科技创新与应用
2013年第23期
工业技术
煤矿单体液压支柱的使用探索
潘国武
（福建煤电股份有限公司，福建龙岩364014）
摘
要：文章通过对单体液压支柱的了解、使用方法、维护及怎样在煤电公司大力推广，使单体液压支柱发挥它的优势，代替原始
的木支柱，提高安全，保护生态环境。
关键词：单体液压支柱；使用；维护；推广
引言目前，煤电公司所使用的单体液压支柱都是DW 型（柱塞悬浮式），缸径为φ100、φ83、φ63。DW 型单体液压支柱系列产品是受国家发明和实用新型专利保护的技术产品，该产品已于2002年9月首次通过了由《国家煤矿支护设备质量监督检验中心》根据MT112-93《矿用单体液压支柱》国家标准所做的性能测试和寿命试验，并取得了《煤安标志证书》。
1了解单体液压支柱
DW 型单体液压支柱是一种新型外部供液的恒阻式单体液压支柱，DW04～16-150/63、DW06～22-300/100、DW06～18-250/80支柱为DW 型（柱塞悬浮式），是按MT112.1-2006标准制造的。适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头顶板支护，由于其承载能力大、抗偏载能力强、工作行程大、使用范围广，因而其可应用于薄煤层、中
它可与金属厚煤层及较厚煤层工作面，即适用于0.5～3.5m 的煤层，
铰接顶梁配套使用，也可单独作点柱使用。
1.1单体液压支柱的型号代表的含义：D-矿用单体液压支柱；W-外注式（N-内注式）；04~16（06~22、06~18）-最大高度405mm ～1600mm （630mm ～2240mm 、630mm ～1800mm ，参见《DW 单体液压支柱主要技术参数及检测参数》）；150（300、250）-额定工作阻力150kN （300kN 、250kN ）；63（100、80）-油缸内径63mm （100mm 、80mm ）。
单体液压支柱主要由顶盖、三用阀、活柱体、复位弹簧、手把体、油缸、活塞、底座、活塞导向环、活柱导向环、弹性圆柱销、限位圈、防挤圈、Y 型密封圈、O 型密封圈等组成。
1.2主要零部件的组成和作用1.2.1顶盖：是直接和顶梁接触的受载零件，通过弹性圆柱销和活柱体相连接，可分为三种，铰接顶盖、顶盖、柱帽。铰接顶盖和顶盖是和金属顶梁相配合使用，柱帽主要用于打点柱使用，这些都是根据客户需要确定。
1.2.2三用阀：主要是由单向阀、安全阀和卸载阀组成。三用阀
φ63缸径为48.2MPa 、φ100缸径为的额定工作液压值分为三种：
38.2MPa 、φ80缸径为50MPa 。
1.2.3活柱体：是支柱上部承载杆件，由柱头、弹簧上挂钩、活柱筒、接长柱筒等零件焊接而成。
1.2.4复位弹簧：它的作用主要是回柱时在卸压以后使活柱体迅速复位，缩短回柱时间。
1.2.5手把体：通过连接钢丝和油缸相连接，能绕油缸自由转
以防脏物进入油缸。动，便于操作和搬运。它的沟槽内装有防尘圈，
1.2.6活塞：由活塞、Y 形密封圈、皮碗防挤圈、活塞导向环、O 形密封圈、活塞防挤圈等组成，通过O 形圈和活柱体相连接。起着活柱体导向和与油缸的密封作用。
1.2.7底座：由底座、O 形密封圈、防挤圈等组成，它通过连接钢丝和油缸相连接，是支柱底部密封和承载的零件。
1.3三用阀工作原理介绍
安全阀，卸载阀组成。三用阀主要是由单向阀、
单向阀-供支柱注液时使用。
安全阀-是保证支柱具有恒阻特性，保证支柱载荷达到额定工作阻力时具有可缩性，这是作用在安全阀的压力使六角导向作轴向移动，压缩安全阀弹簧，工作液经安全阀与阀座间的间隙和阀套的小孔溢出柱外，活柱就下缩，当内部液压降到额定工作压力以下时，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。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。
