西曲煤礦液壓支架供液系統(tǒng)的改造方案研究

王 勇

（山西西山煤電股份有限公司西曲礦，山西 古交 030200）

液壓支架電液控制系統(tǒng)是采用機電一體化技術對液壓支架的液壓回路進行控制的系統(tǒng)，其目的是實現(xiàn)綜采工作面液壓支架的操作自動化，實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的高效化、現(xiàn)代化。西山煤電集團西曲煤礦使用的是ZZ13000/28 /65D型支撐掩護式電液控液壓支架，該支架可有效地減少采煤工作面的工人數(shù)量，但是近年來在設備檢修時發(fā)現(xiàn)ZZ13000/28 /65D型支架的供液質(zhì)量不高，無法保障電液控制系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，需要對其供液系統(tǒng)進行升級改造。

1 供液系統(tǒng)升級改造的主要原因

ZZ13000 /28 /65 D型支撐掩護式電液控液壓支架主要參數(shù)如下。支護形式：四立柱支撐掩護式；支撐高度：2.8～6.5m；支護寬度：1.65～1.85m，中心距：1.75m；初撐力：10132kN，工作阻力:13000kN；總重：約49t。該型號的支架組成非常之復雜，閥件精密，所以對于其供液的質(zhì)量也要求非常之前，前期的實踐過程中發(fā)現(xiàn)原有的供液系統(tǒng)質(zhì)量不高，無法滿足支架的需求。

具體表現(xiàn)為原系統(tǒng)中使用的過濾器精度不夠，粗過濾器為180μm，高壓過濾器為40μm，盡管水質(zhì)經(jīng)粗過濾器軟件過，到達泵站再過高壓過濾器以達工作面的液壓支架，此時仍然不能滿足其電液控制液壓對于水質(zhì)的要求。同時在這過程中還有可能解析出一些雜質(zhì)，保障不了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。所以說原來的供液系統(tǒng)已無法滿足其對水質(zhì)的精度和質(zhì)量的穩(wěn)定性要求，需要進行升級改造，從而滿足其要求。

2 供液系統(tǒng)改造方案的確定

西曲煤礦技改科抽調(diào)技術力量，對ZZ13000/28/65D型支撐掩護式液壓支架供液系統(tǒng)改造項目進行了技術攻關，經(jīng)過同生產(chǎn)廠家及多方技術交流論證，確定了改造方案，具體的流程如圖1所示。

圖1 電液控制液壓支架供液系統(tǒng)流程圖

3 供液系統(tǒng)裝置的選用及功能研究

3.1 粗過濾器裝置

粗過濾器裝置的主要作用是對水管中的雜質(zhì)進行過濾，保障進入高精度過濾器中水的質(zhì)量，防止較大的雜質(zhì)對高精度過濾器濾芯的堵塞。通過現(xiàn)場多次試驗，結(jié)合過濾精度和供液流量的因素，選擇了WSGLZJ2000 /2.5 /60進液過濾站。試驗中發(fā)現(xiàn)其具有納污能力強、密封性能好、流量大等優(yōu)點，另外其濾芯還能進行再次清洗重復使用。在進液過濾站兩頭都配備著壓力表，可以分別顯示進出液壓力值，從而根據(jù)差值來判斷濾芯是否被嚴重堵塞，是否需要對濾芯進行清洗并切換濾芯。

3.2 軟化水系統(tǒng)

軟化水系統(tǒng)包括軟化水裝置、比例減壓閥裝置和離心泵裝置。西曲煤礦由于大量使用地下水，水質(zhì)當中的Ca2+、 Mg2+濃度比較高，造成水質(zhì)比較硬，容易結(jié)垢，發(fā)生堵塞事件而不能正常使用，通常需要安裝一套軟化水裝置來保障液壓系統(tǒng)的正常工作。粗過濾裝置后，檢測數(shù)據(jù)結(jié)果表明過濾前后的水壓增加了1.4～1.72MPa，不利于軟化裝置的工作，因此在軟化水裝置前增設一套減壓裝置，使出水壓力保持在0.3MPa左右，滿足工作需要。供液水軟化后通過軟化水水箱，到達乳化液泵箱時，需要有一定的壓力來驅(qū)動乳化液泵水箱上自動配比裝置運轉(zhuǎn)，此時增設一套S65-40-315C型離心泵來滿足乳化液泵箱上自動配比裝置的正常運轉(zhuǎn)。

