煤礦智能化電液控制系統(tǒng)水質(zhì)管理探析

文/鞏春啟 翟龍虎

采用電液自動(dòng)控制系統(tǒng)的液壓支架支護(hù)，是當(dāng)前最先進(jìn)的采煤支護(hù)工藝。電液自動(dòng)控制系統(tǒng)是綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、電子控制、機(jī)械、傳感、通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換等技術(shù)的一項(xiàng)綜合性高技術(shù)工作模式，該工作模式要求更專業(yè)的維護(hù)和使用，特別是對水質(zhì)提出更嚴(yán)格的要求。

煤礦智能化電液控制系統(tǒng)用水，是指工業(yè)用水經(jīng)過反滲透處理后符合電液控動(dòng)力系統(tǒng)的凈化水，凈化水與專用乳化油經(jīng)過自動(dòng)配比系統(tǒng)配比成合格的乳化液，濃度為3%～5%，由泵站加壓向工作面電液控液壓支架源源不斷輸送液體動(dòng)力。由于該系統(tǒng)對水質(zhì)精度要求嚴(yán)格，必須對工業(yè)用水水質(zhì)的凈化以及生產(chǎn)設(shè)備安裝、使用、維護(hù)時(shí)水質(zhì)質(zhì)量的保護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)化管理，最終達(dá)到減少乳化液水質(zhì)的污染，提高電液控系統(tǒng)的使用壽命。本文以彬縣水簾洞煤礦ZF3803工作面電液控制系統(tǒng)為例，探析電液控制系統(tǒng)在安裝、使用、維護(hù)時(shí)對水質(zhì)的管理。

一、水簾洞煤礦ZF3803工作面地質(zhì)概況

ZF3803工作面位于+770m水平三采區(qū)中段。北面與ZF3805采空區(qū)保留6m煤柱，南面與ZF3801采空區(qū)保留6m煤柱，西面至礦井邊界煤柱與大佛寺煤礦井田為鄰，東至本面停采線。工作面走向長2115m，傾向長191.5m，煤層厚度為14.0m，ZF3803孤島工作面具有沖擊危險(xiǎn)性。工作面褶曲段、斷層處等局部存在動(dòng)壓顯現(xiàn)現(xiàn)象及沖擊性。因此，鑒于現(xiàn)場實(shí)際情況，為減少災(zāi)害造成的隱患，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，公司采用機(jī)械手把式舊液壓支架通過再制造維修改造的智能電液控系統(tǒng)液壓支架進(jìn)行支護(hù)。

二、電液控支架制造安裝、試生產(chǎn)期間水質(zhì)管理

1.支架以及配套設(shè)備選用時(shí)的水質(zhì)管理

（1）電液控支架原則上使用的配套支架必須選用全新的液壓件，確保生產(chǎn)時(shí)對電液系統(tǒng)電磁閥及高精度過濾器、濾芯的保護(hù)。如果使用再制造支架（維修改造），必須由可靠的專業(yè)化隊(duì)伍嚴(yán)格按電液控技術(shù)要求進(jìn)行再制造，使用單位要對液壓元件的沖刷工序全程監(jiān)督來確保再制造質(zhì)量，減少所有液壓元件中的雜質(zhì)，確保在投入使用時(shí)的水質(zhì)。

ZF3803工作面采用正四連桿雙輸送機(jī)插板式低位放頂煤支架，該支架為再制造支架，因此在改造支架時(shí)，公司安排專人在再制造廠家現(xiàn)場監(jiān)督改造，確保對再制造支架所有的液壓元件的沖洗清潔度，減少元件的內(nèi)部污染。

（2）電液控系統(tǒng)必須配備完整的過濾系統(tǒng)，保證進(jìn)回液的過濾精度 （電液控要求乳化液精度為25微米），各級過濾裝置必須完好，嚴(yán)格按照要求安裝和使用。

為了切實(shí)達(dá)到電液控系統(tǒng)的水質(zhì)要求，確保設(shè)備的正常使用，ZF3803工作面電液控采用六級過濾系統(tǒng)。

第一級過濾系統(tǒng)為反滲透水處理系統(tǒng)。ZF3803工作面電液控使用的原水水源為周邊的老空積水，采用國內(nèi)最先進(jìn)的反滲透水處理系統(tǒng)對老空積水進(jìn)行凈化，達(dá)到電液控水質(zhì)要求。第二級過濾系統(tǒng)為加水過濾系統(tǒng)。第三級為乳化液配比與加壓過濾系統(tǒng)。第四級為高壓進(jìn)液反沖洗過濾系統(tǒng)。第五級為工作液液壓裝置內(nèi)部過濾系統(tǒng)。第六級為回液過濾系統(tǒng)。

以上過濾系統(tǒng)均為電液控標(biāo)準(zhǔn)配置過濾系統(tǒng)，嚴(yán)格按照要求使用，并按照要求定期檢查清理。ZF3803工作面電液控支架供液循環(huán)系統(tǒng)如下圖所示：