目前我们所使用的支柱有三种：缸径φ100、φ80、φ63，他们的额定工作压力分别为：38.2Mpa 、50Mpa 、48.2Mpa ，当支柱压力大于额定工作压力时，三用阀的安全阀就会泄压；我们现在工作面所使用的
157KN 、100KN 、62KN; 当乳化泵额定压力为20Mpa ，初撑力分别为：
顶板压力分别大于300KN 、250KN 、150KN 时三用阀就会自动泄压，保证压力小于等于额定工作阻力。
卸载阀-供支柱卸载回柱用。2怎样使用和维护单体液压支柱正确的使用和维护，才能充分发挥DW 型单体液压支柱的性能使之有效地控制顶板，提高使用寿命，保证安全生产。
2.1支柱运输与存放（1）支柱运输时，应将支柱缩到最小高度；（2）使用专门的液压支柱运输车，装、拆卸过程中必须轻拿轻放、严禁摔砸；（3）短期不使用的支柱，应将支柱腔内水（或者乳化液）放干净，缸体表面洗净擦干，三用阀进液孔应封堵，以防脏物进入；（4）工作面应有10%左右的备用支柱，整齐竖放在工作面附近安全、无水地点。
2.2支柱使用的注意事项（1）倾角25°以内、采高3m 以下的缓倾斜工作面；（2）倾角25°～45°、采高3m 以下的工作面，采取一定安全措施也可使用；（3）支柱顶盖与顶梁接合严密，不准单爪承载；（4）支柱作点柱使用时，应在顶盖上垫木板，禁止顶盖柱爪直接与顶板接触；（5）采高突然变化超过支柱最大高度时，应及时更换相应规格支柱，不得采取在支柱底
石等临时措施支设；（6）外注式支柱工作液为1%～3%乳部垫木板、
化油和97%～99%的中性水配制的乳化液；（7）不同牌号的油不准混用；（8）配置乳化液的水，每半年检验一次硬度、pH 值和杂质，超过规定的要经过处理，合格后方可使用；（9）乳化液泵额定压力应为20MPa ，额定流量为80～100L/min；（10）新下井支柱或长期未使用的
排净腔内空气后方可支设；（支柱，第一次使用时应先升降1～2次，
11）外注式支柱支设前，必须用注液枪冲洗注油阀体，防止煤粉等污物进入支柱内腔；（12）外注式支柱接顶后，继续供液4～5s 再切断液源，以保证初撑力；（13）中厚煤层和急倾斜煤层工作面人行道两侧支柱应采取安全措施如采用联结器或拴绳等，防止失效支柱倒柱伤人。
2.3怎样支设支柱支柱使用时，应先升、降柱一次或二次，以排除缸体内空气。（1）支柱应垂直于顶、底板支设，并有一定的“迎山”角，使支柱处于垂直受力状态，不易推倒；（2）将支柱卸载阀朝向煤壁一侧，成一定角度，以保证撤柱安全，防止采煤机碰撞卸载装置；（3）支柱与工作面运输机械应有适当的距离，以免采煤机撞倒支柱或撞坏油缸、手把阀体和三用阀；（4）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，保证支柱具有足够的初撑力。
3推广单体支柱
使用单体液压支柱有几个优点：安全、方便、环保。一根木支柱所支撑的最大压力大约在3-4t ，而液压支柱所支撑的压力按不同缸径分：φ100所支撑的最大压力为15.7t 、φ80所支撑的最大压力为10t 、φ63所支撑的最大压力为6.7t. 在安全上是提高了。液压支柱可以靠三用阀的安全阀来自动调节压力，它会随着顶板压力的增大而支撑力度不变的情况下适当下降高度，使之有效的控制顶板，所有比起木支柱来，不会因为顶板压力增大而一直更换被压坏的木支柱（只能被适应顶板高度）。在环保上也是符合科学发展观的，液压支柱可以重复使用，最后还可以回收；而木支柱是属于消耗型物质，不可以重复使用。
作者简介：潘国武（1957，8-），男，福建省莆田市人，现职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：矿山机电研究。
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科技创新与应用
