智能工作面電液控制裝置水處理系統(tǒng)應用分析

朱澤斌

（同煤集團馬道頭煤業(yè)有限責任公司，山西 大同 037000）

1 概況

馬道頭礦8404工作面采用綜采一次采全厚放頂煤開采，采高為3.9 m，放煤厚度11.36 m，采放比約為1∶2.91。該工作面為同煤集團建設的智能化綜放工作面，采用液壓支架電液控制系統(tǒng)、采煤機截割高度記憶系統(tǒng)、綜放工作面自動化監(jiān)控系統(tǒng)，可通過礦井和工作面網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)工作面設備遠程監(jiān)測監(jiān)控，通過順槽計算機進行生產(chǎn)過程自動化控制，自動控制系統(tǒng)和機電設備正常運行是保證智能化工作面的高效安全開采的基礎。

智能工作面實現(xiàn)液壓支架自動控制，必須要有電液控制裝置，通過控制先導液經(jīng)過先導過濾器后進入先導閥，先導閥的動作會頂開主閥的閥芯，從而使大流量的乳化液進入相應千斤頂，實現(xiàn)千斤頂動作。先導液起到控制主閥芯的作用，它的流量小，過液孔只有針眼大小，先導閥過濾器如果被雜質堵塞，先導閥將停止動作，支架就無法動作。因此，電液控制運轉良好的核心之一是保證乳化液的絕對純凈。而且乳化液中存在雜質也會加快工作面液壓設備的磨損和腐蝕，導致液壓支架存在安全隱患。

由于進入電液控制裝置的清水在凈化和運輸過程中，可能會存在懸浮物、粒度、酸堿、濁度及雜質等有害物質，直接配比進入乳化液必然會影響乳化液的純凈度，所以，在已有的支架回液過濾站和高壓反沖過濾站的基礎之上，必須設置水處理系統(tǒng)，從水源上保證乳化液的純凈度。

2 電液控制裝置水處理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成及工作原理

該系統(tǒng)主要由過濾器組、軟化水裝置、儲水箱、自動配比裝置組成，進入到工作面的清水首先經(jīng)過過濾器組，對水中含有的懸浮物、雜質、顆粒物等進行過濾，保證水的純凈度。其次經(jīng)過軟化水裝置，對水中的酸堿離子進行軟化處理，防止酸、堿性水對設備的腐蝕；之后存儲于儲水箱內(nèi)，當需要供液時，增壓泵啟動，凈化后的水進入乳化液自動配比裝置進行配液；最后通過乳化泵液箱和泵站給工作面液壓支架進行供液。其流程及原理見圖1。

圖1 水處理系統(tǒng)流程及原理

2.2 系統(tǒng)硬件設備及使用要求

（1）GLQZ2000型過濾器組

該過濾器組主要參數(shù)為： 供液壓力0.5～6 MPa，公稱流量為2000 L/min，進出液口為DN50快速接口，見圖2。

使用要求為：①在日常使用過程中，由于環(huán)境和水質的不一，會經(jīng)常使過濾網(wǎng)被污物堵塞而影響供水，因此必須清洗過濾網(wǎng)，要求每班需清洗一次，但清洗周期可結合水質情況進行調節(jié)；②過濾器進行清洗時不需拆卸過濾器，四個過濾器可進行輪流清洗，即：將某一個需清洗的過濾器進出液球閥關閉，擰掉排污堵頭放盡內(nèi)部積水，打開反沖閥，慢慢轉動反沖管上的手輪，利用其他過濾器過濾后的清潔水經(jīng)反沖管沖洗過濾網(wǎng)，這時過濾網(wǎng)上的污物經(jīng)排污口排出；③清洗清潔后關閉反沖閥，擰上排污堵頭，打開進出液球閥，放盡空氣后關閉防氣閥；④定期安排人員檢查設備連接處的密封情況，是否存在漏液現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏液及時處理。

圖2 GLQZ2000型過濾器組

（2）MK-RF軟化水裝置

該設備參數(shù)為： 進出液口為DN50快速接頭，產(chǎn)水流量6 t/h，工作壓力≥1.2 MPa，為保護膜元件不被損壞，水壓大于1.4 MPa時，安全閥自動開啟卸壓；該設備過濾精度分為四級過濾，一級為50 um過濾袋2只，二級為20 um過濾袋1只，三級為5 um過濾棒20只，四級為膜元件6只，見圖3。

使用要求：①過濾介質應及時更換，防止過濾棒污染受抯，造成凹裂后，泥沙流入膜體內(nèi)，導致膜元件嚴重堵塞報廢；②一二級過濾介質正常水質為7～10天更換一次，三級為15～20天更換一次，四級為半年清洗、一年更換，更換周期可根據(jù)水質情況延長或縮短更換周期，也可觀察設備的運行壓力，當壓差達到規(guī)定時，應更換對應的過濾介質，更換前應先排放完過濾器內(nèi)余水后再更換；③每天觀察運行藥劑數(shù)量，并適時添加，排污截止閥不允許完全關閉，否則水中的重金屬、鈣鎂離子等離子成分附著在膜體內(nèi)，造成膜原元污染，產(chǎn)水率低；④如暫時不用水，需要停止運行5 天以下時，每天應該運行2 個小時以上，防止系統(tǒng)內(nèi)細菌等微生物滋生；⑤遇到檢修或更換工作面等情況，需要停止運行5天以上，1～2個月以下時，必須對MK-RF 型綜采乳化液配水處理成套設備進行長期停運保存，長期停運保存操作，需要設備廠家培訓合格的人員現(xiàn)場指導，不得自行操作。

圖3 MK-RF軟化水裝置

（3）ZNR 礦用乳化液自動配比裝置

該設備參數(shù)為：配液能力12 t/h，乳化油箱容積600 L，輸入電壓為660V/1140V、127V兩種電源，配液濃度范圍0%～10%，顯示傳輸誤差≤0.5%，進出液口為DN50快速接頭，進油口為KJ25 快速接頭。

3 應用情況

馬道頭礦8404智能化綜放工作面所采用設備于2018年10月份地面調試，2019年1月份井下安裝調試完成、2月份試生產(chǎn)、正式生產(chǎn)，截至2019年7月31日，累計安全生產(chǎn)原煤4.93 Mt。工作面各設備工況良好，設備損壞率低，設備開機率保持在93%以上，沒有出現(xiàn)因乳化液純凈度低而造成的電液控制系統(tǒng)失效問題，實現(xiàn)了工作面回采期間電液控制系統(tǒng)的安全高效運轉，避免了液壓設備的磨損和腐蝕，降低了設備檢修維護工作量，保證了設備的穩(wěn)定、可靠服務，試驗表明應用效果良好。

4 結語

智能化工作面是煤礦未來發(fā)展的方向，電液控制系統(tǒng)是實現(xiàn)智能化工作面的基礎，純凈的乳化液是保證電液控制系統(tǒng)運轉良好的核心，在已有的支架回液過濾站和高壓反沖過濾站的基礎之上，設置電液控制裝置水處理系統(tǒng)可以從源頭上保證乳化液的純凈度。