ZF3803工作面電液控支架供液循環(huán)系統(tǒng)圖

（3）所有液壓件及沿途供液管路必須使用國內(nèi)甚至世界上質(zhì)量最好的器材元件，避免質(zhì)量不過關(guān)在今后生產(chǎn)過程中頻繁更換配件對水質(zhì)造成二次污染，而維修頻次越多對電液控設(shè)備損害越大。

ZF3803工作面進(jìn)液管路采用型號(hào)為西北橡膠德標(biāo)Ф32mm配件，回液管路采用型號(hào)為西北橡膠德標(biāo)Ф51mm配件，所有管路均采用高強(qiáng)度耐用高壓鋼編膠管，使用壽命長。安裝完好后，均不需要維修更換。乳化液泵站的各級過濾系統(tǒng)以及工作面電液控設(shè)備內(nèi)部過濾系統(tǒng)均采用世界上最先進(jìn)最耐用的電液控系統(tǒng)設(shè)備。到目前為止，除了廠家規(guī)定檢修次數(shù)，未進(jìn)行一次元件的更換，切實(shí)減少了水質(zhì)二次污染。

（4）泵站必須使用不銹鋼乳化液箱，防止使用過程中鐵銹進(jìn)入液體中，并根據(jù)使用實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)沖洗。

ZF3803工作面泵站使用的乳化液箱采用高強(qiáng)度不銹鋼材料，使用半年來，通過對乳化液箱的清理未發(fā)現(xiàn)箱體產(chǎn)生鐵銹情況。

2．電液控設(shè)備運(yùn)輸、安裝及試生產(chǎn)期間的水質(zhì)管理

（1）從廠家維修車間拆裝到礦工業(yè)廣場裝車、井下組裝車間組裝再到工作面安裝，所有液壓元件必須全部包扎密封，嚴(yán)控在運(yùn)輸過程中粉塵進(jìn)入管路，整個(gè)工序必須經(jīng)監(jiān)管人員簽字確認(rèn)后方可進(jìn)行。

ZF3803工作面電液控設(shè)備的運(yùn)輸自井上工業(yè)廣場到工作面，所有設(shè)備與液壓元件均采用全程密封運(yùn)輸管理，下井及到工作面均有專人驗(yàn)收簽字，小型液控元件均采用“箱體密封”管理，確保運(yùn)輸期間所有設(shè)備均為密封狀態(tài)，切實(shí)減少了沿途塵土污染。

（2）工作面安裝期間，現(xiàn)場安裝必須使用處理過的純凈水，專用乳化液濃度配比合格，乳化泵以及水箱必須保持清潔。

ZF3803工作面安裝期間，泵站附近將礦井防塵水?dāng)喙?，防止安裝過程中施工人員私自將防塵水加入泵站水箱內(nèi)，造成水質(zhì)污染，并且專門自泵站敷設(shè)一條專用管路（該管路的凈化水為反滲透水處理系統(tǒng)處理的純凈水），對乳化液濃度的配比，建立專門的臺(tái)賬，每班不定時(shí)檢查，并做好記錄。乳化泵設(shè)備為專供設(shè)備，完全按電液控乳化液要求標(biāo)準(zhǔn)配備。

（3）工作面進(jìn)回管路敷設(shè)，安裝前必須按要求密封包扎連接；安裝完畢，與工作面管路對接前必須使用純凈水進(jìn)行高壓沖洗，專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、區(qū)隊(duì)負(fù)責(zé)人全程監(jiān)督。

ZF3803工作面管路的運(yùn)輸采用與設(shè)備相同的密封包扎方式，連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)密封破損，則不得使用，必須采用標(biāo)配的乳化液沖洗后，方可使用。安裝完畢，必須先采用合格凈化水高壓沖洗，全程由專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、區(qū)隊(duì)負(fù)責(zé)人監(jiān)督，合格后投入使用。

（4）工作面試生產(chǎn)期間回液管的乳化液嚴(yán)禁直接回到泵站水箱，每天對回液水取樣化驗(yàn)分析，化驗(yàn)合格后方可與泵站水箱和管循環(huán)使用。

為了防止設(shè)備的液壓元件與管路中殘存雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)水中，ZF3803工作面初期試生產(chǎn)期間回液水必須外排，嚴(yán)禁直接回到乳化液箱內(nèi)循環(huán)使用，由專業(yè)機(jī)構(gòu)對回液取樣分析，經(jīng)分析合格后連接回液過濾器，方可接入回液箱。

（5）泵站必須使用專用乳化油，乳化液濃度必須符合電液控要求，濃度穩(wěn)定，嚴(yán)禁造假數(shù)，以防乳化液配比不合格腐蝕設(shè)備造成水質(zhì)污染。生產(chǎn)過程中每月必須對泵站供水和回液水進(jìn)行一次化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析原因。

