電液控專用濃縮液在高產(chǎn)高效工作面中的應(yīng)用

電液控專用濃縮液在高產(chǎn)高效工作面中的應(yīng)用

隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，采礦機械水平不斷提高。尤其是在高產(chǎn)高效綜采工作面開采中,作為關(guān)鍵設(shè)備的電液控制系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,從而對電液控制系統(tǒng)液壓傳動介質(zhì)提出了越來越高的要求。目前對于電液控制系統(tǒng)液壓支架中使用的專用濃縮液,不再看重其單一的優(yōu)勢性能,而是更加注重其綜合性能。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高是電液控制系統(tǒng)的基本特點,因而對液壓傳動介質(zhì)的穩(wěn)定性、潔凈性、潤滑性、防腐性、耐磨性、密封性、清洗過濾性等綜合性能都有很高的要求?？梢哉f,電液控專用濃縮液質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響到液壓支架的工作性能,且事關(guān)礦井下工人的作業(yè)安全,必須給予足夠重視。西山晉興能源有限公司斜溝煤礦18113工作面所用的電液控制系統(tǒng)具有復(fù)雜的閥件結(jié)構(gòu)和高精度的過濾器組件,相比傳統(tǒng)液壓支架系統(tǒng)對液壓傳動介質(zhì)有著更高的要求?；诖?斜溝煤礦將一種新研發(fā)的電液控專用濃縮液應(yīng)用到18113工作面采煤作業(yè)中,本文對其在高產(chǎn)高效綜采工作面中的工業(yè)性應(yīng)用效果進行跟蹤考察。1高產(chǎn)、高效斷面的基本信息和問題1.1煤層采儲量預(yù)測西山晉興能源有限公司斜溝煤礦位于山西省興縣縣城北直距20km處,其18113綜采工作面,走向長度為1612.9m,傾斜長154/294.7m,面積382530m2,煤層總厚度平均6.55m,煤層傾角平均10°,開采時間為2012年3月至2013年3月;可采儲量320.69萬t;工作面液壓支架總共177架,其中端頭支架型號為ZYT12000/25/50D,數(shù)量為7架,過度支架型號為ZYG12000/25/50D數(shù)量為7架,中間支架型號為ZY12000/28/64D,數(shù)量為163架。1.2濾芯堵塞,進行油封的原因該套支架開采作業(yè)之前系統(tǒng)曾使用傳統(tǒng)乳化油作為液壓傳動介質(zhì),由于乳化油為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,產(chǎn)生油皂析出問題,造成濾芯堵塞嚴重,防腐性能不佳則導(dǎo)致油缸銹蝕,密封件破損拉傷等,嚴重影響了工作效率和正常生產(chǎn)。為了減少液壓系統(tǒng)的濾芯堵塞問題,解決系統(tǒng)污染問題,提高生產(chǎn)效率,減少勞動力的投入,必須采用性能更優(yōu)越的電液控專用濃縮液作為液壓傳動介質(zhì),以滿足高產(chǎn)高效綜采工作面對液壓傳動介質(zhì)的要求。2其他特性性能相對于傳統(tǒng)乳化油和微乳液,電液控專用濃縮液有著不可比擬的優(yōu)點,概括起來,主要有如下幾點:1)潔凈環(huán)保。以水為載體的專用濃縮液配方體系,采用植物油或植物脂來代替礦物油,其化學(xué)合成是單一相體系,不會產(chǎn)生油、水分離現(xiàn)象,也不會產(chǎn)生油皂析出。因此,即使配液跑冒滴漏,生物降解率一個月內(nèi)即可達到90%以上,也不會造成地下水資源的污染,不會對環(huán)境產(chǎn)生蓄積性影響。2)性能穩(wěn)定,適用廣泛。