液压支架用高含水液压液的分析与应用

【前言】液压支架用高含水液压液的分析与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。根据煤炭工业标准液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液MT76-2011标准规定，水质总体要求：水质外观无色、无异味、无悬浮物和机械杂质，pH值范围为6-9，水中氯离子含量浓度不超过200mg/L，水质硬度和硫酸根离子含量不大于所选用型号产品所对应的硬度和硫酸...

摘 要：文章主要分析液压支架液压用高含水液压液，从其配制水质要求、原液选型及高含水液压液试验对比分析，液压支架用高含水液压液运行维护等方面分析，提升液压支架液压系统可靠性。

关键词：液压支架；高含水液压液；水质；原液

引言

作为综采工作面关键采矿设备之一，液压支架安全稳定可靠运行直接决定着综采工作面均衡生产计划的执行。现代电液控制液压支架是典型的机电液一体化产品，根据相关资料统计分析，在恶劣的矿井生产环境下，电液控制液压支架故障主要分为三大类：一类为液压系统故障；二类为机械结构故障，三类为电气控制故障，其中液压类故障占比76%以上。而液压故障典型形式主要表现为严重漏液、缸体腐蚀、阻力大、阀芯、滤芯堵塞、流量小等，典型如图1、图2，导致油缸胶粘腐蚀严重。从神东矿区、淮南矿区等相关资料分析来看，其中液压支架所用高含水液压液不正确选用与维护不当是液压故障的关键因素。文章主要分析影响液压支架液压故障所用的高含水液压液，从其配制水质、所用原液（乳化油或浓缩液）及配置高含水液压液分析，及液压支架运行维护等方面，从技术和管理工作两方面着手提升液压支架可靠性。

1 水质分析

根据煤炭工业标准液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液MT76-2011标准规定，水质总体要求：水质外观无色、无异味、无悬浮物和机械杂质，pH值范围为6-9，水中氯离子含量浓度不超过200mg/L，水质硬度和硫酸根离子含量不大于所选用型号产品所对应的硬度和硫酸根离子含量。工业用水的水质要求，随着用途不同而异。配制液压支架用乳化液的水质指标主要为：硬度、pH值、硫酸根离子、氯离子、外观、水中机械杂质、悬浮物等，现主要分述如下：

1.1 硬度

水的硬度主要指溶解在水中的钙、镁盐量的多少，水中含钙、镁离子的量越多则水的硬度越大，反之则硬度越小。从理论上讲，水的硬度是指除碱金属以外全部金属离子浓度的总和，但大多数水中的硬度是由钙、镁离子所构成，一般称水中钙、镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等的总含量为总硬度。其中经煮沸后生成沉淀的部分称为暂时硬度，而煮沸后不能除去仍存在于溶液中的钙、镁离子的含量则构成永久硬度。

水质硬度与高含液压液实验相关实验表明，水质硬度越高，所用原液应相就越多，高含水液压液浓度越大才能满足实际使用要求。具体关系见表1。

1.2 PH值

水呈酸性或碱性，取决于水中的氢离子浓度[H+]。常用pH值来表示水酸碱性，在不同的pH值情况下，水中存在的各种弱酸的离解情况也不一样。例如，当pH值低于8时，水中碳酸几乎全部为游离二氧化碳形式存在；当pH值在8～9之间时，主要为重碳酸根离子，此时游离二氧化碳的含量达到最低，直至pH值大于9时，水中不再存在游离二氧化碳，而只有重碳酸根离子。其他如硫化氢（H2S、HS-），磷酸等在不同酸度时，存在的比例也是各不相同的，而硅酸在pH值增大时则会水解。pH值对金属的锈蚀有很大影响，配液水质呈明显的酸性或碱性都会对液压支架高含水液压液造成不利影响。pH

1.3 氯离子及硫酸根离子分析

硫酸根在天然水中普遍存在，在硬水中含量较多，以硫酸钙、镁形式存在，构成水的硬度。硫酸根含量过高，使水的pH值降低，呈酸性水，有侵蚀性。氯根在地下水、地面水中普遍存在。此外，饮用水用漂白粉消毒时也会引入氯根。氯根多以钠、钙、镁盐形式存在于水中，氯化物过高也会使水呈酸性，有侵蚀性。硫酸根离子是一种相对比氯离子对高含水液压液稳定性影响更大的离子，其含量越高，其对金属的防锈防腐影响越大，在高含水液压液循环过程中不断累积、沉淀，在金属表面形成化学腐蚀，并同时与氯离子形成协同效应，进一步造成缸体腐蚀产生铁锈。

