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【摘要】本文主要阐述了单体液压支柱的类型及外注式单体液压支柱的优点、DZ型外注式单体液压支柱的结构与技术、单体液压支柱的操作和维修管理措施等技术问题。
【关键词】煤矿；单体液压支柱；管理措施
单体液压支柱即单柱，在其结构上与液压支架有所不同。它与金属铰接顶梁配套，在普采工作面支护使用；也可在综采工作面局部区域，如端头或临时支护等使用。单柱设有推移装置、整体底座和顶梁，而柱体本身的结构比液压支架上的支柱复杂。单柱也是恒阻工作式的支柱。单体液压支柱适合在倾角不大于25°的水平或缓倾斜煤层，在采用了安全措施后，也能在25°—35°之间的煤层中使用，要求底板不可太软，顶板周期压力明显，直接顶易于垮落的围岩条件，在底板太软、地质条件复杂或分层的工作面使用单柱，要采取相应的安全措施。
1、单体液压支柱的类型及外注式单体液压支柱的优点
按其供油方式的不同单体液压支柱可划分为内注式和外注式。前者靠柱内的手摇泵得到压力，使工作液贮存于柱内循环使用；后者用液压枪把泵站输来的高压液体注入单柱。具有如下特点：升柱速度快，通常为60mm/S~80mm/S，比前者快4倍以上；初撑力大，稳定性较高。外注式支柱初撑力由泵站压力和油缸内径决定，人为因素的影响不大；结构简单、零部件不多，故障判断简单，方便维修；体重轻，在同种规格的支柱中，外注式比内注式轻3~5kg，能减轻员工的劳动强度；制造成本不高，价格不高。所以，外注式单体液压支柱在煤矿生产中使用。
2、DZ型外注式单体液压支柱的结构与技术
其结构比内注式单体液压支柱简单，其结构如图1所示，它由顶盖、活柱体、三用阀、手把体、油缸、活塞、限位装置、复位弹簧和底座等部件组成。
（1）三用阀。三用阀是外注式单柱的心脏，其结构如图2319所示，它由单向阀、卸载阀和安全阀三部分组成单向阀供单柱注液用，卸载阀供单柱卸载回柱用，安全阀保证单柱具有恒阻特性。DZ型外注式单柱采用NDZ型内注式单柱相同的安全阀、卸载阀及相同结构的单向阀。所不同的是外注式单柱的三个阀组装在一起，方便在井下更换和维修。在使用时用左右阀筒上的螺纹把三用阀连接组装在支柱柱头上，依靠阀筒上的Y 型密封圈与柱头密封。
（2）限位装置。内注式单柱靠活柱内腔贮存油量限制活柱的行程，保证油缸与活柱具有相当的重合长度，避免活柱拔出。外注式單柱靠活柱上的限位装置限制活柱的行程。限位装置有限位套、限位环、钢丝挡圈和活柱上限位台阶等多种形式。2m以上的DZ型单柱采用活柱上的限位台阶限位；1.5m以下的要采用钢丝圈限位。
升柱时在活柱上的限位装置碰到手把体后，若继续供液，活柱也不再升高，避免活柱超高或自油缸中拔出。限位装置一定要具有相当的强度，在承受初撑力时，限位装置也不可损坏。
（3）复位弹簧。采用复位弹簧回柱，应加速活柱的下降速度。复位弹簧的一头挂在柱头上，另一头挂在底座上。在安装时，要使复位弹簧具有相应的预拉力。因使用复位弹簧复位，DZ型单柱的底座不能像内注式单柱一样焊在油缸上，而采用活接，用钢丝连接在油缸上。
（4）注液枪。注液枪的种类较多，而其结构原理基本相同。其用途是把管路来的高压乳化液供给单柱。注液枪的结构如图所示，它由注液管22、锁紧套23、顶针16、隔离套15、手把17、钢球19、弹簧20和压紧螺钉21等部件组成。
在使用时，把高压胶管用U形片接在注液枪直管上。不注液时泵站来的高压乳化液把单向阀钢球19压在单向阀座18上，关闭单向阀，液体不能通过。升柱时，把注液管22插入三用阀注液嘴上，转动锁紧套23，使它卡在左阀筒相应的槽里，避免注液枪被高压液体推出，再握紧手把17，使顶针16向右移动顶开钢球19，打开单向阀，胶管中的高压乳化液就经单向阀、注液管进入支柱。在支柱实现额定初撑力后，松开手把17，单向阀钢球19在液体压力和弹簧20的作用下复位，关闭单向阀，停止向支柱供液。通常工作面每隔9~10m装备一支注液枪，支完一根支柱，要拔下注液枪再支设另一根支柱。注液枪在不使用时，要用挂钩24把注液枪挂在支柱手把上，或不从支柱上拔下，以保持它的清洁。
