張海朋

(潞安集團(tuán) 蒲縣隰東煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041208)

液壓支架是綜采工作面關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到回采面頂板的控制。液壓支架的電液控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)綜采液壓支架的自動(dòng)化控制，進(jìn)而達(dá)到高效生產(chǎn)的目的。眾多學(xué)者及工程技術(shù)人員對(duì)綜采支架供液系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并取得了豐碩的成果[1-6]。山西某礦采用某國(guó)產(chǎn)液壓支架后可以有效降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少回采面人員數(shù)量。但是隨著設(shè)備服役時(shí)間的增加，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的供液質(zhì)量偏低，沒(méi)有辦法確保電液控制系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，因此，需要對(duì)該供液系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 工程背景

采用的液壓支架的基本參數(shù)為：采用4根立柱進(jìn)行支護(hù)，液壓支架的支撐高度范圍為2.8～6.5 m，支架的有效支護(hù)寬度為1.65～1.85 m，中心支護(hù)寬度為1.75 m，支架的額定工作阻力為1.3×105kN，初撐力在1.01×105kN，設(shè)備的總重量達(dá)到50 t。該設(shè)備的構(gòu)造較為復(fù)雜，對(duì)供液系統(tǒng)的供液質(zhì)量要求比較高。隨著支架的使用，發(fā)現(xiàn)供液系統(tǒng)存在供液質(zhì)量偏低的情況，不能有效滿足支架工作需要。具體表現(xiàn)為：供液系統(tǒng)原先采用的水質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾精度不夠，設(shè)備的粗過(guò)濾器過(guò)濾精度在180 μm，高壓過(guò)濾器的過(guò)濾精度在40 μm。水質(zhì)首先經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾器，再經(jīng)過(guò)高壓過(guò)濾器過(guò)濾之后送達(dá)工作面的液壓支架，但是在供液中仍不斷地有雜質(zhì)解析出來(lái)。原采用的供液系統(tǒng)不能有效保證電液控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此，需要進(jìn)行升級(jí)改造。

2 改造方案

礦井針對(duì)供液系統(tǒng)存在的問(wèn)題，與生產(chǎn)廠家技術(shù)人員溝通之后，確定了具體的改造方案，主要是增加系統(tǒng)過(guò)濾裝置。增加的裝置主要為：粗過(guò)濾裝置、水質(zhì)軟化裝置、精過(guò)濾裝置、高壓反沖洗過(guò)濾裝置等。

3 供液裝置功能分析

3.1 粗過(guò)濾裝置

粗過(guò)濾裝置的主要作用就是對(duì)供液系統(tǒng)中較大的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，進(jìn)而保證進(jìn)入到精過(guò)濾裝置中的水質(zhì)質(zhì)量，防止較大的雜質(zhì)對(duì)高精度過(guò)濾器中的相關(guān)濾芯造成堵篩，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，并結(jié)合供液系統(tǒng)的供液量及高精度過(guò)濾器的要求，決定采用WGGLAJ2000/2.5/60的粗過(guò)濾器。該型號(hào)過(guò)濾器具有過(guò)濾能力強(qiáng)、設(shè)備密封性能好、流量通過(guò)能力大等特點(diǎn)。此外，設(shè)備采用的濾芯清洗后可以重復(fù)使用。在設(shè)備的進(jìn)液以及出液口都有壓力傳感器，從壓力值可以判斷濾芯是否出現(xiàn)堵篩，從而判斷是否需要更換濾芯。

3.2 水質(zhì)軟化裝置

該裝置的主要構(gòu)成有水軟化設(shè)備、減壓閥以及離心泵等。由于供液系統(tǒng)的水來(lái)自地下，地下水中的鈣鎂離子等含量比較高，水質(zhì)較硬，容易出現(xiàn)水垢。原系統(tǒng)就發(fā)生過(guò)由于水垢而造成系統(tǒng)供液故障的情況，故需要對(duì)水質(zhì)較硬的地下水進(jìn)行軟化。從粗過(guò)濾裝置中排出的水壓力通?？梢赃_(dá)到1.4 MPa以上，不利于水質(zhì)的軟化，因此采用減壓閥將水的壓力降低至0.3 MPa左右，軟水裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足對(duì)水質(zhì)軟化的需要。供液系統(tǒng)軟化后的水通過(guò)水箱傳輸?shù)饺榛罕帽孟鋾r(shí)需要一定的壓力使乳化液的泵箱自動(dòng)配比裝置能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，采用離心泵對(duì)泵箱上自動(dòng)配比裝置運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。

