综采工作面液压系统整体优化研究及应用

【前言】综采工作面液压系统整体优化研究及应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1 综采工作面液压系统的应用 综采工作面液压系统整体优化研究及应用是一项优化工作面用水及乳化液质量的创新，开展此项工作的主要目的，是为了提供更好的工作面用水，净化乳化液并实现乳化液自动配比，使综采工作面液压系统整体优化，防止工作面电液控制系统瘫痪，并...

摘 要：针对传统乳化液净化不彻底，并直接采用工作面用水的几个重大危害，该文对综采工作面液压系统的特点及整体优化性能进行研究，既对乳化液进行净化，又对配比用水进行软化等方面进行整体研究，并对其带来的综合经济效益进行了分析。

关键词：乳化液 自动配比 净化油装置 综采工作面液压系统 矿井

中图分类号：TD823.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0120-01

乳化液是乳化油与水按一定比例配制而成，主要用于煤矿液压支架的液压液、液压电控系统的传动介质、液压系统（液压水压机、液压机床）传动液。如果直接采用工作面矿井水，乳化液循环使用过程中不经过净化，极易造成电液控制系统瘫痪，并会对电液控制系统造成如下几方面严重损害：

（1）工作面配液水及乳化液中含有的杂质会随配液进入支架系统，在循环过程中会磨损各种密封件，同时造成电液控制阀件堵塞，从而影响生产。（2）配液水的高硬度（1907.10 mg/L）是冷却水发生水垢（碳酸盐）附着的主要成分，同时Ca2+、Mg2+与配液中的有效物质结合产生油皂等析出物，堵塞电液控制阀件，严重时会造成爆管；同时会使配液中有效物质减少而降低传动介质的防锈、防腐、等特性，使系统受损；（3）配液水中SO42-和CL-含量严重超标，将诱发支架缸体、推移千斤顶和各种阀件的锈蚀及镀层脱落等现象。（4）传统乳化液泵站只包括乳化液箱与几台泵组，乳化液泵组直接起停，长期在工频状态下运行，浪费了大量的电能，机械磨损、机械冲击较大，工作面的实际用液量远远小于泵组的供液量，泵组大多数时间均在做无用功。

1 综采工作面液压系统的应用

综采工作面液压系统整体优化研究及应用是一项优化工作面用水及乳化液质量的创新，开展此项工作的主要目的，是为了提供更好的工作面用水，净化乳化液并实现乳化液自动配比，使综采工作面液压系统整体优化，防止工作面电液控制系统瘫痪，并造成支架缸体、推移千斤顶和各种阀件的锈蚀及镀层脱落等。既优化工作面用水质量，又净化乳化液质量，从源头上解决液压系统杂质，实现乳化液自动配比功能，并对回液系统中乳化液进行净化，使得综采工作面液压系统整体优化形成良性循环。集中处理乳化液中铁锈等杂质，对液压支架回液中的乳化液进行过滤，并对乳化液进行自动配比。

2 综采工作面液压系统的特点

（1）管理简单：不要求使用者具备专业知识，真正属于“全自动”；（2）自动配比，持续净化：（3）流量控制：确保了运行的经济、可靠；（4）维护简单：故障率极低。

3 综采工作面液压系统整体优化研究

3.1 优化方案

综采工作面液压系统整体优化研究及应用，主要从四个方面进行优化：（1）优化配液用水；（2）净化乳化液；（3）乳化液自动配比，（4）回液系统杂质净化。通过对液压系统进液、回液中杂质净化，及乳化液自动配比，使综采工作面液压系统整体优化。考虑优化供水及供液系统方案，首先从工作面供水入口和乳化液配比的源头进行方案的优化，并对液压支架回液系统中的杂质过滤清除方案进行优化，保证清水的水质达到乳化液配比的使用要求，使整个乳化液系统内的铁锈等杂质大量降低，力争整个液压系统在各个环节和循环中达到时时净化和清除。