3.3 輔助精過濾裝置

從前面的粗過濾裝置、軟化水系統(tǒng)裝置來的水質(zhì)精度仍然不高，若直接進到乳化液箱進液過濾器當中，就會造成過濾壓力增加，導致濾芯堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。乳化液箱過濾器濾芯的價格比較昂貴，維修更換的操作過程也非常困難，這會導致工時延長，本次的改進方案通過安設輔助精過濾裝置的辦法來解決此問題。輔助精過濾裝置的安裝提高了供液系統(tǒng)的水質(zhì)精度，讓進入到乳化液箱過濾器的過濾壓力減小，極大地保護了乳化液箱過濾器的濾芯。同時選擇的輔助精過濾裝置濾芯價格低廉，可以反復沖洗，安裝和維修也十分便利。

3.4 高壓反沖洗過濾裝置

濃縮液經(jīng)過乳化液泵加壓，通過乳化液泵自身配置的復式過濾器過濾后，如果直接進入工作面液壓支架，就會因為雜質(zhì)問題降低供液質(zhì)量。此時安設了一套ZGLZ-2000III全自動高壓反沖洗過濾站。其優(yōu)勢在于使用過程不會影響到系統(tǒng)的壓力和流量，同時又可以實現(xiàn)對泵站輸出乳化液進行高精度的過濾，實驗結(jié)果檢測表明能大大提高支架液壓系統(tǒng)的可靠性。同時具有強大的反沖洗功能，通過計算機軟件程序能在相關條件下進行自動反沖洗操作，將濾芯處積聚的污染物排除，提高了濾芯的耐污能力，進一步提高系統(tǒng)的工作效率。

3.5 液壓支架專用濃縮液選型

對于液壓系統(tǒng)，采購了礦用MS10-5（G）液壓支架濃縮液。配置過程中的要求：水質(zhì)外觀無色、無異味、無懸浮物和機械雜質(zhì)；pH值范圍為6～9；水中氯離子含量不大于200mg/L；硫酸根離子含量不大于400mg/L；溶液配制濃度按規(guī)定5%（質(zhì)量比），濃度過低會降低抗硬水能力，降低防銹性、穩(wěn)定性和潤滑性。濃度過高則會降低消泡能力和增大對橡膠材料的溶脹性。該電液控制專用液環(huán)保型液壓支架（柱）用油，不含有害物質(zhì)，具有良好的潤滑性、防銹性能，極強的穩(wěn)定性。

4 供液系統(tǒng)升級改造后的實踐效果分析

對ZZ13000/28 /65D型液壓支架的供液系統(tǒng)進行全方面的改造后，在西曲煤礦進行了實踐應用。應用效果表明，改造升級后的供液系統(tǒng)，通過多級分步過濾，逐級控制，保證了支架對供液質(zhì)量的要求。該供液系統(tǒng)使用過程中沒有出現(xiàn)因水質(zhì)過濾精度較差、濃縮液選擇不合理等造成的設備損壞、支架動作緩慢或不動作的現(xiàn)象，表明此次改造方案是成功的。

5 總結(jié)

論文對西曲煤礦18202綜采工作面采用的ZZ13000/28/65D型支撐掩護式電液控液壓支架的供液系統(tǒng)進行了全方面的升級改造處理，從粗過濾裝置、軟化水系統(tǒng)的選用方案、增設輔助精過濾裝置和高壓反沖洗過濾裝置等方面進行了詳細的方案闡述。實踐應用效果表明改造后的供液系統(tǒng)供液質(zhì)量效果好，沒有因水質(zhì)過濾精度較差導致的設備故障出現(xiàn)，可以在全煤礦進行推廣應用。