煤矿智能化电液控制系统水质管理探析

文/巩春启 翟龙虎

采用电液自动控制系统的液压支架支护，是当前最先进的采煤支护工艺。电液自动控制系统是综合运用了计算机、电子控制、机械、传感、通信网络、信号转换等技术的一项综合性高技术工作模式，该工作模式要求更专业的维护和使用，特别是对水质提出更严格的要求。

煤矿智能化电液控制系统用水，是指工业用水经过反渗透处理后符合电液控动力系统的净化水，净化水与专用乳化油经过自动配比系统配比成合格的乳化液，浓度为3%～5%，由泵站加压向工作面电液控液压支架源源不断输送液体动力。由于该系统对水质精度要求严格，必须对工业用水水质的净化以及生产设备安装、使用、维护时水质质量的保护进行系统化管理，最终达到减少乳化液水质的污染，提高电液控系统的使用寿命。本文以彬县水帘洞煤矿ZF3803工作面电液控制系统为例，探析电液控制系统在安装、使用、维护时对水质的管理。

一、水帘洞煤矿ZF3803工作面地质概况

ZF3803工作面位于+770m水平三采区中段。北面与ZF3805采空区保留6m煤柱，南面与ZF3801采空区保留6m煤柱，西面至矿井边界煤柱与大佛寺煤矿井田为邻，东至本面停采线。工作面走向长2115m，倾向长191.5m，煤层厚度为14.0m，ZF3803孤岛工作面具有冲击危险性。工作面褶曲段、断层处等局部存在动压显现现象及冲击性。因此，鉴于现场实际情况，为减少灾害造成的隐患，降低工人的劳动强度，公司采用机械手把式旧液压支架通过再制造维修改造的智能电液控系统液压支架进行支护。

二、电液控支架制造安装、试生产期间水质管理

1.支架以及配套设备选用时的水质管理

（1）电液控支架原则上使用的配套支架必须选用全新的液压件，确保生产时对电液系统电磁阀及高精度过滤器、滤芯的保护。如果使用再制造支架（维修改造），必须由可靠的专业化队伍严格按电液控技术要求进行再制造，使用单位要对液压元件的冲刷工序全程监督来确保再制造质量，减少所有液压元件中的杂质，确保在投入使用时的水质。

ZF3803工作面采用正四连杆双输送机插板式低位放顶煤支架，该支架为再制造支架，因此在改造支架时，公司安排专人在再制造厂家现场监督改造，确保对再制造支架所有的液压元件的冲洗清洁度，减少元件的内部污染。

（2）电液控系统必须配备完整的过滤系统，保证进回液的过滤精度 （电液控要求乳化液精度为25微米），各级过滤装置必须完好，严格按照要求安装和使用。

为了切实达到电液控系统的水质要求，确保设备的正常使用，ZF3803工作面电液控采用六级过滤系统。

第一级过滤系统为反渗透水处理系统。ZF3803工作面电液控使用的原水水源为周边的老空积水，采用国内最先进的反渗透水处理系统对老空积水进行净化，达到电液控水质要求。第二级过滤系统为加水过滤系统。第三级为乳化液配比与加压过滤系统。第四级为高压进液反冲洗过滤系统。第五级为工作液液压装置内部过滤系统。第六级为回液过滤系统。

以上过滤系统均为电液控标准配置过滤系统，严格按照要求使用，并按照要求定期检查清理。ZF3803工作面电液控支架供液循环系统如下图所示：

ZF3803工作面电液控支架供液循环系统图

（3）所有液压件及沿途供液管路必须使用国内甚至世界上质量最好的器材元件，避免质量不过关在今后生产过程中频繁更换配件对水质造成二次污染，而维修频次越多对电液控设备损害越大。

ZF3803工作面进液管路采用型号为西北橡胶德标Ф32mm配件，回液管路采用型号为西北橡胶德标Ф51mm配件，所有管路均采用高强度耐用高压钢编胶管，使用寿命长。安装完好后，均不需要维修更换。乳化液泵站的各级过滤系统以及工作面电液控设备内部过滤系统均采用世界上最先进最耐用的电液控系统设备。到目前为止，除了厂家规定检修次数，未进行一次元件的更换，切实减少了水质二次污染。

（4）泵站必须使用不锈钢乳化液箱，防止使用过程中铁锈进入液体中，并根据使用实际情况进行及时冲洗。

ZF3803工作面泵站使用的乳化液箱采用高强度不锈钢材料，使用半年来，通过对乳化液箱的清理未发现箱体产生铁锈情况。

2．电液控设备运输、安装及试生产期间的水质管理

（1）从厂家维修车间拆装到矿工业广场装车、井下组装车间组装再到工作面安装，所有液压元件必须全部包扎密封，严控在运输过程中粉尘进入管路，整个工序必须经监管人员签字确认后方可进行。

ZF3803工作面电液控设备的运输自井上工业广场到工作面，所有设备与液压元件均采用全程密封运输管理，下井及到工作面均有专人验收签字，小型液控元件均采用“箱体密封”管理，确保运输期间所有设备均为密封状态，切实减少了沿途尘土污染。