3.2 优化处理

3.2.1 水处理原理

（1）阻止管道内水垢沉积―― 减小摩擦损失和降低抽水费用；（2）避免传动带系统喷杆堵塞；（3）阻止电磁阀上水垢沉积―― 使其不再堵塞或阻塞；（4）阻止泵内水垢沉积―― 不再发生泵失效的情况；（5）阻止电机冷却罩内和冷却塔内水垢沉积。

3.2.2 乳化液净化原理

通过OPT净油装置对乳化液箱内乳化液中铁锈等杂质进行净化，OPT净油装置既不受乳化液等液体的腐蚀，又能净化乳化液中杂质，保证进液系统乳化液的纯净度。

3.2.3 乳化液自动配比

采用先进的在线监控系统和变频技术，实现了真正意义上的乳化液自动配比，乳化液浓度自动在线修正、显示，配比精确可靠。矿用变频器能够根据系统压力和工作面用液量控制乳化泵恒压供液，节能效果显著。诸多保护和功能极大提高了设备的可靠性，如系统爆管停机保护、乳化液泵组吸空保护、安全泄压保护、系统压力自动补偿功能、泵组待机监控功能等。对泵组温度、蓄能器压力的自动检测与智能控制，消除了设备实用中的安全死区。解决了变频器在密封条件下散热的技术难题。

3.2.4 反冲洗过滤

通过反冲洗过滤站对液压支架回液系统中铁锈等杂质进行净化，保证回液系统中乳化液的纯净度。进液回液都安装了高压反冲洗智能过滤装置，过滤精度达到20 um，能够将支架等设备内液压系统含带的铁屑等杂质过滤，并且能将设备运行状况及参数通过系统数据反馈到集控台，使操作人员及时观察运行状况并提出相应的预警。

3.3 经济效益

经过变频控制装置驱动泵组实现恒压供液控制，根据工作面用液量需要多少供给多少，安全可靠响应速度快，极大减少了泵组的无用功损耗。跟传统泵站比较，经现场记录数据计算节约电能至少40%以上。以400泵站为例，泵组配套250kw电机，则每小时至少节电100度，若每天工作20 h，则每天节电2000度。按每年工作300天算，则每套泵站每年至少节电60万度，每度电按0.5元计算，按2套设备计算，每年节约电费 F1=60*0.5*2=60万元。

泵组进行变频控制后，泵组实现软起软停，长期在400～600转每分钟状态运行。减少了泵组的磨损和冲击，使乳化液泵组平均使用寿命至少提高2倍。每套泵组按107万元计算，可节省费用F2=（107*0.95/6）*2*2=67万元。这样做，既可以优化工作面用水质量，又净化乳化液质量，从源头上解决液压系统杂质，实现乳化液自动配比功能，并对回液系统中乳化液进行净化，使得综采工作面液压系统整体优化形成良性循环，乳化液温度也得到有效控制，能够时刻保证乳化液使用浓度的准确值，避免了人工配液不准确的各种不确定因素，有效减轻了液压支架的锈蚀，因此高液压密封部位密封圈也很少损坏，有效降低系统的串漏现象，紧急停机维修设备影响生产的情况不再出现，至少延长支架使用寿命2至4年。每套支架按15000万元，2套设备按延长支架寿命2年计算，可节省费用F3=（15000*0.95/6） *2*2=9500万元。综上所述，整体可节约费用可达F=F1+F2+F3=9627万元，经济效益可观。

4 结语

对综采工作面液压系统整体方案中的各个环节如进液、配比、循环、过滤、回收等环节进行一系列全方位的优化，对工作面清水水质指标的提高提供了可靠的保证，同时提高了乳化配比的精确度，保证工作面液压系统，防止工作面电液控制系统瘫痪，并造成支架缸体、推移千斤顶和各种阀件的锈蚀及镀层脱落等，延迟设备寿命。

参考文献

[1] 张立荣.某煤矿中厚煤层液压支架设计选型[J].煤矿机械，2012（5）.

[2] 陈贵，常聚才.朱仙庄矿.煤综采液压支架选型分析[J].煤矿机械，2011（4）.

[3] 周青松.浅谈液压支架初撑力[J].科技资讯，2011（25）.