2013年第23期
工业技术
煤矿单体液压支柱的使用探索
潘国武
（福建煤电股份有限公司，福建龙岩364014）
摘
要：文章通过对单体液压支柱的了解、使用方法、维护及怎样在煤电公司大力推广，使单体液压支柱发挥它的优势，代替原始
的木支柱，提高安全，保护生态环境。
关键词：单体液压支柱；使用；维护；推广
引言目前，煤电公司所使用的单体液压支柱都是DW 型（柱塞悬浮式），缸径为φ100、φ83、φ63。DW 型单体液压支柱系列产品是受国家发明和实用新型专利保护的技术产品，该产品已于2002年9月首次通过了由《国家煤矿支护设备质量监督检验中心》根据MT112-93《矿用单体液压支柱》国家标准所做的性能测试和寿命试验，并取得了《煤安标志证书》。
1了解单体液压支柱
DW 型单体液压支柱是一种新型外部供液的恒阻式单体液压支柱，DW04～16-150/63、DW06～22-300/100、DW06～18-250/80支柱为DW 型（柱塞悬浮式），是按MT112.1-2006标准制造的。适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头顶板支护，由于其承载能力大、抗偏载能力强、工作行程大、使用范围广，因而其可应用于薄煤层、中
它可与金属厚煤层及较厚煤层工作面，即适用于0.5～3.5m 的煤层，
铰接顶梁配套使用，也可单独作点柱使用。
1.1单体液压支柱的型号代表的含义：D-矿用单体液压支柱；W-外注式（N-内注式）；04~16（06~22、06~18）-最大高度405mm ～1600mm （630mm ～2240mm 、630mm ～1800mm ，参见《DW 单体液压支柱主要技术参数及检测参数》）；150（300、250）-额定工作阻力150kN （300kN 、250kN ）；63（100、80）-油缸内径63mm （100mm 、80mm ）。
单体液压支柱主要由顶盖、三用阀、活柱体、复位弹簧、手把体、油缸、活塞、底座、活塞导向环、活柱导向环、弹性圆柱销、限位圈、防挤圈、Y 型密封圈、O 型密封圈等组成。
1.2主要零部件的组成和作用1.2.1顶盖：是直接和顶梁接触的受载零件，通过弹性圆柱销和活柱体相连接，可分为三种，铰接顶盖、顶盖、柱帽。铰接顶盖和顶盖是和金属顶梁相配合使用，柱帽主要用于打点柱使用，这些都是根据客户需要确定。
1.2.2三用阀：主要是由单向阀、安全阀和卸载阀组成。三用阀
φ63缸径为48.2MPa 、φ100缸径为的额定工作液压值分为三种：
38.2MPa 、φ80缸径为50MPa 。
1.2.3活柱体：是支柱上部承载杆件，由柱头、弹簧上挂钩、活柱筒、接长柱筒等零件焊接而成。
1.2.4复位弹簧：它的作用主要是回柱时在卸压以后使活柱体迅速复位，缩短回柱时间。
1.2.5手把体：通过连接钢丝和油缸相连接，能绕油缸自由转
以防脏物进入油缸。动，便于操作和搬运。它的沟槽内装有防尘圈，
1.2.6活塞：由活塞、Y 形密封圈、皮碗防挤圈、活塞导向环、O 形密封圈、活塞防挤圈等组成，通过O 形圈和活柱体相连接。起着活柱体导向和与油缸的密封作用。
1.2.7底座：由底座、O 形密封圈、防挤圈等组成，它通过连接钢丝和油缸相连接，是支柱底部密封和承载的零件。
1.3三用阀工作原理介绍
安全阀，卸载阀组成。三用阀主要是由单向阀、
单向阀-供支柱注液时使用。
安全阀-是保证支柱具有恒阻特性，保证支柱载荷达到额定工作阻力时具有可缩性，这是作用在安全阀的压力使六角导向作轴向移动，压缩安全阀弹簧，工作液经安全阀与阀座间的间隙和阀套的小孔溢出柱外，活柱就下缩，当内部液压降到额定工作压力以下时，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。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。