ZF3803工作面乳化油采用電液控制系統(tǒng)指定專供的乳化油，乳化油配比采用自動(dòng)配比系統(tǒng)進(jìn)行智能配比，再采用傳統(tǒng)檢查方式進(jìn)行檢查并記錄于專門的臺(tái)賬內(nèi)，發(fā)現(xiàn)造假一律按照規(guī)定追究責(zé)任。定期對乳化液的供水、回液進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)異常問題，分析并立即解決，確保水質(zhì)。

三、電液控設(shè)備使用時(shí)的水質(zhì)管理

操作電液控制系統(tǒng)工作人員，必須熟悉各個(gè)液壓元件及操作流程，施工人員必須參加專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格方可上崗。必須保證并抓好現(xiàn)場的正規(guī)操作，嚴(yán)防野蠻操作擠傷電液元件，盡量降低設(shè)備維修量。遇到復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整電液元件，以防損傷電液元件。

ZF3803工作面安裝前，由公司領(lǐng)導(dǎo)組織專業(yè)技術(shù)操作人員去國內(nèi)使用該系統(tǒng)先進(jìn)的礦井，調(diào)研學(xué)習(xí)相關(guān)的施工組織工序?；貋砗螅蓮S家組織進(jìn)行專門培訓(xùn)，考試合格方可上崗。使用時(shí)，由外出學(xué)習(xí)的人員對每一名職工進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際教學(xué)演練，切實(shí)做到熟悉電液控液壓系統(tǒng)各個(gè)功能和操作流程。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際編制電液控制系統(tǒng)操作規(guī)程、規(guī)章制度以及操作注意事項(xiàng)，公司對區(qū)隊(duì)進(jìn)行了專門的考核，確保正規(guī)操作，降低設(shè)備的維修量，減少水質(zhì)的二次污染。在周期來壓和頂板壓力變大時(shí)，支架活柱量小，由于及時(shí)調(diào)整了電液元件的高度，減少了地質(zhì)壓力對電液元件造成的損壞，降低了維修量，減少了水質(zhì)污染。

四、電液控設(shè)備維修時(shí)的水質(zhì)管理

1.制定檢修班次的檢修保養(yǎng)制度，加強(qiáng)日常保養(yǎng)維護(hù)，減少電液元件的更換量。嚴(yán)禁用水直接向控制中心及其他電器元件沖刷 （水沖洗會(huì)導(dǎo)致濾芯生銹，更換時(shí)造成水質(zhì)污染），并做好日常清理防塵工作。

ZF3803工作面對日常檢修制定了各種檢修維護(hù)保養(yǎng)制度，并且對檢修人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。除塵采用物理除塵，嚴(yán)令禁止采用防塵水直接沖灑除塵，減少了閥組元件生銹，降低了閥組的更換量，確保了水質(zhì)。

2.工作面生產(chǎn)班次更換液壓件時(shí)，必須在當(dāng)班質(zhì)量員或跟班人員監(jiān)督下進(jìn)行更換維修，檢修班維修保養(yǎng)必須由專業(yè)人員操作，嚴(yán)禁其他人員隨意進(jìn)行維修操作。

ZF3803工作面更換管路、液壓元件時(shí)必須有專人看管，公司在泵站建立無塵化操作室，專門對備用設(shè)備進(jìn)行10次以上沖洗，沖洗完畢要密封好，進(jìn)入工作面更換地點(diǎn)，再進(jìn)行二次沖洗，沖洗完畢，方可進(jìn)行更換，全程由專人監(jiān)督。

3.所有與電液控相關(guān)的過濾系統(tǒng)必須嚴(yán)格按要求正常使用，嚴(yán)禁在生產(chǎn)中隨意停用任何一級過濾，并且加強(qiáng)日常檢查保養(yǎng)確保過濾有效。

4.工作面電液控電液元件多、管路多，管理難度大，一旦損壞，必定對水質(zhì)造成污染，必須采用分區(qū)域與特定崗位聯(lián)責(zé)，對特殊地點(diǎn)的管線嚴(yán)格看護(hù)，確保責(zé)任到人。

五、結(jié)論

電液控制系統(tǒng)最重要的是保證水質(zhì)并減少水質(zhì)的二次污染，關(guān)鍵是對設(shè)備的正規(guī)操作和正規(guī)維護(hù)，盡量減少維修次數(shù)。根據(jù)電液控技術(shù)要求電液控液壓支架25微米過濾器每兩個(gè)月更換一次，但經(jīng)過對彬縣水簾洞煤礦ZF3803工作面電液控制系統(tǒng)水質(zhì)的系統(tǒng)化創(chuàng)新管理，ZF3803工作面已經(jīng)連續(xù)生產(chǎn)6個(gè)月。到目前為止，所有支架過濾器沒有更換，大幅度降低了材料投入和人工維修成本，提高了回采效率，確保了礦井實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效穩(wěn)產(chǎn)。