀体拧入连接螺杆（对橡胶卸载阀阀垫的拧紧为应控制到卸载阀垫压缩0.5mm为宜）。然后拧下装配套筒，换上右阀筒，三用阀组装完毕之后，需根据《矿用单体液压支柱》（MT112-93）中的有关规定对其进行调压和试验。安全阀的开启压力调定是用调压工具调整螺丝的进退来实现的。
调好的安全阀应涂上M10乳化剂封存。
2.支柱组装
DW（06-25）/100型支柱的组装与DW（28-35）型支柱的组装稍有区别。
⑴组装前的准备
污物。
②在手把体的内表面、顶盖与接长筒配合面、底座与液压缸配合面及活塞与活柱配合面涂防锈油。
③在活塞、底座上装入O型密封圈和防挤圈，注意防挤圈的位置应紧靠O形密封圈的低压侧。
④把Y形密封圈、防挤圈和导向环安装在活塞上，注意活塞导向环外径应大于活塞的最大外径。
⑵活柱体的组装顺序
①将防尘圈和活塞导向环按次序（注意方向）装在手把体上。
②将手把体套入活柱体。在限位钢丝圈槽中先装上一个O形密封圈（作为装配工具），这样手把体上的防尘圈就能顺利通过，然后取下O形密封圈，将限位钢丝圈涂油装在活柱上，并测量限位钢丝圈的外径（应比油缸内径小0.5mm以上）。
③将活塞装入活柱。
④把复位弹簧挂在活柱体中。
⑶支柱整体组装
⑴DW（06-25）/100型支柱的组装顺序：
Ⅰ将装好的活柱体装入油缸，并将手把体装好，穿上连接钢丝。
Ⅱ将顶盖装入活柱体，用弹性圆柱销连接好，所有弹性圆柱销均不允许露出，其开口应垂直于支柱的轴向方向。注意使顶盖126mm×126mm方体轴线与柱头阀孔轴线平行。
Ⅲ将复位弹簧挂在底座弹簧环上，并将底座垂直于支柱轴线。
Ⅳ装上三用阀，并使三用阀卸载孔轴线垂直于支柱轴线。
②DW（28～35）型支柱的组装顺序：
Ⅰ将O形密封圈装在密封柱上，并挂好弹簧。
Ⅱ将活柱体装入油缸，并把手把体装好，穿上连接钢丝。
Ⅲ将带弹簧的密封柱装入活柱体，并挂好弹簧挂钩。
Ⅳ装上顶盖，打入弹性圆柱销（注意方向），装上三用阀。
支柱整体组装完毕后，水平放置支柱，用手将活柱自油缸中拔出300～400mm（高度低的支柱可少拔一些），活柱应在复位弹簧作用下自动回缩，若不能全部回缩，应进行拆检，查找原因。
⑷组装注意事项
①除油缸、底座、接长管等裸露表面及电镀外，所有连接配合部分及活柱外圆均应涂防锈油。
②装配底座时应将防挤圈切口背向穿钢丝槽口，在打入底座时应注意避免穿钢丝槽口碰坏防挤圈。
③所有连接钢丝均打入槽中，不允许外露，并将手把体和底座的连接钢丝口用火漆或油漆腻子封死。
④支柱组装时，不允许用铁锤敲打油缸、活塞、活柱等零件。
⑤组装完毕的支柱在运输过程中不允许随意摔砸。
3.支柱的拆卸
支柱的拆卸可按装配相反工序进行，但应注意：
⑴底座的拆卸应用活柱顶出。 16789千斤顶进液23414泵站供液10111213图7 D W 型单体液压支柱管路系统图1—注液枪；2—三通；3—中间接头；4—球形截止阀；5—异径三通；6—高压软管；7—过滤器；8—U 形卡；9—球形截止阀；10—直通；11—高压软管；12—U 形卡；13—堵；14—高压软管
4.试验
支柱及三用阀组装完毕后，应按照《矿用单体液压支柱》（MT112—93）中的有关规定进行试验，合格后方可下井。
七、泵站系统
向回采工作面供液的泵站要求是两泵一箱，即必须配备有两个乳化液泵和一个油箱。乳化液的要求是：压力为15-20MPa，流量≥75L/min。