目前我们所使用的支柱有三种：缸径φ100、φ80、φ63，他们的额定工作压力分别为：38.2Mpa 、50Mpa 、48.2Mpa ，当支柱压力大于额定工作压力时，三用阀的安全阀就会泄压；我们现在工作面所使用的
157KN 、100KN 、62KN; 当乳化泵额定压力为20Mpa ，初撑力分别为：
顶板压力分别大于300KN 、250KN 、150KN 时三用阀就会自动泄压，保证压力小于等于额定工作阻力。
卸载阀-供支柱卸载回柱用。2怎样使用和维护单体液压支柱正确的使用和维护，才能充分发挥DW 型单体液压支柱的性能使之有效地控制顶板，提高使用寿命，保证安全生产。
2.1支柱运输与存放（1）支柱运输时，应将支柱缩到最小高度；（2）使用专门的液压支柱运输车，装、拆卸过程中必须轻拿轻放、严禁摔砸；（3）短期不使用的支柱，应将支柱腔内水（或者乳化液）放干净，缸体表面洗净擦干，三用阀进液孔应封堵，以防脏物进入；（4）工作面应有10%左右的备用支柱，整齐竖放在工作面附近安全、无水地点。
2.2支柱使用的注意事项（1）倾角25°以内、采高3m 以下的缓倾斜工作面；（2）倾角25°～45°、采高3m 以下的工作面，采取一定安全措施也可使用；（3）支柱顶盖与顶梁接合严密，不准单爪承载；（4）支柱作点柱使用时，应在顶盖上垫木板，禁止顶盖柱爪直接与顶板接触；（5）采高突然变化超过支柱最大高度时，应及时更换相应规格支柱，不得采取在支柱底
石等临时措施支设；（6）外注式支柱工作液为1%～3%乳部垫木板、
化油和97%～99%的中性水配制的乳化液；（7）不同牌号的油不准混用；（8）配置乳化液的水，每半年检验一次硬度、pH 值和杂质，超过规定的要经过处理，合格后方可使用；（9）乳化液泵额定压力应为20MPa ，额定流量为80～100L/min；（10）新下井支柱或长期未使用的
排净腔内空气后方可支设；（支柱，第一次使用时应先升降1～2次，
11）外注式支柱支设前，必须用注液枪冲洗注油阀体，防止煤粉等污物进入支柱内腔；（12）外注式支柱接顶后，继续供液4～5s 再切断液源，以保证初撑力；（13）中厚煤层和急倾斜煤层工作面人行道两侧支柱应采取安全措施如采用联结器或拴绳等，防止失效支柱倒柱伤人。
2.3怎样支设支柱支柱使用时，应先升、降柱一次或二次，以排除缸体内空气。（1）支柱应垂直于顶、底板支设，并有一定的“迎山”角，使支柱处于垂直受力状态，不易推倒；（2）将支柱卸载阀朝向煤壁一侧，成一定角度，以保证撤柱安全，防止采煤机碰撞卸载装置；（3）支柱与工作面运输机械应有适当的距离，以免采煤机撞倒支柱或撞坏油缸、手把阀体和三用阀；（4）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，保证支柱具有足够的初撑力。
3推广单体支柱
使用单体液压支柱有几个优点：安全、方便、环保。一根木支柱所支撑的最大压力大约在3-4t ，而液压支柱所支撑的压力按不同缸径分：φ100所支撑的最大压力为15.7t 、φ80所支撑的最大压力为10t 、φ63所支撑的最大压力为6.7t. 在安全上是提高了。液压支柱可以靠三用阀的安全阀来自动调节压力，它会随着顶板压力的增大而支撑力度不变的情况下适当下降高度，使之有效的控制顶板，所有比起木支柱来，不会因为顶板压力增大而一直更换被压坏的木支柱（只能被适应顶板高度）。在环保上也是符合科学发展观的，液压支柱可以重复使用，最后还可以回收；而木支柱是属于消耗型物质，不可以重复使用。
作者简介：潘国武（1957，8-），男，福建省莆田市人，现职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：矿山机电研究。
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