專用濃縮液具有很強的熱力學(xué)穩(wěn)定性,在10~70℃,336h條件下油皂析出量不大于0.1%(標(biāo)準規(guī)定穩(wěn)定性試驗條件10~70℃,168h油皂析出量不大于0.1%);專用濃縮液具有良好的抗低溫性能,其凝固點為-10℃左右(MT76-2011標(biāo)準規(guī)定凝固點不得高于-5℃),即使因外界環(huán)境溫度低于凝固點,下井后(井下溫度一般10℃以上)也會很快恢復(fù)使用性能,不影響使用;專用濃縮液在生產(chǎn)中使用離子水,添加特種添加劑來保證濃縮液的優(yōu)越性能;可根據(jù)水質(zhì)硬度調(diào)整配方,因此適應(yīng)礦井水硬度的范圍要更廣泛。3)良好的潤滑性。專用濃縮液與0.05%硬水進行5%濃度配液,油膜的最大無卡咬負荷PB值強度達到800N以上(標(biāo)準規(guī)定PB≥392N),且應(yīng)用技術(shù)可有選擇性地補償磨損表面。4)極強的防銹防腐性能。在10~35℃條件下,經(jīng)拋光處理的鑄鐵試件表面按測試要求均勻滴上試液放置24h,試件無銹跡出現(xiàn),且能夠保持光亮如初;在70℃的條件下,將符合測試條件的鋼棒和黃銅棒分別置入試液中,經(jīng)24h后,試件均無色變、無銹蝕。5)優(yōu)異的密封材料相容性。專用濃縮液與密封材料的相容性十分優(yōu)異,經(jīng)符合測試條件的橡膠試件按GB/T14832的規(guī)定方法步驟進行測試,在試液中浸泡168h后,橡膠試件的體積膨脹率在3%以下(標(biāo)準規(guī)定在0%~6%)。對于液壓支架用濃縮液來說,最主要的要求就是要具有良好的穩(wěn)定性、潤滑性、防腐蝕性、防銹性和密封材料相容性等,斜溝煤礦生產(chǎn)應(yīng)用的電液控專用濃縮液,兼具上述優(yōu)點,且可濾性更強,不僅完全符合行業(yè)標(biāo)準的要求,更是十分理想的電液控專用濃縮液。3準備將特殊濃度綠化液應(yīng)用于電液控制3.1地下水對配液水水質(zhì)的影響電液控系統(tǒng)中的液壓傳動介質(zhì)主要起到壓力傳動的作用,同時還兼具防腐防銹和潤滑等功能。井下配液用水主要取自簡單處理過的含有較多離子和非離子物質(zhì)的地下水,水中溶有各種雜質(zhì)和鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等陰陽離子。而配液體系中水的質(zhì)量占比高達95%以上,因此配液用水在極大程度上影響著配液質(zhì)量,從而對液壓支架及其零部件的防腐防銹、密封潤滑等產(chǎn)生直接的影響。不同礦區(qū)水文地質(zhì)條件差異較大,因此應(yīng)用前必須對水樣進行分析化驗,并據(jù)此調(diào)整配方,以達到最佳的配型效果。經(jīng)檢測,斜溝煤礦水質(zhì)指標(biāo)滿足專用濃縮液配液水質(zhì)的要求,檢驗數(shù)據(jù)見表1。3.2換液清洗的注意事項換液方案的制定主要是依據(jù)現(xiàn)有工況條件,并根據(jù)配液水質(zhì)與液壓系統(tǒng)的污染程度來制定的,主要步驟如下:1)對液箱進行徹底清洗。首先放掉液箱中的清水,再把液箱內(nèi)壁附著的雜質(zhì)用專用濃縮液原液擦拭干凈,務(wù)必盡可能的清除掉液箱內(nèi)的雜質(zhì)與污物,不留死角,最后用高壓水槍將液箱徹底沖洗干凈。需要注意的是,換液期間至少要進行三次清洗,每次間隔10天左右。2)抽查過濾器。必須要保證液壓支架過濾器的暢通?？刹扇〕椴榈姆椒?如發(fā)現(xiàn)堵塞不暢的情況,要根據(jù)不同的原因進行不同的處理:如是因為油皂析出而導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞,可用濃縮液原液浸泡并反復(fù)清洗;如果是煤粉顆?；蛘呦鹉z雜質(zhì)導(dǎo)致過濾器堵塞,則需要更換。這也是必須要遵守的一條原則:換液過程中必須要對各類濾芯進行抽查,防患于未然,發(fā)現(xiàn)潛在的問題,提前進行處理,以免因堵塞問題而影響整個系統(tǒng)的正常作業(yè)。