工作面的泵站可根据上述原则进行配备。最好在巷道中配有泵站硐室。泵站应有专人管理，必须采用合格的M-10乳化油，并保证1%～2%的乳化液浓度。乳化液箱应每月清洗1次。
八、管路系统
向回采工作面单液压支柱、推移装置供液的全套管路和附件简称管路系统。
1.管路系统的配备
管路系统的配备如图7所示，所需零部件数量和要求见表2。
2.管路系统中主要零部件
⑴注液枪
注液枪是支柱供液的主要工具。注液枪由注液管、锁紧套、手把、顶杆、隔离套、
和注液枪管注入支柱，使支柱迅速升起。
当支柱接触顶梁后，支柱停止上升，便使支柱获得一定的初撑力，注液枪完成注液动作。
松开注液枪手把，顶杆在高压液体和弹簧作用下复位，单向阀关闭，切断管路的高压液体。
同时，由于顶杆复位使O形密封圈与顶杆之间的密封被破坏，此时在三用阀注油体外和注液管中残存的高压液便从隔离套和顶杆的间隙溢出，注液枪卸载。从而可以很容易地摘下锁紧套，取下注液枪。
注液枪的组装：
①用压力油将注液枪体及所有零部件冲洗干净。
②在零件中装上所有的O形圈和防挤圈，注意防挤圈应在O形圈的低压侧。
③将注液管套入锁紧套内，并涂以少量的厌氧胶后拧入阀体中。
④将顶杆装入隔离套，并推入阀体孔中，然后装入单向阀座，放入钢球。
⑤将单向阀弹簧装入压紧螺钉中，拧紧螺钉。
⑥将手把装在阀体上，用弹性圆柱锁连接并检查手把是否灵活。
注液枪的拆卸可按装配时的相反工序进行。
⑵球形截止阀（QJ16）
球形截止阀（QJ16）为主管截止阀，用于更换主管路胶管而不影响推移装置的正
⑶球形截止阀（Q10）
球形截止阀（Q10）为支管截止阀，用于更换注液枪或注液枪胶管时关闭支管路而不影响其他支柱的正常供液。
⑷过滤器（DZ—GL）
过滤器（DZ—GL）可防止被污染的高压液体中的脏物进入支柱。
—16）
⑸三通（KJ
3
—16）是连接主管路，并能分支向推溜千斤顶供液的接头。
三通（KJ
3
—10/16）
⑹异径三通（KJ
4
—10/16）是连接主管站，并能向支管路供液的接头。
异径三通（KJ
4
—16）
⑺直通（KJ
2
—16）是用于连接主管路胶管的接头。
直通（KJ
2
3.管路系统安装
工作面管路系统安装可参考图7，并根据工作面的具体情况进行。但应注意，在工作面安装管路系统拆卸零部件时，切勿让煤粉进入零部件中，以免造成工作液的污染
动乳化液泵，待泵各部动转正常，供液压力达到泵站额定工作压力时方可向工作面供
液。
阀中并用锁紧套连接好。
5.支柱第一次使用前，应先升、降柱一次（最大行程），以排净缸体内空气，之后才能正常使用。
6.支设支柱时，应注意下列4点：
⑴支柱应垂直于顶、底板，支设在金属铰接顶梁下面，并有一定的迎山角，使支柱处于垂直受力状态且不易推倒。
⑵三用阀的单向阀应朝采空区方向或下顺槽，以利安全回柱。
⑶支柱与工作面运输机械应有适当的距离，避免采煤机撞坏油缸、手把体和三用阀。
⑷支柱顶盖的四爪应卡在顶梁花边槽上，不允许将四爪顶在顶梁上或顶梁接头处。支柱配合木顶梁使用或作用点柱用时，应更换顶盖（换成不带爪子的柱帽）。
7．操纵注液枪向支柱内腔供液，并使支柱顶盖与金属顶梁接触，待支柱达到初撑力后，松开注液枪手把。注液枪卸载。摘下锁紧套后，轻轻敲打注液枪手把，在高压液体的作用下，注液枪便会自动退出。
8.使用中的支柱，活柱升高量已接近最小安全回柱高度时，应及时回撤，以免压死。