3、单体液压支柱的操作和维修管理措施
单体液压支柱的工作性能决定了它得到广泛应用。但是，要始终保持它的良好工作性能，在其使用操作、维修过程中，要采取科学有效的管理措施。
3.1使用前的管理措施
对拟使用单体液压支柱的工作面，应按工作面的地质条件及必要的监测结果科学选型。要按工作面的作业形式编制支护方案、技术措施，并报主管部门批准后实施；按工作面建立台账，一般包括支柱的下井日期、数量、型号、折损量、维修时间及根次、支柱性能测定数据等；支柱在下井前要逐根检验，合格者才可下井。在支柱运输过程中应注意保护，避免与其他硬物撞、砸、压而导致意外机械损伤；对操作者上岗前必须培训合格。
3.2操作中的管理措施。
（1）单体液压支柱的使用，不可与不同性质、规格的支柱混合。同一类型、规格的支柱，在操作时要使其工作性能一致，升柱时必须保证每根柱子均达到其初撑力。这是顶板管理的关键。（2）根据支柱规程操作，保证架设质量。柱距、排距要均匀，横要成排，竖要成行。支柱必须垂直于顶、底板支设，要有迎山角并角度要合适。（3）工作面立柱和铰接顶梁必须编号管理，对号入排；要采取分段承包架设和管理。机械化工作面一般不准爆破。（4）在支柱注液时，应注意三用阀注液口处清洁与否，要先冲洗，后注液。
3.3维修管理措施
完善维修管理制度。在井下支护中，应注意单体液压支柱的损坏状况，在支柱发生自动卸载降柱、卸载阀失效、支柱表面机械变形明显，机械发生擦伤影响作业时，必须及时升井进行维修。支柱在矿井下连续使用半年以后或一个工作面采完后，要升井检修。检修后的支柱要进行测试，主要有操作试验、承载试验、高（低）压密封试验等内容。
【关键词】煤矿；单体液压支柱；管理措施
单体液压支柱即单柱，在其结构上与液压支架有所不同。它与金属铰接顶梁配套，在普采工作面支护使用；也可在综采工作面局部区域，如端头或临时支护等使用。单柱设有推移装置、整体底座和顶梁，而柱体本身的结构比液压支架上的支柱复杂。单柱也是恒阻工作式的支柱。单体液压支柱适合在倾角不大于25°的水平或缓倾斜煤层，在采用了安全措施后，也能在25°—35°之间的煤层中使用，要求底板不可太软，顶板周期压力明显，直接顶易于垮落的围岩条件，在底板太软、地质条件复杂或分层的工作面使用单柱，要采取相应的安全措施。
1、单体液压支柱的类型及外注式单体液压支柱的优点
按其供油方式的不同单体液压支柱可划分为内注式和外注式。前者靠柱内的手摇泵得到压力，使工作液贮存于柱内循环使用；后者用液压枪把泵站输来的高压液体注入单柱。具有如下特点：升柱速度快，通常为60mm/S~80mm/S，比前者快4倍以上；初撑力大，稳定性较高。外注式支柱初撑力由泵站压力和油缸内径决定，人为因素的影响不大；结构简单、零部件不多，故障判断简单，方便维修；体重轻，在同种规格的支柱中，外注式比内注式轻3~5kg，能减轻员工的劳动强度；制造成本不高，价格不高。所以，外注式单体液压支柱在煤矿生产中使用。
2、DZ型外注式单体液压支柱的结构与技术
其结构比内注式单体液压支柱简单，其结构如图1所示，它由顶盖、活柱体、三用阀、手把体、油缸、活塞、限位装置、复位弹簧和底座等部件组成。
