智能工作面電液控制裝置水處理系統(tǒng)應(yīng)用分析

朱澤斌

（同煤集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)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(kāi)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(tuán)建設(shè)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(jī)截割高度記憶系統(tǒng)、綜放工作面自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，可通過(guò)礦井和工作面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控，通過(guò)順槽計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行是保證智能化工作面的高效安全開(kāi)采的基礎(chǔ)。

智能工作面實(shí)現(xiàn)液壓支架自動(dòng)控制，必須要有電液控制裝置，通過(guò)控制先導(dǎo)液經(jīng)過(guò)先導(dǎo)過(guò)濾器后進(jìn)入先導(dǎo)閥，先導(dǎo)閥的動(dòng)作會(huì)頂開(kāi)主閥的閥芯，從而使大流量的乳化液進(jìn)入相應(yīng)千斤頂，實(shí)現(xiàn)千斤頂動(dòng)作。先導(dǎo)液起到控制主閥芯的作用，它的流量小，過(guò)液孔只有針眼大小，先導(dǎo)閥過(guò)濾器如果被雜質(zhì)堵塞，先導(dǎo)閥將停止動(dòng)作，支架就無(wú)法動(dòng)作。因此，電液控制運(yùn)轉(zhuǎn)良好的核心之一是保證乳化液的絕對(duì)純凈。而且乳化液中存在雜質(zhì)也會(huì)加快工作面液壓設(shè)備的磨損和腐蝕，導(dǎo)致液壓支架存在安全隱患。

由于進(jìn)入電液控制裝置的清水在凈化和運(yùn)輸過(guò)程中，可能會(huì)存在懸浮物、粒度、酸堿、濁度及雜質(zhì)等有害物質(zhì)，直接配比進(jìn)入乳化液必然會(huì)影響乳化液的純凈度，所以，在已有的支架回液過(guò)濾站和高壓反沖過(guò)濾站的基礎(chǔ)之上，必須設(shè)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(guò)濾器組、軟化水裝置、儲(chǔ)水箱、自動(dòng)配比裝置組成，進(jìn)入到工作面的清水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾器組，對(duì)水中含有的懸浮物、雜質(zhì)、顆粒物等進(jìn)行過(guò)濾，保證水的純凈度。其次經(jīng)過(guò)軟化水裝置，對(duì)水中的酸堿離子進(jìn)行軟化處理，防止酸、堿性水對(duì)設(shè)備的腐蝕；之后存儲(chǔ)于儲(chǔ)水箱內(nèi)，當(dāng)需要供液時(shí)，增壓泵啟動(dòng)，凈化后的水進(jìn)入乳化液自動(dòng)配比裝置進(jìn)行配液；最后通過(guò)乳化泵液箱和泵站給工作面液壓支架進(jìn)行供液。其流程及原理見(jiàn)圖1。

圖1 水處理系統(tǒng)流程及原理

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)備及使用要求

（1）GLQZ2000型過(guò)濾器組

該過(guò)濾器組主要參數(shù)為： 供液壓力0.5～6 MPa，公稱(chēng)流量為2000 L/min，進(jìn)出液口為DN50快速接口，見(jiàn)圖2。

使用要求為：①在日常使用過(guò)程中，由于環(huán)境和水質(zhì)的不一，會(huì)經(jīng)常使過(guò)濾網(wǎng)被污物堵塞而影響供水，因此必須清洗過(guò)濾網(wǎng)，要求每班需清洗一次，但清洗周期可結(jié)合水質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；②過(guò)濾器進(jìn)行清洗時(shí)不需拆卸過(guò)濾器，四個(gè)過(guò)濾器可進(jìn)行輪流清洗，即：將某一個(gè)需清洗的過(guò)濾器進(jìn)出液球閥關(guān)閉，擰掉排污堵頭放盡內(nèi)部積水，打開(kāi)反沖閥，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)反沖管上的手輪，利用其他過(guò)濾器過(guò)濾后的清潔水經(jīng)反沖管沖洗過(guò)濾網(wǎng)，這時(shí)過(guò)濾網(wǎng)上的污物經(jīng)排污口排出；③清洗清潔后關(guān)閉反沖閥，擰上排污堵頭，打開(kāi)進(jìn)出液球閥，放盡空氣后關(guān)閉防氣閥；④定期安排人員檢查設(shè)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(shí)處理。

圖2 GLQZ2000型過(guò)濾器組

（2）MK-RF軟化水裝置

該設(shè)備參數(shù)為： 進(jìn)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(hù)膜元件不被損壞，水壓大于1.4 MPa時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓；該設(shè)備過(guò)濾精度分為四級(jí)過(guò)濾，一級(jí)為50 um過(guò)濾袋2只，二級(jí)為20 um過(guò)濾袋1只，三級(jí)為5 um過(guò)濾棒20只，四級(jí)為膜元件6只，見(jiàn)圖3。

使用要求：①過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)及時(shí)更換，防止過(guò)濾棒污染受抯，造成凹裂后，泥沙流入膜體內(nèi)，導(dǎo)致膜元件嚴(yán)重堵塞報(bào)廢；②一二級(jí)過(guò)濾介質(zhì)正常水質(zhì)為7～10天更換一次，三級(jí)為15～20天更換一次，四級(jí)為半年清洗、一年更換，更換周期可根據(jù)水質(zhì)情況延長(zhǎng)或縮短更換周期，也可觀察設(shè)備的運(yùn)行壓力，當(dāng)壓差達(dá)到規(guī)定時(shí)，應(yīng)更換對(duì)應(yīng)的過(guò)濾介質(zhì)，更換前應(yīng)先排放完過(guò)濾器內(nèi)余水后再更換；③每天觀察運(yùn)行藥劑數(shù)量，并適時(shí)添加，排污截止閥不允許完全關(guān)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(shí)不用水，需要停止運(yùn)行5 天以下時(shí)，每天應(yīng)該運(yùn)行2 個(gè)小時(shí)以上，防止系統(tǒng)內(nèi)細(xì)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(yùn)行5天以上，1～2個(gè)月以下時(shí)，必須對(duì)MK-RF 型綜采乳化液配水處理成套設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期停運(yùn)保存，長(zhǎng)期停運(yùn)保存操作，需要設(shè)備廠家培訓(xùn)合格的人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，不得自行操作。

圖3 MK-RF軟化水裝置

（3）ZNR 礦用乳化液自動(dòng)配比裝置

該設(shè)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(jìn)出液口為DN50快速接頭，進(jìn)油口為KJ25 快速接頭。

3 應(yīng)用情況

馬道頭礦8404智能化綜放工作面所采用設(shè)備于2018年10月份地面調(diào)試，2019年1月份井下安裝調(diào)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(jì)安全生產(chǎn)原煤4.93 Mt。工作面各設(shè)備工況良好，設(shè)備損壞率低，設(shè)備開(kāi)機(jī)率保持在93%以上，沒(méi)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(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了工作面回采期間電液控制系統(tǒng)的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了液壓設(shè)備的磨損和腐蝕，降低了設(shè)備檢修維護(hù)工作量，保證了設(shè)備的穩(wěn)定、可靠服務(wù)，試驗(yàn)表明應(yīng)用效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

智能化工作面是煤礦未來(lái)發(fā)展的方向，電液控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能化工作面的基礎(chǔ)，純凈的乳化液是保證電液控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的核心，在已有的支架回液過(guò)濾站和高壓反沖過(guò)濾站的基礎(chǔ)之上，設(shè)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。