9.绝对禁止用锤、镐等金属物体猛力敲砸支柱任何部位，以免损坏支柱。若支柱被压成“死柱”，只能采取挑顶或卧底的方法取出，不允许爆破、锤砸或绞车拉拽。
10.支护过程中，不准以支柱手把体作为推移装置的支点，以免损坏支柱。
11.回柱时应严格遵守有关回柱安全操作规程，确保安全生产。
将卸载手把插入三用阀卸载孔中。顶板状况较好时采取近距离卸载，工作人员转动卸载手把使卸载手把呈水平位置。此时卸载阀打开，支柱内腔乳化液外溢，活柱下缩。
顶板条件较差时应采用远距离卸载，即工作人员离开支柱到安全位置，拉动卸手把上的牵引绳使卸载手把呈水平位置，卸载阀打开，活柱下缩到可以撤出为止。
12.回撤下来的支柱，应顶盖朝上竖直靠放，不准随意横放，以免水和煤粉进入支柱内腔和锈蚀表面。井下不允许存在无三用阀的支柱。若三用阀损坏，应及时更换三用阀。
13.因工作面粉尘大，故除了替换顶盖、三用阀外，其他零部件不允许在工作面拆装。
14.支柱在运输过程中应轻装轻卸，不准随意摔砸。需要使用工作面运输机运输时，应先在运输机上装满煤，然后将支柱放在煤层上。机头机尾应有专人护送，以免损坏支柱。
15.注液枪使用后，应挂在支柱上，不允许随意乱扔，更不允许用注液枪敲打硬物。
16.高压胶管应避免被采煤机压坏和损坏。
17.短期不用的支柱，应将柱内液体放尽，封堵三用阀进液孔，以防脏物进入。
十、支柱的故障与维修
工作面支柱应有专人负责操作和维护检查，支柱操作和维修人员应熟悉支柱结构及操作方法，做到发现故障能及时处理。
1.常见支柱故障及排除方法
表3 常见支柱故障及排除方法
2.维修注意事项
⑴维修场地应清洁。零部件需经汽油清洗干净后再装配，严格防止脏物进入支柱内腔。因为脏物是破坏密封、造成渗漏的主要因素。有橡胶件的零部件，经汽油清洗后应迅速取出吹干，如浸汽油时间较长，会引起橡胶件变形变质，
⑵每根支柱都应建立维修卡片备查。每次检修时，均应详细纪录故障情况、损坏零件及检修工时等项目内容，以便统计支柱修复率、维修成本和维修质量，并有利于不断总结提高维修水平。
⑶支柱维修后应当按试验要求和维修质量标准进行各项试验，全部各格后方可下井使用。
⑷支柱维修好后，应将活柱降到底，放净乳化液，竖直靠放，存放于空气较清洁干燥、气温不低于0℃的场所。
支柱除日常维修外，应定期进行检查保养。
大修周期：支柱2年，三用阀1年，注液枪1年，截止阀3个月，过滤器3个月。
大修基本内容：
①清洗所有零部件：
②原则上应更换安全阀垫、单向阀阀座、卸载阀垫、Y型密封圈、防尘圈、导向环、皮碗防挤圈及所有O形密封圈；但如果其中某些零件在大修前不久刚换过，则应通过检查，根据其完好程度，确定是否更换；
③更换所有磨损和损坏的零件；
④重新组装，进行规定的各项试验。
检查和试验工作应按原煤炭部颁发的《矿用单体液压支柱》（MT112-93）中的各项规定进行。下井使用一年后的支柱，维修质量应达到《单体液压支柱维修暂行规定》中的要求。
十一、工作面支柱及附件、工具
一般工作面DW型支柱及附件、工具见表4。
注：一般机采工作面长度按150m计算，用户需要需另行订货。
十二、支柱零部件及备件
1.DW（06～25）型支柱
DW（06～21）支柱零部件及备件明细见表5。
注：上述配件，用户需要时另行订货，备件数量仅作参考。
2.DW（28～35）型支柱