李 華

(神東煤炭集團大柳塔煤礦，陜西 神木 719315)

0 引言

煤礦綜采泵站系統(tǒng)既為液壓支架提供足夠的動力，又為采煤機等設(shè)備進行冷卻降溫，還為工作面噴霧降塵和打掃衛(wèi)生提供水源，其自動化程度和可靠性是煤礦綜采安全生產(chǎn)的重要保證[1-3]。神東公司以前多選用英國雷波泵站和德國卡瑪特泵站等優(yōu)質(zhì)的進口泵站，但進口泵站存在外方服務(wù)費用高、備件供貨周期長、技術(shù)封鎖等問題，迫切需要高端開發(fā)，使用國產(chǎn)化泵站[4-5]。隨著政策的要求和市場的需求，神東公司和北京天瑪、青島天信公司密切合作，充分借鑒和吸收進口泵站的優(yōu)秀設(shè)計制造技術(shù)，并結(jié)合井下現(xiàn)場實踐總結(jié)的經(jīng)驗，由天瑪公司生產(chǎn)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化泵站設(shè)備，現(xiàn)對天瑪國產(chǎn)化泵站進行優(yōu)點分析及常見故障的處理方法，以期更好地指導(dǎo)該泵站的推廣和應(yīng)用。

1 泵站構(gòu)成及優(yōu)點分析

1.1 泵站構(gòu)成

天瑪國產(chǎn)化泵站是天瑪公司生產(chǎn)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的礦用大流量泵站，整個泵站由乳化泵站系統(tǒng)、噴霧泵站系統(tǒng)及電控系統(tǒng)3部分組成，采用八泵五箱結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計。乳化泵站系統(tǒng)和噴霧泵站系統(tǒng)由天瑪公司設(shè)計完成，乳化液泵站主要為支架提供足夠的動力源，噴霧泵站主要為工作面噴霧降塵和煤機冷卻降溫。電控系統(tǒng)由青島天信公司設(shè)計完成，主要作用是對乳化泵站系統(tǒng)和噴霧泵站系統(tǒng)進行控制和保護。

乳化泵站系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用五泵四箱結(jié)構(gòu)，由4臺常規(guī)乳化泵、1臺高壓乳化泵、2個常規(guī)乳化液箱、1個獨立的緩沖回液箱、1個獨立的乳化油箱、2臺離心式增壓泵、2臺離心式中轉(zhuǎn)泵、1臺離心式配比泵、1臺離心式循環(huán)泵和1個蓄能器站組成。乳化泵通過電控調(diào)壓和機械調(diào)壓共同控制，實現(xiàn)乳化泵加載和卸載功能。4臺常規(guī)乳化泵為工作面支架提供常規(guī)動力，1臺高壓乳化泵專門為支架大柱的升降提供動力，從而滿足綜采工作面液壓支架用液的需求，保證了正常生產(chǎn)。

噴霧泵站系統(tǒng)：該泵站系統(tǒng)采用三泵一箱的結(jié)構(gòu)，由3臺噴霧泵、1個水箱、2臺離心式增壓泵、1個蓄能站組成。由于噴霧泵只是將額定流量和壓力的水輸送到綜采工作面，并不構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)，所以噴霧泵站系統(tǒng)只采用機械調(diào)壓方式。3臺噴霧泵中的1臺、2臺或者3臺噴霧泵可以同時啟動，從而滿足綜采工作面噴霧降塵和煤機冷卻的需要，保證了正常生產(chǎn)。

電控系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用青島天信公司的設(shè)計，主要用于控制和監(jiān)測泵站的啟停和運行過程，由主站和各分站組成。主站采用遠程控制、手動控制和自動控制3種模式，主要控制泵站的運行，進行各種參數(shù)的設(shè)置，顯示和記錄各種狀態(tài)信息以及存儲狀態(tài)信息便于故障查詢。分站分為近控、閉鎖和遠控3種狀態(tài)，主要控制單泵的運行，進行所屬參數(shù)的設(shè)置以及顯示狀態(tài)信息。主站和分站之間采用CAN通訊，并且所有泵的先導(dǎo)及反饋均由主站與聯(lián)力開關(guān)之間通過較為先進的RS485通訊實現(xiàn)。

1.2 優(yōu)點分析

增加乳化油箱系統(tǒng)：井下乳化油的存放和使用是一大難題，乳化油桶存放在井下聯(lián)巷中，既不美觀也不安全[7-8]；距離較遠時油泵抽不上油，損壞油泵；向順槽翻滾油桶時特別費力；每天都要加油，耗費時間。天瑪泵站設(shè)計增加了1個專用的乳化油箱，用1臺乳化油泵將乳化油從油桶抽入乳化油箱，另1臺乳化油泵將乳化油從乳化油箱抽入乳化液箱。乳化油箱可存放井下大概一個星期的用油量，乳化油桶不用再卸車，從車上抽完油后，空油桶直接回收，并且乳化油箱在移變列車上，和列車一起移動，避免了距離較遠導(dǎo)致乳化油泵吸程不夠的現(xiàn)象。

增加回液箱系統(tǒng)：泵站設(shè)計增加了1個回液箱系統(tǒng)，由1個單獨的回液箱和2臺中轉(zhuǎn)泵共同組成。增加單獨的一個回液箱既可以增加乳化液的存儲容量，也對大采高工作面的大量回液起到更好的緩沖作用，還更好地對乳化液起到了沉淀雜質(zhì)和消除氣泡等作用，然后再由2臺中轉(zhuǎn)泵抽入另外2個乳化液箱，供泵站更好地使用。