1.4 机械杂技

水中的机械杂质及悬浮物也是普遍存在的，特别是在非饮用水中（如矿井水）含量较高。它们的存在对配制液压支架用乳化液是有害的，不仅会堵塞液压系统中的滤网、阀类小孔，而且对乳化液稳定性也有不利的影响。

2 原液分析

液压支架用高含水液压液按原液不同主要分为两种，一类是乳化型高含水液压液，另一类称为溶液型高含水液压液。

2.1 乳化液型

前者用乳化液，一般由矿物油和水、乳化剂、防锈剂、剂等添加剂组成，与95%左右水配成的水包油型乳化液（简称HFAE），乳化液型高含水液压液为油水两相体系，热力学不稳定，抗硬水能力低、易破乳、析皂、析油，现场水质变化较大情况下，如运行监控不到位则存在使用过程中，易析油、析皂、堵塞阀件及支架系统过滤器，有效物易分离，影响其使用性能，如防锈性、性、与密封材料适应性等，会造成设备锈蚀、密封材料损坏等问题，影响正常生产，并且其生物降解性较差，在使用过程中将直接影响矿井水质，产生进一步的环境污染。

2.2 溶液型

后者稀释浓缩液型高含水液压液，其由浓缩液一般由矿物油和水、乳化剂、防锈剂、剂等添加剂组成，与95%（质量比）以上的水配成的溶液型稀释液（简称HFAS），可以在水中溶解，形成溶液型稀释的液态物质。新型合成液压支架用溶液液属于单一相热力学稳定体系，具有优越的性能及对黑色金属防锈和对有色金属防腐蚀性能，其稳定性优越，防锈防腐、性、密封相容性、泡沫抵制性、抗霉菌且安全易降解环保性，适用范围广，很大程度上解决传统乳化液在使用过程中因水质或维护不当造成的析油析皂、堵塞过滤器和先导阀、爆管等一系列顽固性问题，一般来说，浓缩液型高含水液压液更适合于现代电液控制液压以架对液压系统要求。

3 选型对比分析试验

为对比分析上述两类不同技术体系乳化液、溶液性能，通过对某现代化矿区各矿井综采工作面液压支架配液水样30个与分别A乳化液、B浓缩液对比分析实验，在同等条件下，分别做高含水液压液外观、水中分散性、pH值、热稳定性、及振荡稳定性分析试验，其试验结果统计分析如表2所示，其中B浓缩液明示优于A乳化液，通过对比试验结果看出，相对乳化液来说，浓缩液更具稳定性。

4 高含水液压液运行维护分析

液压支架用高含水液压液的运行维护主要在于定时检测浓度监测、pH值监测，更重要的是及时监测所配水质，发现水质有异常应立即采取相应措施，使水质达标，满足现场生产实践需要。从表3可以看出，浓度对高含水液压液的稳定性有重要影响。

5 结束语

在煤矿液压支架用高含水液压液选型使用与运行维护实践中，如何做到科学合理选型，从水质、原液基础分析，从硬度、浓度等运行维护分析，降低液压系统故障率，提高液压支架可靠性，从技术和管理方面，根据矿井现场生产实践科学试验，选择合适型号及浓度高含水液压液满足现场生产实践的需要。

（1）水质是决定液压支架用高含水液压液配液种类及浓度的关键因素，根据水质检测化验结果视情选择原液类型（乳化液或浓缩液）及配制浓度试验分析。

（2）高含水液压液系统的运行维护是非常重要的，定期检测水质、浓度、pH值、细菌含量及电导率，发现异常情况及时并作相应调整。

（3）对于液压支架系统原用高含水液压液型号及浓度是否适用于其它矿井新综采工作面，应根据新工作面水质化验结果慎重决定。

（4）根据对某现代化矿区高含水液压液浓度监测及实际使用情况调查分析，各区队实际使用浓度普遍偏低，极易产生相关液压故障隐患，建议实际使用时适当提高配液浓度为4%-5%，以便更大程度上适应水质变化等实践需要。

参考文献

[1]周久华.神东矿区液压支架用高含水液压液选型分析应用[J].陕西煤炭，2015，1.

[2]刘鲤粽.淮南矿区液压支架配液水质研究及使用建议[J].清净煤技术，2011，7.

[3]马成珠.电液控制系统用液压液的试验分析[J].煤矿开采，2005，10.

[4]赵秀琴.水质硬度对乳化液稳定性的影响[J].煤炭工程师，1994，3.

作者简介：马嘉敏，女，汉族，陕西省神木县人，助理工程师，2007年7月毕业于西安工程大学机械工程及自动化专业专业，大学本科，长期从事油液监测化验工作。