煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用研究

＊閆建軍

（山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤有限公司 山西 042100）

煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用研究

＊閆建軍

（山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤有限公司 山西 042100）

本文分析了液壓傳動(dòng)技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展歷程，闡述了純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及主要內(nèi)容，提出了煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的具體應(yīng)用，旨在更全面的認(rèn)識(shí)純水液壓傳動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)及企業(yè)的安全生產(chǎn)目標(biāo)，推動(dòng)煤炭開采的安全清潔化發(fā)展。

煤炭采掘機(jī)械；純水液壓傳動(dòng)技術(shù)；應(yīng)用

1.液壓傳動(dòng)技術(shù)概述

(1)液壓傳動(dòng)技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展歷程

作為流體傳動(dòng)中的關(guān)鍵部分，液壓傳動(dòng)技術(shù)以液體介質(zhì)的方式實(shí)現(xiàn)能量的傳遞與控制，該技術(shù)利用液壓泵將液體壓力及原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，通過管路及控制閥對(duì)液體壓力的能量實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，再通過液壓中的執(zhí)行單元將液體壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，保證工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)。最早的液壓技術(shù)起源于帕卡斯定律，其以水作為主要的工作介質(zhì)，但由于電氣傳動(dòng)技術(shù)及密封技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展緩慢，隨著油液技術(shù)在液壓傳動(dòng)中的使用，液壓技術(shù)及液壓傳動(dòng)裝置不斷的發(fā)展，耐油橡膠的使用，使得水壓傳動(dòng)技術(shù)的安裝發(fā)生了變化，出現(xiàn)了以礦物液壓油為介質(zhì)的油壓傳動(dòng)技術(shù)。目前，技術(shù)的進(jìn)步及環(huán)保理念的提出，推動(dòng)了純水液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)技術(shù)朝著集成控制、傳動(dòng)及檢測(cè)為一體的自動(dòng)化方向發(fā)展。

(2)純水液壓傳動(dòng)技術(shù)

①純水分類及技術(shù)優(yōu)勢(shì)

液壓傳動(dòng)技術(shù)中的純水是指未加入任何添加劑的天然純水，一般情況下，純水可分為未處理過及處理過的兩種，與未處理過的純水相比，處理過的純水含有污染物的含量降低，其中只有少量微生物，很好的滿足了液壓系統(tǒng)對(duì)運(yùn)作介質(zhì)的要求，當(dāng)前純水液壓技術(shù)普遍采用處理過的純水作為介質(zhì)。在食品加工中，純水液壓技術(shù)被廣泛的使用，目前，在煤礦中應(yīng)用較少，該技術(shù)具有良好的安全性、散熱性及抗燃性，由于純水較低的壓縮系數(shù)，保證了壓縮過程中容積損失最小，有效保障了執(zhí)行元件的精確度。純水液壓傳動(dòng)中，液壓元器件的質(zhì)量普遍較輕，其體積也較小，同樣運(yùn)轉(zhuǎn)速度下，液壓泵的質(zhì)量及體積具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

②純水傳動(dòng)液壓的內(nèi)容

水具有其獨(dú)特的物理特性，以純水為介質(zhì)的液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（如圖1）主要體現(xiàn)在元件、介質(zhì)、控制及材料等方面。

圖1 純水液壓傳動(dòng)的內(nèi)容

2.煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用

(1)傳動(dòng)裝置技術(shù)在煤礦采掘機(jī)械中的應(yīng)用

在煤礦采掘機(jī)械中，由于工作面對(duì)設(shè)備運(yùn)作的特殊要求，決定了其傳動(dòng)裝置部位異于其他種類的設(shè)備，裝置中的截割及牽引部位，采用了較為先進(jìn)的搖臂系統(tǒng)作為傳動(dòng)技術(shù)，由于其穩(wěn)健優(yōu)化存在一定的缺陷，因此，目前煤礦采掘機(jī)械中所使用的傳動(dòng)裝置大部分為石油型的液壓及電壓系統(tǒng)，純凈水液壓使用較少。目前所述的采掘機(jī)械指掘進(jìn)系統(tǒng)及礦用機(jī)械設(shè)備，具體有支護(hù)設(shè)備、裝載設(shè)備、掘進(jìn)設(shè)備及采煤設(shè)備等。

(2)煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用

液壓傳動(dòng)技術(shù)以其直接驅(qū)動(dòng)、直線驅(qū)動(dòng)及防爆等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用在煤礦采掘機(jī)械中，考慮到防火因素，煤礦機(jī)械液壓系統(tǒng)中一般采用的是乳化液，但在具體的使用過程中，乳化液價(jià)格昂貴，不宜運(yùn)輸及儲(chǔ)存，其使用工序要求也較高，在液體配置過程中，要使用專門的器械進(jìn)行裝置，避免人工攪拌下乳化液融合不均勻造成液壓支架機(jī)械的損壞。乳化液存儲(chǔ)同樣要采用專門的設(shè)備，避免細(xì)菌的產(chǎn)生。在使用環(huán)節(jié)要保證乳化液達(dá)到井底才開始使用。乳化液在使用過程中操作復(fù)雜，質(zhì)量不易控制，會(huì)造成一定的環(huán)境污染，因此，應(yīng)采用純凈水作為介質(zhì)，嚴(yán)格控制好水質(zhì)，在材料的甄選及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。純水液壓傳動(dòng)技術(shù)逐漸在煤礦采掘機(jī)械中發(fā)展起來。