（1）三用阀。三用阀是外注式单柱的心脏，其结构如图2319所示，它由单向阀、卸载阀和安全阀三部分组成单向阀供单柱注液用，卸载阀供单柱卸载回柱用，安全阀保证单柱具有恒阻特性。DZ型外注式单柱采用NDZ型内注式单柱相同的安全阀、卸载阀及相同结构的单向阀。所不同的是外注式单柱的三个阀组装在一起，方便在井下更换和维修。在使用时用左右阀筒上的螺纹把三用阀连接组装在支柱柱头上，依靠阀筒上的Y 型密封圈与柱头密封。
（2）限位装置。内注式单柱靠活柱内腔贮存油量限制活柱的行程，保证油缸与活柱具有相当的重合长度，避免活柱拔出。外注式單柱靠活柱上的限位装置限制活柱的行程。限位装置有限位套、限位环、钢丝挡圈和活柱上限位台阶等多种形式。2m以上的DZ型单柱采用活柱上的限位台阶限位；1.5m以下的要采用钢丝圈限位。
升柱时在活柱上的限位装置碰到手把体后，若继续供液，活柱也不再升高，避免活柱超高或自油缸中拔出。限位装置一定要具有相当的强度，在承受初撑力时，限位装置也不可损坏。
（3）复位弹簧。采用复位弹簧回柱，应加速活柱的下降速度。复位弹簧的一头挂在柱头上，另一头挂在底座上。在安装时，要使复位弹簧具有相应的预拉力。因使用复位弹簧复位，DZ型单柱的底座不能像内注式单柱一样焊在油缸上，而采用活接，用钢丝连接在油缸上。
（4）注液枪。注液枪的种类较多，而其结构原理基本相同。其用途是把管路来的高压乳化液供给单柱。注液枪的结构如图所示，它由注液管22、锁紧套23、顶针16、隔离套15、手把17、钢球19、弹簧20和压紧螺钉21等部件组成。
在使用时，把高压胶管用U形片接在注液枪直管上。不注液时泵站来的高压乳化液把单向阀钢球19压在单向阀座18上，关闭单向阀，液体不能通过。升柱时，把注液管22插入三用阀注液嘴上，转动锁紧套23，使它卡在左阀筒相应的槽里，避免注液枪被高压液体推出，再握紧手把17，使顶针16向右移动顶开钢球19，打开单向阀，胶管中的高压乳化液就经单向阀、注液管进入支柱。在支柱实现额定初撑力后，松开手把17，单向阀钢球19在液体压力和弹簧20的作用下复位，关闭单向阀，停止向支柱供液。通常工作面每隔9~10m装备一支注液枪，支完一根支柱，要拔下注液枪再支设另一根支柱。注液枪在不使用时，要用挂钩24把注液枪挂在支柱手把上，或不从支柱上拔下，以保持它的清洁。
3、单体液压支柱的操作和维修管理措施
单体液压支柱的工作性能决定了它得到广泛应用。但是，要始终保持它的良好工作性能，在其使用操作、维修过程中，要采取科学有效的管理措施。
3.1使用前的管理措施
对拟使用单体液压支柱的工作面，应按工作面的地质条件及必要的监测结果科学选型。要按工作面的作业形式编制支护方案、技术措施，并报主管部门批准后实施；按工作面建立台账，一般包括支柱的下井日期、数量、型号、折损量、维修时间及根次、支柱性能测定数据等；支柱在下井前要逐根检验，合格者才可下井。在支柱运输过程中应注意保护，避免与其他硬物撞、砸、压而导致意外机械损伤；对操作者上岗前必须培训合格。
3.2操作中的管理措施。
（1）单体液压支柱的使用，不可与不同性质、规格的支柱混合。同一类型、规格的支柱，在操作时要使其工作性能一致，升柱时必须保证每根柱子均达到其初撑力。这是顶板管理的关键。（2）根据支柱规程操作，保证架设质量。柱距、排距要均匀，横要成排，竖要成行。支柱必须垂直于顶、底板支设，要有迎山角并角度要合适。（3）工作面立柱和铰接顶梁必须编号管理，对号入排；要采取分段承包架设和管理。机械化工作面一般不准爆破。（4）在支柱注液时，应注意三用阀注液口处清洁与否，要先冲洗，后注液。
3.3维修管理措施
完善维修管理制度。在井下支护中，应注意单体液压支柱的损坏状况，在支柱发生自动卸载降柱、卸载阀失效、支柱表面机械变形明显，机械发生擦伤影响作业时，必须及时升井进行维修。支柱在矿井下连续使用半年以后或一个工作面采完后，要升井检修。检修后的支柱要进行测试，主要有操作试验、承载试验、高（低）压密封试验等内容。