李寿昌 1 ， 王位辉 2 ， 张朝祥 3
（1. 云南能源职业技术学院， 云南 曲靖 655001； 2. 恒鼎实业有限公司 盘鑫选煤厂， 贵州 六盘水 553523； 3. 东源煤化集团 恩洪煤矿选煤厂， 云南 曲靖 655005）
摘 要： 外注式单体液压支柱的活柱、缸体、复位弹簧、活塞、底座等可图解为一个单作用单活 塞杆式推力液压缸；三用阀由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成，单向阀可图解为一个普通单向阀， 安全阀可图解为一个直动式溢流阀，卸载阀可图解为一个手动控制式顺序阀。 外注式单体液压支柱 的配套元件—注液枪，可图解为一个手动控制式单向阀。 外注式单体液压支柱的工作原理分升柱初 撑、承载溢流、卸载降柱 3 个工作过程，其工作原理可图解为一个简单的液压系统工作原理图。
关键词： 外注式单体液压支柱； 液压图形符号； 工作原理图
0 前言
外注式单体液压支柱是 井下工作面 使用较为 普遍的一种液压支护设备。 外注式单体液压支柱得 以广泛使用，是因为它具有体积小，适应性强，支护 可靠，初期投资少，使用与维修都很方便等优点。 既 可用于普通机械化采煤工作面的顶板支护，又可用 于综采工作面的端头支护以及工作面各易 冒落处 的临时支护。
外注式单体液压支柱不仅应用广泛，而且对煤 矿井下生产具有举足轻重的作用，如何学好、用好 外注式单体液压支柱，是从事教学、煤矿生产等单 位有关人员的一项重要研究课题。
1 用液压图形符号图解外注式单体液压支柱的结构
外注式单体液压支柱结构如图 1（a），主要由顶 盖 、三用阀 、活柱、缸体、复位弹簧、活塞、底座等组 成。
图 1 中，活柱 2、缸体5、复位弹簧 6、活塞 7、底 座 8 等可图解为一个单作用单活塞杆式推力液压 缸，其液压图形符号如图 1（b）。 （a）结构图 （b）液压图形符号图
图 1 外注式单体液压支柱
1. 顶盖 2. 活柱 3. 注液枪 4. 泵活接高压管 5. 缸体 6. 复位弹簧 7. 活塞 8. 底座 9. 手把 10. 三用阀
外注式单体液压支柱三用阀结构如图 2 所示， 由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成，分别承担支 柱的注液升柱、承载溢流和卸载降柱功能，故称三 用阀。 单向阀由钢球 3、小弹簧、尼龙阀座和注液阀 体 2 等组成，可图解为一个普通单向阀。 安全阀为 平面密封式，由安全阀套 7、安全阀针 8、安全阀垫 9、阀座 16、导向套 10、安全阀弹簧 11 等组成，因安 全阀套作阀体用、安全阀针 作阀芯用、安全阀弹簧作控制元件用，可图解为一个直动式溢流阀，该阀 起限压安全保护功能，常称安全阀。 卸载阀主要由 安全阀套、连接螺杆 6、注液阀体、卸载阀垫 4、卸载 弹簧 5 等组成。 卸载时，扳动卸载手把，安全阀套右 移，压缩卸载弹簧，使卸载阀垫与右阀体 1 内的台 阶脱开，活柱内的高压液体从此间隙中排出，支柱 下降。 安全阀套、连接螺杆、注液阀体等作卸载阀的 阀芯用，卸载手把、卸载弹簧作卸载阀的控制元件 用，左阀体 13、右阀体作卸载阀的阀体用，故卸载阀 可图解为一个手动控制式顺序阀。
图 2 三用阀结构图
1. 右阀体 2. 注液阀体 3. 钢球 4. 卸载阀垫 5. 卸载弹簧 6. 连接 螺杆 7. 安全阀套 8. 安全阀针 9. 安全阀垫 10. 导向套 11. 安全 阀弹簧 12. 调压螺钉 13. 左阀体 14. 卸载手把安装孔 15. 过滤网 16. 阀座
单向阀、安全阀、卸载阀的液压图形符号如图 3 所示。
图 3 三用阀图形符号图
1. 手动控制式顺序阀（卸载阀） 2. 普通单向阀（单向阀） 3. 直动式 溢流阀（安全阀）
