综采面液压支架供液系统的改造分析

2019-12-30张海朋

煤 2019年4期

张海朋

(潞安集团蒲县隰东煤业有限公司，山西临汾 041208)

液压支架是综采工作面关键的机械设备，其工作状态直接关系到回采面顶板的控制。液压支架的电液控制系统可以实现综采液压支架的自动化控制，进而达到高效生产的目的。众多学者及工程技术人员对综采支架供液系统进行了研究，并取得了丰硕的成果[1-6]。山西某矿采用某国产液压支架后可以有效降低工作人员劳动强度，减少回采面人员数量。但是随着设备服役时间的增加，检修时发现设备的供液质量偏低，没有办法确保电液控制系统平稳运行，因此，需要对该供液系统进行改造。

1 工程背景

采用的液压支架的基本参数为：采用4根立柱进行支护，液压支架的支撑高度范围为2.8～6.5 m，支架的有效支护宽度为1.65～1.85 m，中心支护宽度为1.75 m，支架的额定工作阻力为1.3×105kN，初撑力在1.01×105kN，设备的总重量达到50 t。该设备的构造较为复杂，对供液系统的供液质量要求比较高。随着支架的使用，发现供液系统存在供液质量偏低的情况，不能有效满足支架工作需要。具体表现为：供液系统原先采用的水质过滤器过滤精度不够，设备的粗过滤器过滤精度在180 μm，高压过滤器的过滤精度在40 μm。水质首先经过粗过滤器，再经过高压过滤器过滤之后送达工作面的液压支架，但是在供液中仍不断地有杂质解析出来。原采用的供液系统不能有效保证电液控制系统的安全稳定运行，因此，需要进行升级改造。

2 改造方案

矿井针对供液系统存在的问题，与生产厂家技术人员沟通之后，确定了具体的改造方案，主要是增加系统过滤装置。增加的装置主要为：粗过滤装置、水质软化装置、精过滤装置、高压反冲洗过滤装置等。

3 供液装置功能分析

3.1 粗过滤装置

粗过滤装置的主要作用就是对供液系统中较大的杂质进行过滤，进而保证进入到精过滤装置中的水质质量，防止较大的杂质对高精度过滤器中的相关滤芯造成堵筛，影响系统的正常运行。现场经过反复的试验，并结合供液系统的供液量及高精度过滤器的要求，决定采用WGGLAJ2000/2.5/60的粗过滤器。该型号过滤器具有过滤能力强、设备密封性能好、流量通过能力大等特点。此外，设备采用的滤芯清洗后可以重复使用。在设备的进液以及出液口都有压力传感器，从压力值可以判断滤芯是否出现堵筛，从而判断是否需要更换滤芯。

3.2 水质软化装置

该装置的主要构成有水软化设备、减压阀以及离心泵等。由于供液系统的水来自地下，地下水中的钙镁离子等含量比较高，水质较硬，容易出现水垢。原系统就发生过由于水垢而造成系统供液故障的情况，故需要对水质较硬的地下水进行软化。从粗过滤装置中排出的水压力通常可以达到1.4 MPa以上，不利于水质的软化，因此采用减压阀将水的压力降低至0.3 MPa左右，软水装置正常运转，满足对水质软化的需要。供液系统软化后的水通过水箱传输到乳化液泵泵箱时需要一定的压力使乳化液的泵箱自动配比装置能够正常运转，因此，采用离心泵对泵箱上自动配比装置运转提供动力。

3.3 精过滤装置

从粗过滤装置以及水质软化装置之后出来的水中仍含有颗粒较小的杂质，若直接传送到乳化液泵站的进液箱中很容易增加过滤压力，进而造成过滤筛芯堵筛。乳化液泵站的过滤筛芯价格较为昂贵，设备更换起来也需要大量的时间。因此，改造方案中主要增加了精过滤装置来解决这个问题，提高了液体的纯净度，大大降低过滤筛芯承受到的工作负荷，从而实现对过滤筛芯的保护。精过滤装置中采用的滤芯价格较为低廉，同时清洗之后可以重复使用，设备的安装维护工作也十分便捷。

3.4 高压反冲洗过滤装置

经过乳化液泵站加压并经过乳化液泵站自身的过滤装置过滤之后的浓缩液若直接注入到回采工作面液压支架内，就往往会因为提液中含有杂质而造成供液质量偏低。在系统中安设1套型号为ZGLZ-2000III的高压反冲洗过滤装置可以保证供液质量。设备的主要优势在于，其运转过程中不会对供液系统的压力流量造成影响，同时又可以实现对乳化液泵站输出的浓缩液的高精度过滤。

现场的应用实践结果表明，安装该装置之后，供液系统提供的乳化液纯净度得到较高的提升，供液系统的整体可靠性大大提高。同时由于设备具有较大能力的清洗功能，可以通过计算机软件来达到自动反冲洗，同时还可以排除反冲洗过程中滤芯积累的杂质，提升了高压反冲洗过滤装置的耐久度和工作效率。

4 改造效果分析

针对矿井采用的液压支架供液系统进行全方位的改造之后，在矿井正在回采的61203回采工作面进行了应用。回采工作面开采的12号煤层厚度为4.5 m，采煤机一次采全高。回采期间由于顶板较为坚硬，来压较为明显。采用改造的供液系统之后，液压支架在工作面的来压期间或者是正常回采期间均未出现由于供液质量不高而导致的设备损坏、支架支撑强度不够或者动作响应缓慢等情况。表明采用的综采面液压支架供液系统改造方式是切实可行的，改成后的供液系统能保证液压支架的高效工作。