电液控专用浓缩液在高产高效工作面中的应用

电液控专用浓缩液在高产高效工作面中的应用

随着我国煤炭行业的快速发展，采矿机械水平不断提高。尤其是在高产高效综采工作面开采中,作为关键设备的电液控制系统得到了越来越广泛的应用,从而对电液控制系统液压传动介质提出了越来越高的要求。目前对于电液控制系统液压支架中使用的专用浓缩液,不再看重其单一的优势性能,而是更加注重其综合性能。结构复杂、精密度高是电液控制系统的基本特点,因而对液压传动介质的稳定性、洁净性、润滑性、防腐性、耐磨性、密封性、清洗过滤性等综合性能都有很高的要求。可以说,电液控专用浓缩液质量的优劣,直接影响到液压支架的工作性能,且事关矿井下工人的作业安全,必须给予足够重视。西山晋兴能源有限公司斜沟煤矿18113工作面所用的电液控制系统具有复杂的阀件结构和高精度的过滤器组件,相比传统液压支架系统对液压传动介质有着更高的要求。基于此,斜沟煤矿将一种新研发的电液控专用浓缩液应用到18113工作面采煤作业中,本文对其在高产高效综采工作面中的工业性应用效果进行跟踪考察。1高产、高效断面的基本信息和问题1.1煤层采储量预测西山晋兴能源有限公司斜沟煤矿位于山西省兴县县城北直距20km处,其18113综采工作面,走向长度为1612.9m,倾斜长154/294.7m,面积382530m2,煤层总厚度平均6.55m,煤层倾角平均10°,开采时间为2012年3月至2013年3月;可采储量320.69万t;工作面液压支架总共177架,其中端头支架型号为ZYT12000/25/50D,数量为7架,过度支架型号为ZYG12000/25/50D数量为7架,中间支架型号为ZY12000/28/64D,数量为163架。1.2滤芯堵塞,进行油封的原因该套支架开采作业之前系统曾使用传统乳化油作为液压传动介质,由于乳化油为热力学不稳定体系,产生油皂析出问题,造成滤芯堵塞严重,防腐性能不佳则导致油缸锈蚀,密封件破损拉伤等,严重影响了工作效率和正常生产。为了减少液压系统的滤芯堵塞问题,解决系统污染问题,提高生产效率,减少劳动力的投入,必须采用性能更优越的电液控专用浓缩液作为液压传动介质,以满足高产高效综采工作面对液压传动介质的要求。2其他特性性能相对于传统乳化油和微乳液,电液控专用浓缩液有着不可比拟的优点,概括起来,主要有如下几点:1)洁净环保。以水为载体的专用浓缩液配方体系,采用植物油或植物脂来代替矿物油,其化学合成是单一相体系,不会产生油、水分离现象,也不会产生油皂析出。因此,即使配液跑冒滴漏,生物降解率一个月内即可达到90%以上,也不会造成地下水资源的污染,不会对环境产生蓄积性影响。2)性能稳定,适用广泛。专用浓缩液具有很强的热力学稳定性,在10~70℃,336h条件下油皂析出量不大于0.1%(标准规定稳定性试验条件10~70℃,168h油皂析出量不大于0.1%);专用浓缩液具有良好的抗低温性能,其凝固点为-10℃左右(MT76-2011标准规定凝固点不得高于-5℃),即使因外界环境温度低于凝固点,下井后(井下温度一般10℃以上)也会很快恢复使用性能,不影响使用;专用浓缩液在生产中使用离子水,添加特种添加剂来保证浓缩液的优越性能;可根据水质硬度调整配方,因此适应矿井水硬度的范围要更广泛。3)良好的润滑性。专用浓缩液与0.05%硬水进行5%浓度配液,油膜的最大无卡咬负荷PB值强度达到800N以上(标准规定PB≥392N),且应用技术可有选择性地补偿磨损表面。4)极强的防锈防腐性能。在10~35℃条件下,经抛光处理的铸铁试件表面按测试要求均匀滴上试液放置24h,试件无锈迹出现,且能够保持光亮如初;在70℃的条件下,将符合测试条件的钢棒和黄铜棒分别置入试液中,经24h后,试件均无色变、无锈蚀。5)优异的密封材料相容性。专用浓缩液与密封材料的相容性十分优异,经符合测试条件的橡胶试件按GB/T14832的规定方法步骤进行测试,在试液中浸泡168h后,橡胶试件的体积膨胀率在3%以下(标准规定在0%~6%)。对于液压支架用浓缩液来说,最主要的要求就是要具有良好的稳定性、润滑性、防腐蚀性、防锈性和密封材料相容性等,斜沟煤矿生产应用的电液控专用浓缩液,兼具上述优点,且可滤性更强,不仅完全符合行业标准的要求,更是十分理想的电液控专用浓缩液。