注液枪是外注式单体液压支柱的配套元件，其 结构如图 4（a）所示，由注液管 1、枪体 3、 手把 10、 顶杆 12、阀芯 7、单向阀复位弹簧 6 等组成。 手把、 顶杆、 单向阀复位弹簧作单向阀的控制元件用，枪 体 3 作单向阀的阀体用，故注液枪可图解为一个手 动控制式单向阀，其液压图形符号如图 4（b）所示。
（a）注液枪结构 （b）注液枪液压图形符号
图 4 注液枪
1. 注液管 2. 锁紧套 3. 枪体 4. 挂钩 5. 螺钉 6. 单向阀复位弹簧 7. 阀芯 8. 阀座 9. 密封圈和防挤圈 10. 手把 11. 隔离套 12. 顶杆
2 外注式单体液压支柱的液压工作原理图
外 注 式 单 体 液 压 支 柱 的 液 压 工 作 原 理 如 图 5 所示。 外注式单体液压支柱的工作原理 分升柱初 撑、承载溢流、卸载降柱 3 个工作过程。
图 5 外注式单体液压支柱的液压工作原理图
1. 单作用单活塞杆式推力液压缸（支柱） 2. 手动控制式顺序阀（卸载 阀） 3. 手动控制式单向阀（注液枪） 4. 普通单向阀（单向阀） 5. 直 动式溢流阀（安全阀）
（1）升柱初撑 操作注液枪 3 手把，从乳化液泵站来的高压液 体经注液枪和三用阀中的单向阀 4 进入 支柱 1 下 腔，活柱升起。 当支柱撑紧顶板不再升高时，松开注 液枪手把，拔出注液枪。 这时支柱内腔的压力为泵 站压力，支柱给予顶板的支撑力为初撑力。
（2）承载溢流 当顶板压力超过三用阀 中安全阀 5 限 定的工 作阻力时，安全阀打开，液体外溢，支柱内腔压力随 之降低，支柱下缩。 当支柱所受载荷低于额定工作 阻力时，安全阀关闭，腔内液体停止外溢。 上述现象 在支柱支护过程中重复出现。 因此，支柱的载荷始 终保持在额定工作阻力左右。
（3）卸载降柱 扳动手动控制式顺序阀 （卸载阀）2 的卸载手 把，打开卸载阀，柱内的工作液体排出柱外，活柱在 自重和复位弹簧的作用下缩回， 完成卸 载降柱过 程。
参考文献：
［1］舒斯洁，吴义顺，李寿昌. 矿山机械［M］. 徐州：中国矿业大学出版 社，2009.
［2］马新民. 矿山机械［M］. 徐州：中国矿业大学出版社，1999.
作者简介： 李寿昌（1967- ）， 云南曲靖人，云南能源职业 技 术 学院，工学学士，高校讲师，研究方向为矿山机械教学与教研工作， 电话：0874-6110532，电子信箱：ynqjlsc@sina.com.
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乾坤矿山的便携式螺旋支柱介绍
【联 系 人】：苏女士
【联系电话】：18075188209
乾坤矿山的便携式螺旋支柱是一款矿井临时支护设备，是矿井适用的金属单体支柱。
便携式螺旋支柱由五部分组成：上承压板、上支柱、螺杆、下支柱、下承压板。
具有轻便、结构简单、价格实惠、可回收反复使用、可远距离拆除等特点。
上承压板：
尺寸：63型号的为175mm x 175mm;
48型号的为150mm x 150mm
上承压板主要用于增大支柱与顶板的接触面积，从而加大支柱承压重量。四个触角有利于加大支柱在支护时的抓取力度，防止滑动，确保支柱持久支护和稳固。
下承压板：
下承压板尺寸与上承压板尺寸相同：
63型号的为175mm x 175mm;
48型号的为150mm x 150mm
下承压板主要用于增大支柱与底板的接触面积，从而加大支柱承压重量。中心的回环有利于加大支柱下承压板与下支柱的契合，加大在支护时的抓取力度，防止滑动，确保支柱持久支护和稳固。
上支柱：
由无缝钢管制造而成，钢管壁厚4mm。支柱有63和48两种型号，63和48指的是钢管的直径，直径越大，支柱的承重能力越大；直径越小，支柱承压能力越小。
相对于下支柱，上支柱稍长。
下支柱：