（2）工作面安装期间，现场安装必须使用处理过的纯净水，专用乳化液浓度配比合格，乳化泵以及水箱必须保持清洁。

ZF3803工作面安装期间，泵站附近将矿井防尘水断供，防止安装过程中施工人员私自将防尘水加入泵站水箱内，造成水质污染，并且专门自泵站敷设一条专用管路（该管路的净化水为反渗透水处理系统处理的纯净水），对乳化液浓度的配比，建立专门的台账，每班不定时检查，并做好记录。乳化泵设备为专供设备，完全按电液控乳化液要求标准配备。

（3）工作面进回管路敷设，安装前必须按要求密封包扎连接；安装完毕，与工作面管路对接前必须使用纯净水进行高压冲洗，专业领导、区队负责人全程监督。

ZF3803工作面管路的运输采用与设备相同的密封包扎方式，连接时，发现密封破损，则不得使用，必须采用标配的乳化液冲洗后，方可使用。安装完毕，必须先采用合格净化水高压冲洗，全程由专业领导、区队负责人监督，合格后投入使用。

（4）工作面试生产期间回液管的乳化液严禁直接回到泵站水箱，每天对回液水取样化验分析，化验合格后方可与泵站水箱和管循环使用。

为了防止设备的液压元件与管路中残存杂质进入循环水中，ZF3803工作面初期试生产期间回液水必须外排，严禁直接回到乳化液箱内循环使用，由专业机构对回液取样分析，经分析合格后连接回液过滤器，方可接入回液箱。

（5）泵站必须使用专用乳化油，乳化液浓度必须符合电液控要求，浓度稳定，严禁造假数，以防乳化液配比不合格腐蚀设备造成水质污染。生产过程中每月必须对泵站供水和回液水进行一次化验，发现问题及时分析原因。

ZF3803工作面乳化油采用电液控制系统指定专供的乳化油，乳化油配比采用自动配比系统进行智能配比，再采用传统检查方式进行检查并记录于专门的台账内，发现造假一律按照规定追究责任。定期对乳化液的供水、回液进行化验，发现异常问题，分析并立即解决，确保水质。

三、电液控设备使用时的水质管理

操作电液控制系统工作人员，必须熟悉各个液压元件及操作流程，施工人员必须参加专业培训，培训合格方可上岗。必须保证并抓好现场的正规操作，严防野蛮操作挤伤电液元件，尽量降低设备维修量。遇到复杂地质构造时，必须及时调整电液元件，以防损伤电液元件。

ZF3803工作面安装前，由公司领导组织专业技术操作人员去国内使用该系统先进的矿井，调研学习相关的施工组织工序。回来后，由厂家组织进行专门培训，考试合格方可上岗。使用时，由外出学习的人员对每一名职工进行现场实际教学演练，切实做到熟悉电液控液压系统各个功能和操作流程。结合现场实际编制电液控制系统操作规程、规章制度以及操作注意事项，公司对区队进行了专门的考核，确保正规操作，降低设备的维修量，减少水质的二次污染。在周期来压和顶板压力变大时，支架活柱量小，由于及时调整了电液元件的高度，减少了地质压力对电液元件造成的损坏，降低了维修量，减少了水质污染。

四、电液控设备维修时的水质管理

1.制定检修班次的检修保养制度，加强日常保养维护，减少电液元件的更换量。严禁用水直接向控制中心及其他电器元件冲刷 （水冲洗会导致滤芯生锈，更换时造成水质污染），并做好日常清理防尘工作。

ZF3803工作面对日常检修制定了各种检修维护保养制度，并且对检修人员进行专业培训。除尘采用物理除尘，严令禁止采用防尘水直接冲洒除尘，减少了阀组元件生锈，降低了阀组的更换量，确保了水质。

2.工作面生产班次更换液压件时，必须在当班质量员或跟班人员监督下进行更换维修，检修班维修保养必须由专业人员操作，严禁其他人员随意进行维修操作。

ZF3803工作面更换管路、液压元件时必须有专人看管，公司在泵站建立无尘化操作室，专门对备用设备进行10次以上冲洗，冲洗完毕要密封好，进入工作面更换地点，再进行二次冲洗，冲洗完毕，方可进行更换，全程由专人监督。

3.所有与电液控相关的过滤系统必须严格按要求正常使用，严禁在生产中随意停用任何一级过滤，并且加强日常检查保养确保过滤有效。

4.工作面电液控电液元件多、管路多，管理难度大，一旦损坏，必定对水质造成污染，必须采用分区域与特定岗位联责，对特殊地点的管线严格看护，确保责任到人。

五、结论

电液控制系统最重要的是保证水质并减少水质的二次污染，关键是对设备的正规操作和正规维护，尽量减少维修次数。根据电液控技术要求电液控液压支架25微米过滤器每两个月更换一次，但经过对彬县水帘洞煤矿ZF3803工作面电液控制系统水质的系统化创新管理，ZF3803工作面已经连续生产6个月。到目前为止，所有支架过滤器没有更换，大幅度降低了材料投入和人工维修成本，提高了回采效率，确保了矿井实现连续高效稳产。