3准备将特殊浓度绿化液应用于电液控制3.1地下水对配液水水质的影响电液控系统中的液压传动介质主要起到压力传动的作用,同时还兼具防腐防锈和润滑等功能。井下配液用水主要取自简单处理过的含有较多离子和非离子物质的地下水,水中溶有各种杂质和钙离子、镁离子、硫酸根离子等阴阳离子。而配液体系中水的质量占比高达95%以上,因此配液用水在极大程度上影响着配液质量,从而对液压支架及其零部件的防腐防锈、密封润滑等产生直接的影响。不同矿区水文地质条件差异较大,因此应用前必须对水样进行分析化验,并据此调整配方,以达到最佳的配型效果。经检测,斜沟煤矿水质指标满足专用浓缩液配液水质的要求,检验数据见表1。3.2换液清洗的注意事项换液方案的制定主要是依据现有工况条件,并根据配液水质与液压系统的污染程度来制定的,主要步骤如下:1)对液箱进行彻底清洗。首先放掉液箱中的清水,再把液箱内壁附着的杂质用专用浓缩液原液擦拭干净,务必尽可能的清除掉液箱内的杂质与污物,不留死角,最后用高压水枪将液箱彻底冲洗干净。需要注意的是,换液期间至少要进行三次清洗,每次间隔10天左右。2)抽查过滤器。必须要保证液压支架过滤器的畅通。可采取抽查的方法,如发现堵塞不畅的情况,要根据不同的原因进行不同的处理:如是因为油皂析出而导致滤网堵塞,可用浓缩液原液浸泡并反复清洗;如果是煤粉颗粒或者橡胶杂质导致过滤器堵塞,则需要更换。这也是必须要遵守的一条原则:换液过程中必须要对各类滤芯进行抽查,防患于未然,发现潜在的问题,提前进行处理,以免因堵塞问题而影响整个系统的正常作业。3)按流程进行换液操作。首先在液箱中配制标准浓度5%的浓缩液稀释液,同时必须加强人员的用液管理,并时刻注意配液浓度并及时添加原液,将液箱中配液浓度范围控制在5%。初期阶段,在保证配液浓度的前提下系统正常运行一个月时间,期间每10天对液箱、滤网、磁性过滤器进行彻底清洗,一个月后可置换原系统中60%的传动介质;此后的换液中后期,每月对液箱清洗1~2次;换液过程中,会出现漂浮物、油状物和杂质,一经发现,必须及时打捞去除。4清洗液箱和支架配液对西山晋兴能源有限公司斜沟煤矿18113高产高效综采工作面从2012年3月至2013年3月13个月开采期间电液控专用浓缩液的应用效果进行考察跟踪,其结果如下:1)液压支架状况良好。在13个月的生产期间,工作面液压支架具备良好的稳定性和灵活性,支架支撑有力,同时能满足快速移架、添架的工作操作要求,有效控制支架窜滑现象,漏液现象也得到了有力控制而极少发生。2)液箱配液质量良好。根据要求,生产期间每月都会对液箱进行至少1次的清洗,在清理滤网时也未发现不容粘稠物;液箱配液能够长时间保持澄清状态,没有以往使用乳化油所产生的油皂析出现象;据工人反映,配液无异味和刺激性气味,长时间接触后也无不良反应。3)支架配液变化情况。生产期间,每月都会从工作面液压支架中取样进行观察,经观测液样均保持澄清透明,并具备良好的生物降解性,锈蚀实验结果观察无锈斑产生。根据标准要求,配液浓度范围在5%,pH值范围在7.5~10。工作面液压支架取样配液pH值变化的全程跟踪记录见表2。表2中数据和跟踪记录结果表明,生产期间支架配液各项数值均能够达到标准要求。4)无锈蚀现象。观察高产高效综采工作面液压支架的立柱、缸体、阀件表面和液箱内壁情况:液压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,内部无锈蚀现象产生;各类阀件未见锈斑现象;清洗液箱时,除因长期暴露潮湿空气中而导致部分内壁油漆层爆皮外,大部分内壁油漆层保护完好;滤网洁净,没有锈蚀现象产生。5)滤芯堵塞情况减少。生产期间电液控制系统一直保持良好的运行状态,这主要归功于专用浓缩液传动介质优异的稳定性能,减少了堵塞现象,使得滤芯因堵塞而更换的频率大大降低。6)生产效率提高。18113综采工作面所应用的专用浓缩液,以其优良品质满足了现场对传动介质的各种要求,为公司顺利完成生产任务发挥了重要作用,保证了生产开始月产量迅速提高并保持在较高水平,见表3。5环保可生物降解1)随着高产高效工作面综采技术的进步与革新,电液控制系统设备对传动介质的要求越来越高。斜沟煤矿18113综采工作面液压专用浓缩液与之前使用传统乳化油的效果相比,其杂质含量少,无漂浮物,无油皂析出,不会堵塞阀件和滤芯,防腐和润滑性能良好,无刺激性气味,环保可生物降解。2)需要注意的是,在应用电液控专