①煤礦液壓鑿巖機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用

傳統(tǒng)的氣動(dòng)鑿巖機(jī)，存在粉塵污染、能力消耗高及鑿巖速度慢等問題，以高壓液體為定力介質(zhì)的鑿巖機(jī)，在煤礦挖掘中被普遍使用。隨著純水液壓技術(shù)的發(fā)展，在采礦中，以純水傳動(dòng)的手持式鑿巖機(jī)被研制出來，有效減少了設(shè)備使用中油霧及廢氣的排放，極大的改善了煤礦作業(yè)環(huán)境，降低了作業(yè)造成的噪聲污染。

②煤礦液壓錨桿支護(hù)鉆設(shè)備的應(yīng)用

傳統(tǒng)煤礦液壓錨桿支護(hù)鉆設(shè)備有單體式液壓錨桿鉆機(jī)及掘錨機(jī)，但其在使用過程中會(huì)造成嚴(yán)重的油液污染，設(shè)備易發(fā)熱，可靠性低，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，純水錨桿鉆機(jī)被廣泛的使用，其具有良好的導(dǎo)熱性，避免了系統(tǒng)過熱的問題，使用純水作為介質(zhì)，帶來的污染較小，支護(hù)設(shè)備中純水的使用可提高系統(tǒng)的可靠性，有效降低污染。

③煤礦液壓煤層鉆設(shè)備的設(shè)計(jì)

由于煤炭資源的生產(chǎn)環(huán)境特殊，采煤設(shè)備零件的維修及更換較為困難，使用純水作為介質(zhì)易造成設(shè)備中零件表面的腐蝕與磨損，因此，采煤生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)工作存在一定的難點(diǎn)。純水液壓的密封及潤(rùn)滑是目前的技術(shù)難點(diǎn)，煤礦生產(chǎn)中長(zhǎng)期以來使用的液壓支柱及液壓支架，以乳化液作為傳輸動(dòng)力。采煤實(shí)踐中炮采工作面的大量存在，受地質(zhì)條件及工作人員操作因素的影響，炮采工作面采用煤電鉆設(shè)備進(jìn)行煤壁鉆孔，在濕式鉆孔中，要安裝相應(yīng)的供水裝置，但這種裝置安裝復(fù)雜且會(huì)出現(xiàn)諸多故障，無法使用于煤礦現(xiàn)場(chǎng)，使用煤電鉆過程中應(yīng)關(guān)注機(jī)械設(shè)備與矸石間碰撞造成的電纜破裂問題，防止煤塵瓦斯爆炸事故的發(fā)生。為保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，應(yīng)使用純水煤層電鉆設(shè)備，既方便操作又安全經(jīng)濟(jì)。

煤炭礦井作業(yè)中存在大量的易燃易爆氣體，礦產(chǎn)生產(chǎn)成本較高，不利于煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，使用的是具有良好防腐蝕性、防磨損性的新型材料，純水具有良好的高散熱性及抗燃性等優(yōu)勢(shì)，有效節(jié)約了煤炭資源的生產(chǎn)成本。液壓傳動(dòng)技術(shù)從水壓、油壓到水壓傳動(dòng)的發(fā)展歷程，推動(dòng)著技術(shù)的不斷革新，是煤炭采掘作業(yè)安全生產(chǎn)的有效措施。

3.總結(jié)

綜上所述，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步及環(huán)保節(jié)能理念的發(fā)展，煤炭采掘中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)被廣泛的使用，煤炭行業(yè)及煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)了安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，促進(jìn)了傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的升級(jí)及產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)整。純水以其強(qiáng)抗燃性、無污染及資源廣泛的優(yōu)點(diǎn)而被不斷的使用。該技術(shù)的完善與發(fā)展將促進(jìn)煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[1]馮麗．煤礦采掘機(jī)械中純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用探討[J]．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2016,24:36-37．

(責(zé)任編輯：牛玉娟)

Application of Pure Water Hydraulic Transmission Technique in Coal Mining Machinery

Yan Jianjun

（ShenNanAo Coking Coal Co., Ltd., Shanxi Xiangning Coking Coal Group, Shanxi, 042100）

In this paper, it has analyzed the signifcance and development history of hydraulic transmission technique, expounded the advantages and main content of pure water hydraulic transmission technique and put forward the practical application of pure water hydraulic transmission technique in coal mining machinery so that to have a more comprehensive understanding of the pure water hydraulic transmission technique, achieve the safety production target of coal industry and enterprises and promote the safe and clean development of coal mining.

coal mining machinery；pure water hydraulic transmission technique；application

T

A

閆建軍（1978～)，男，山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤有限公司；研究方向：煤礦技術(shù)管理。