3)按流程進行換液操作。首先在液箱中配制標(biāo)準濃度5%的濃縮液稀釋液,同時必須加強人員的用液管理,并時刻注意配液濃度并及時添加原液,將液箱中配液濃度范圍控制在5%。初期階段,在保證配液濃度的前提下系統(tǒng)正常運行一個月時間,期間每10天對液箱、濾網(wǎng)、磁性過濾器進行徹底清洗,一個月后可置換原系統(tǒng)中60%的傳動介質(zhì);此后的換液中后期,每月對液箱清洗1~2次;換液過程中,會出現(xiàn)漂浮物、油狀物和雜質(zhì),一經(jīng)發(fā)現(xiàn),必須及時打撈去除。4清洗液箱和支架配液對西山晉興能源有限公司斜溝煤礦18113高產(chǎn)高效綜采工作面從2012年3月至2013年3月13個月開采期間電液控專用濃縮液的應(yīng)用效果進行考察跟蹤,其結(jié)果如下:1)液壓支架狀況良好。在13個月的生產(chǎn)期間,工作面液壓支架具備良好的穩(wěn)定性和靈活性,支架支撐有力,同時能滿足快速移架、添架的工作操作要求,有效控制支架竄滑現(xiàn)象,漏液現(xiàn)象也得到了有力控制而極少發(fā)生。2)液箱配液質(zhì)量良好。根據(jù)要求,生產(chǎn)期間每月都會對液箱進行至少1次的清洗,在清理濾網(wǎng)時也未發(fā)現(xiàn)不容粘稠物;液箱配液能夠長時間保持澄清狀態(tài),沒有以往使用乳化油所產(chǎn)生的油皂析出現(xiàn)象;據(jù)工人反映,配液無異味和刺激性氣味,長時間接觸后也無不良反應(yīng)。3)支架配液變化情況。生產(chǎn)期間,每月都會從工作面液壓支架中取樣進行觀察,經(jīng)觀測液樣均保持澄清透明,并具備良好的生物降解性,銹蝕實驗結(jié)果觀察無銹斑產(chǎn)生。根據(jù)標(biāo)準要求,配液濃度范圍在5%,pH值范圍在7.5~10。工作面液壓支架取樣配液pH值變化的全程跟蹤記錄見表2。表2中數(shù)據(jù)和跟蹤記錄結(jié)果表明,生產(chǎn)期間支架配液各項數(shù)值均能夠達到標(biāo)準要求。4)無銹蝕現(xiàn)象。觀察高產(chǎn)高效綜采工作面液壓支架的立柱、缸體、閥件表面和液箱內(nèi)壁情況:液壓支架立柱在擦掉煤粉后依然保持光亮;油缸拆解后密封件保存完好,內(nèi)部無銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生;各類閥件未見銹斑現(xiàn)象;清洗液箱時,除因長期暴露潮濕空氣中而導(dǎo)致部分內(nèi)壁油漆層爆皮外,大部分內(nèi)壁油漆層保護完好;濾網(wǎng)潔凈,沒有銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生。5)濾芯堵塞情況減少。生產(chǎn)期間電液控制系統(tǒng)一直保持良好的運行狀態(tài),這主要歸功于專用濃縮液傳動介質(zhì)優(yōu)異的穩(wěn)定性能,減少了堵塞現(xiàn)象,使得濾芯因堵塞而更換的頻率大大降低。6)生產(chǎn)效率提高。18113綜采工作面所應(yīng)用的專用濃縮液,以其優(yōu)良品質(zhì)滿足了現(xiàn)場對傳動介質(zhì)的各種要求,為公司順利完成生產(chǎn)任務(wù)發(fā)揮了重要作用,保證了生產(chǎn)開始月產(chǎn)量迅速提高并保持在較高水平,見表3。5環(huán)?？缮锝到?)隨著高產(chǎn)高效工作面綜采技術(shù)的進步與革新,電液控制系統(tǒng)設(shè)備對傳動介質(zhì)的要求越來越高。斜溝煤礦18113綜采工作面液壓專用濃縮液與之前使用傳統(tǒng)乳化油的效果相比,其雜質(zhì)含量少,無漂浮物,無油皂析出,不會堵塞閥件和濾芯,防腐和潤滑性能良好,無刺激性氣味,環(huán)?？缮锝到狻?)需要注意的是,在應(yīng)用電液控專