綜采面液壓支架供液系統(tǒng)的改造分析

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]。山西某礦采用某國產(chǎn)液壓支架后可以有效降低工作人員勞動強(qiáng)度，減少回采面人員數(shù)量。但是隨著設(shè)備服役時間的增加，檢修時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的供液質(zhì)量偏低，沒有辦法確保電液控制系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，因此，需要對該供液系統(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)過濾器過濾精度不夠，設(shè)備的粗過濾器過濾精度在180 μm，高壓過濾器的過濾精度在40 μm。水質(zhì)首先經(jīng)過粗過濾器，再經(jīng)過高壓過濾器過濾之后送達(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。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)行升級改造。

2 改造方案

礦井針對供液系統(tǒng)存在的問題，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)過濾裝置。增加的裝置主要為：粗過濾裝置、水質(zhì)軟化裝置、精過濾裝置、高壓反沖洗過濾裝置等。

3 供液裝置功能分析

3.1 粗過濾裝置

粗過濾裝置的主要作用就是對供液系統(tǒng)中較大的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，進(jìn)而保證進(jìn)入到精過濾裝置中的水質(zhì)質(zhì)量，防止較大的雜質(zhì)對高精度過濾器中的相關(guān)濾芯造成堵篩，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行?，F(xiàn)場經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)，并結(jié)合供液系統(tǒng)的供液量及高精度過濾器的要求，決定采用WGGLAJ2000/2.5/60的粗過濾器。該型號過濾器具有過濾能力強(qiáng)、設(shè)備密封性能好、流量通過能力大等特點(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)生過由于水垢而造成系統(tǒng)供液故障的情況，故需要對水質(zhì)較硬的地下水進(jìn)行軟化。從粗過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)，滿足對水質(zhì)軟化的需要。供液系統(tǒng)軟化后的水通過水箱傳輸?shù)饺榛罕帽孟鋾r需要一定的壓力使乳化液的泵箱自動配比裝置能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，采用離心泵對泵箱上自動配比裝置運(yùn)轉(zhuǎn)提供動力。

3.3 精過濾裝置

從粗過濾裝置以及水質(zhì)軟化裝置之后出來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濾壓力，進(jìn)而造成過濾篩芯堵篩。乳化液泵站的過濾篩芯價格較為昂貴，設(shè)備更換起來也需要大量的時間。因此，改造方案中主要增加了精過濾裝置來解決這個問題，提高了液體的純凈度，大大降低過濾篩芯承受到的工作負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)對過濾篩芯的保護(hù)。精過濾裝置中采用的濾芯價格較為低廉，同時清洗之后可以重復(fù)使用，設(shè)備的安裝維護(hù)工作也十分便捷。

3.4 高壓反沖洗過濾裝置

經(jīng)過乳化液泵站加壓并經(jīng)過乳化液泵站自身的過濾裝置過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套型號為ZGLZ-2000III的高壓反沖洗過濾裝置可以保證供液質(zhì)量。設(shè)備的主要優(yōu)勢在于，其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會對供液系統(tǒng)的壓力流量造成影響，同時又可以實(shí)現(xiàn)對乳化液泵站輸出的濃縮液的高精度過濾。

現(xiàn)場的應(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。同時由于設(shè)備具有較大能力的清洗功能，可以通過計(jì)算機(jī)軟件來達(dá)到自動反沖洗，同時還可以排除反沖洗過程中濾芯積累的雜質(zhì)，提升了高壓反沖洗過濾裝置的耐久度和工作效率。

4 改造效果分析

針對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_采的12號煤層厚度為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

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