3.3 精過(guò)濾裝置

從粗過(guò)濾裝置以及水質(zhì)軟化裝置之后出來(lái)的水中仍含有顆粒較小的雜質(zhì)，若直接傳送到乳化液泵站的進(jìn)液箱中很容易增加過(guò)濾壓力，進(jìn)而造成過(guò)濾篩芯堵篩。乳化液泵站的過(guò)濾篩芯價(jià)格較為昂貴，設(shè)備更換起來(lái)也需要大量的時(shí)間。因此，改造方案中主要增加了精過(guò)濾裝置來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，提高了液體的純凈度，大大降低過(guò)濾篩芯承受到的工作負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)濾篩芯的保護(hù)。精過(guò)濾裝置中采用的濾芯價(jià)格較為低廉，同時(shí)清洗之后可以重復(fù)使用，設(shè)備的安裝維護(hù)工作也十分便捷。

3.4 高壓反沖洗過(guò)濾裝置

經(jīng)過(guò)乳化液泵站加壓并經(jīng)過(guò)乳化液泵站自身的過(guò)濾裝置過(guò)濾之后的濃縮液若直接注入到回采工作面液壓支架內(nèi)，就往往會(huì)因?yàn)樘嵋褐泻须s質(zhì)而造成供液質(zhì)量偏低。在系統(tǒng)中安設(shè)1套型號(hào)為ZGLZ-2000III的高壓反沖洗過(guò)濾裝置可以保證供液質(zhì)量。設(shè)備的主要優(yōu)勢(shì)在于，其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)對(duì)供液系統(tǒng)的壓力流量造成影響，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)乳化液泵站輸出的濃縮液的高精度過(guò)濾。

現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)踐結(jié)果表明，安裝該裝置之后，供液系統(tǒng)提供的乳化液純凈度得到較高的提升，供液系統(tǒng)的整體可靠性大大提高。同時(shí)由于設(shè)備具有較大能力的清洗功能，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)達(dá)到自動(dòng)反沖洗，同時(shí)還可以排除反沖洗過(guò)程中濾芯積累的雜質(zhì)，提升了高壓反沖洗過(guò)濾裝置的耐久度和工作效率。

4 改造效果分析

針對(duì)礦井采用的液壓支架供液系統(tǒng)進(jìn)行全方位的改造之后，在礦井正在回采的61203回采工作面進(jìn)行了應(yīng)用?；夭晒ぷ髅骈_(kāi)采的12號(hào)煤層厚度為4.5 m，采煤機(jī)一次采全高?；夭善陂g由于頂板較為堅(jiān)硬，來(lái)壓較為明顯。采用改造的供液系統(tǒng)之后，液壓支架在工作面的來(lái)壓期間或者是正?；夭善陂g均未出現(xiàn)由于供液質(zhì)量不高而導(dǎo)致的設(shè)備損壞、支架支撐強(qiáng)度不夠或者動(dòng)作響應(yīng)緩慢等情況。表明采用的綜采面液壓支架供液系統(tǒng)改造方式是切實(shí)可行的，改成后的供液系統(tǒng)能保證液壓支架的高效工作。

5 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)礦井液壓支架供液過(guò)程中供液質(zhì)量不高，影響綜采支架的正常工作，并對(duì)支架造成一定損傷的問(wèn)題，通過(guò)加裝粗過(guò)濾裝置、水質(zhì)軟化裝置、精過(guò)濾裝置、以及高壓反沖洗過(guò)濾裝置對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并對(duì)改造后的系統(tǒng)在61203回采工作面進(jìn)行了應(yīng)用。改造措施較為成功，同時(shí)可以為其他礦井綜采面供液系統(tǒng)改造提供一定的借鑒。