由无缝钢管制造而成，钢管壁厚4mm。支柱有63和48两种型号，63和48指的是钢管的直径，直径越大，支柱的承重能力越大；直径越小，支柱承压能力越小。
相对于上支柱，下支柱稍短。
支柱常用的规格型号有：1.5米，1.8米，2.米，2.5米，3米，3.5米。
便携式螺旋支柱的含义：以1.5米为例，金属钢管直径有48和63两款，最高支撑高度为1.5米。该款支柱可支撑1-1.5米范围内的任意高度，其他以此类推。
钢管直径越大，支柱承重越大，可支撑高度越高；支柱高度越高，支柱承重越小。
螺杆：
支柱的螺杆由螺纹钢特制而成。
特制螺杆，尺寸为80厘米，安装在支柱上以后主要用来保证支护的升缩，一般升缩在50厘米之间。我们确认的型号为拉升后可支撑的高度，比喻63-3.5.就是这根支柱最高可支撑3.5米的高度，最低可支撑3米的高度，之间可以拧动螺杆拉升，可以支撑3-3.5米之间的任意高度。
在螺杆的中间有4个齿状设计，主要是方便员工使用时升缩方便。
乾坤矿山的这款便携式螺旋支柱，参数经过多次试验和客户使用数据验证的，正是因为这个原因，乾坤矿山的这款支柱不能超高度超承载能力使用，超高和超载使用将影响支柱的稳定性，甚至发生安全事故；也正因为这个原因，本着客户至以上，一切从客户的利益出发的原则，乾坤矿山不提供定制和特殊规格的制作。为此，很多客户不理解，指责我们不满足客户需求。
其实，这款支柱自从研发十年来，我们的客户遍布全国各地，得到了客户的一致好评，虽然我们拒绝过不少的客户，但十年来，我们从没有因为质量和使用问题接到客户投诉，是一款轻便、简单、实用、实惠的好产品。
便携式螺旋支柱适用范围：
1、所有采场风爆工、出渣工、支护工作业时；
2、顶板破碎、倒三角节理发育、岩石不稳固的掘进工程作业时；
3、巷道破碎进行永久支护前。
便携式螺旋支柱使用方法和要求：
1、作业人员经过通风 、洒水、处理完松石后方可进行螺旋支柱支护；对上盘不稳固的采场要用锚杆和螺旋支柱结合支护。
2、支护时首先要根据矿体倾角或岩石破碎情况选择好支柱使用地点，在支柱的上下端均垫加长度适宜的木板，沿进入作业面的方向向前逐根支护，调整支柱顶住顶底板，用套管将丝杠拧紧确认无误后，方可进行作业。对当场用两根撬棍也无法撬下、需动炮处理的松石，对顶板破碎及上下盘围岩滑帮比较明显的采场，对上部有采空区的地点，必须进行加密支护。
3、便携式螺旋支柱支护时必须根据作业面的采幅宽度和顶板压力来确定使用支柱的数量，每个矿房不少于15根螺旋支柱。2米以上采幅采用双排支柱支护，1.5米以下的采幅采用单排支护，但不论是单排还是双排支柱支护，顶部都必须加承压板、木板等护住顶板，以加大接触面积。
4、便携式螺旋支柱不能超高度超承载能力使用（具体要求见附表），超高和超载使用将影响支柱的稳定性，甚至发生安全事故。
5、作业过程中，作业人员要经常检查丝杠松紧和顶板变化情况，及时将支柱拧紧，确保作业安全。
6、风爆工装药结束后，要按顺序由前向后依次拆卸支柱并清点数量；拆卸支柱时要及时观察顶板变化情况，发现异常立即停止拆卸，迅速撤离。
7、出渣工和支护工作业完毕后，须对丝杠重新紧固确认无误方可离开作业现场。撤下来的支柱须将螺母调至最低点，将丝杠置于套管内进行防护。
便携式螺旋支柱使用规定
1、无论作业现场的岩石结构是否存在危险，出渣工、风爆工在进行采矿或掘进作业时必须使用、支护工在顺路支护时必须使用、使用时必须按照上述方法规范支护。
2、把螺旋支柱的使用作为作业现场安全确认的重要内容，带班长或跟班领导必须在确认卡上填写支柱使用情况。
3、螺旋支柱要作为工具进行管理，要及时涂油防锈。使用时必须轻拿轻放，不得随意乱扔。
4、支柱外表出现损伤（如开裂、压扁、明显弯曲等）不能继续使用。
【联 系 人】：苏女士
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