增加高壓泵：泵站設(shè)計增加了1臺高壓泵(出口壓力可以達到45 MPa，流量200 L/min)，順槽新布置高壓膠管到支架，專門為立柱直接供液，從而在大采高工作面可以更快地升緊立柱，保證支架初撐力，對頂板進行了有效支護，解決了大采高工作面頂板壓力大導(dǎo)致冒落的問題。不僅系統(tǒng)簡單、可靠，不影響原支架的各項功能，而且可根據(jù)實際使用情況，自由選擇使用。

改進乳化液混液系統(tǒng)：泵站改進的乳化液混液系統(tǒng)由1臺配比泵、1臺循環(huán)泵和1臺混液器組成。正常運行時由配比泵抽出水箱清水，和乳化油經(jīng)混液器混合，配比出固定濃度的標(biāo)準(zhǔn)乳化液，由于混液器自身設(shè)計原理，最大的配比濃度存在一定極限值[9-10]。雖達到要求但不是很高，在特殊情況下，當(dāng)工作面需要的乳化液濃度高出混液器配比濃度時，就可以由循環(huán)泵抽出乳化液，和乳化油經(jīng)混液器混合，配比出更高濃度的乳化液，乳化液隨著不斷循環(huán)，濃度會不斷上升，從而達到任何需要的濃度。

采用RS485通訊系統(tǒng)：英國雷波、德國卡馬特進口泵站和聯(lián)力開關(guān)之間都采用的先導(dǎo)控制，每一臺電機都需要2根先導(dǎo)線控制，線路太多既不容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，出現(xiàn)故障也不容易處理。青島天信的電控系統(tǒng)和聯(lián)力開關(guān)之間采用了更加先進的RS485通信，僅使用了1根四芯通信線，不僅美觀大方，出現(xiàn)故障容易查找，而且為以后的數(shù)據(jù)上傳和遠程控制打下了良好基礎(chǔ)。

單泵采用兩種供液方法：①增壓泵供液方法，工作液由儲液箱經(jīng)增壓泵加壓后供入泵頭吸水盒，可有效地排除泵頭空氣，從而減少泵體抖動、壓力不穩(wěn)定和泵不加載等故障。但當(dāng)增壓泵自身因各種故障不能運行時，其反而阻礙了主泵供液，導(dǎo)致主泵無法工作；②直接管路供液方法，工作液直接由儲液箱經(jīng)管路供入泵頭吸水盒，設(shè)備簡單明了，但主泵運行有時會進入空氣。主泵運行時一般采用增壓泵供液方法，在其出現(xiàn)故障時，再采用直接管路供液方法，從而最大程度維護了設(shè)備正常運行，保證了安全生產(chǎn)。

單泵采用獨立的強制潤滑系統(tǒng)：英國雷波、德國卡馬特進口泵站所采用的強制潤滑系統(tǒng)，都是潤滑油泵在主泵的傳動軸上，在主泵曲軸轉(zhuǎn)動的同時潤滑油泵才能運行，形成油膜保護設(shè)備，稍微有點異常沒有及時形成油膜，就會導(dǎo)致曲軸損毀的現(xiàn)象，天瑪泵站經(jīng)過改進采用獨立的強制潤滑系統(tǒng)，潤滑油泵由專用的油泵電機帶動，并且在程序設(shè)定上先于主泵運行，從而在主泵運行前提供強制潤滑，更加穩(wěn)定的為主泵提供潤滑保護，維護了主泵的正常運行，保證了安全生產(chǎn)。

噴霧泵采用兩種機械調(diào)壓方法：①機械卸載閥調(diào)壓方式，依靠調(diào)節(jié)卸載閥彈簧壓力的大小來調(diào)節(jié)噴霧泵的壓力，該方法在工作面水流量變化的情況下壓力可以保持恒定，但故障較多，不易維修；②截止閥調(diào)壓方式，依靠卸載管上截止閥閉合的大小，來調(diào)節(jié)噴霧泵的壓力，該方法維修簡單，運行可靠，但當(dāng)工作面水流量發(fā)生變化時，需要人為調(diào)整來保證恒定壓力。噴霧泵運行時一般采用機械卸載閥調(diào)壓方式，在其出現(xiàn)故障時，再采用截止閥的調(diào)壓方式，從而最大程度維護了設(shè)備正常運行，保證安全生產(chǎn)。

2 常見故障分析

為了更加直觀地進行分析，將不同類型的故障描述和說明以表格形式列出，見表1。

3 結(jié)語

神東公司和北京天瑪、青島天信公司聯(lián)合高端研發(fā)，由天瑪公司生產(chǎn)的國產(chǎn)化泵站設(shè)備，不僅具有進口泵站的先進設(shè)計和制造技術(shù)，還充分考慮了神

表1 不同類型的故障描述和說明

東公司井下現(xiàn)場的實際需要，可以有效地替代進口泵站，滿足神東公司高產(chǎn)高效礦井的要求。分析認(rèn)為，檢修人員應(yīng)該充分了解該泵站的設(shè)計原理，做好維護保養(yǎng)工作，提高故障判斷能力，可以縮短故障處理時間，更好地為區(qū)隊的安全生產(chǎn)服務(wù)。