斜溝煤礦綜采工作面乳化液濃度影響因素分析

目前，隨著煤礦機械化程度的提高，乳頭液作為煤礦各具體條件和拆卸框架的液壓機，在整個能源系統(tǒng)中發(fā)揮著核心作用。尤其是對于液位，正確的選前和維護，直接影響液位臂的正常工作和液位的使用壽命。為此針對乳化液與液壓支架間的這種關系,根據現(xiàn)場情況進行了探討。118在電液中的應用山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦18105工作面,設計年產能1000萬t,支架數量174架,采高5.49m,采用KAMAT泵站。煤礦的液壓支架、泵站、控制閥、管路、過濾網和液壓介質組成了一套液壓系統(tǒng),支架的油缸和立柱是執(zhí)行元件,控制閥是液壓系統(tǒng)的控制元件。電液控制液壓支架的重要特點是利用電磁先導閥控制主控閥組的開與關,控制油缸的動作。電磁先導閥利用先進的計算機系統(tǒng)實現(xiàn)程序化和自動控制。電磁先導閥的控制回路精細,因此對于液壓介質和過濾網提出了極高的要求。乳化液的重要作用是,作為液壓介質傳遞力和功率,同時為支架和泵站提供充足潤滑和防銹性能,與工作液壓系統(tǒng)中的密封材料相容,與環(huán)境相容,具有生物降解的功能。乳化液作為液壓介質要有良好的過濾性能,乳化液穩(wěn)定,不分層和析油。乳化液的質量由以下3個因素決定:水質、乳化油和水與乳化油的配比(質量分數)。1.1水樣的準備2009年5月,山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦對于準備用于18105工作面的水樣進行了檢測,根據斜溝煤礦18105工作面的水質特點,斜溝煤礦選用了乳化油SOLCENIC2BW-C產品。水樣檢測結果如下:1.2產品與斜溝煤礦協(xié)同膠凝劑最佳配比根據斜溝煤礦的水質特點,選用福斯SOLCENIC2BW-C(ME10-4)產品與斜溝煤礦水樣配成質量分數分別為3%、4%、5%的乳化液,在70℃下靜置168h(7d)后,發(fā)現(xiàn)質量分數為4%的乳化液最透明、最穩(wěn)定,且符合MT76—2002《液壓支架(柱)用乳化油、濃縮物及其高含水液壓液》的規(guī)定。1.31乳化液濃度過低,造成支架動作慢在18105工作面安裝液壓支架時,沒有注重乳化液的配比和清潔,乳化液在工作面剛開始投產時,質量分數僅為0.5%,乳化液呈乳白色,有白色浮皂產生,過濾器堵塞,造成支架動作緩慢,分析得出是乳化液濃度過低產生的危害。1.3.1斜溝煤礦乳化液水樣的處理1)乳化液濃度低,造成乳化液潤滑性能不足,動密封和推拉油缸活塞桿密封磨損,產生了許多毛狀物,堆積在過濾芯表面,堵塞過濾器,造成支架系統(tǒng)的竄液和漏液,如圖1和圖2所示。2)防銹性能不足,造成支架和閥部件銹蝕。3)乳化液濃度過低,會造成乳化液抗菌能力下降,細菌數量增加,乳化液變臭。4)乳化液濃度過低,會造成乳化液不穩(wěn)定,產生析油和析皂。針對乳化液濃度過低,在液箱里配液時,通過加大乳化油的用量,提高乳化液的配比濃度。2010年2月和3月取水樣檢測,發(fā)現(xiàn)水源發(fā)生了變化。水樣檢測結果見表1。針對新的水樣,斜溝煤礦重新做了熱穩(wěn)定性試驗。選擇SOLCENIC2BW-C產品與斜溝煤礦新的水樣配成質量分數分別為3%、4%、5%的乳化液,在70℃下靜置168h(7d)后,質量分數為3%的乳化液有浮油出現(xiàn),質量分數為4%和5%的乳化液穩(wěn)定。由于新的水樣水質硬度大,因此需要將乳化液質量分數保持在4%以上。2010年3月通過對18105工作面乳化液取樣,樣品依次為液箱液(質量分數0.5%)、回液(0.5%)、混液器配制液(7.5%)、液箱液(5%)、回液(5%)。①液箱液(0.5%)和回液(0.5%),乳化液均呈乳白色,有白色浮皂存在。乳化液的潤滑性能和防銹性能不足。②混液器配制液(7.5%)、液箱液(5%)和回液(5%),浮化液均呈淡黃色,透明,乳化液具有充分的潤滑性能和防銹性能。斜溝煤礦綜采隊制定了以下措施提高乳化液濃度。①混液器混液質量分數調到最高值7.5%。②在生產班時,支架工作時,向液箱內直接加注乳化油,使液箱乳化液質量分數保持在10%左右,直到回液質量分數達到5%。③在生產班共計割煤4刀,加油30桶(200kg/桶),乳化液回液質量分數提高到了5%。實施以上措施后,支架移架速度加快,降架時間5s,拉架時間5s,升架時間5s,支架動作正常。1.3.2液箱乳化液質量分數測定2010年3月20日上午9時開始加油,提高濃度。泵站油泵6min可以抽空1桶油(200kg)。到15:30時,工作面割煤4刀,加油30桶。從11時30分開始記錄液箱乳化液的質量分數變化,記錄數據見表2。液箱浮化液質量分數變化如圖3所示,支架在移架時,有大量的回液回到液箱中,液箱的濃度急速下降,需及時補充乳化油,使質量分數控制在10%。1.3.3濾芯更換必要性乳化液濃度提高后,支架正常工作。但是在2個月后,發(fā)現(xiàn)濃度又開始下降。針對此問題進行檢查,發(fā)現(xiàn)進水過濾器發(fā)生了堵塞,造成進入混液器的水流量不足,配液濃度不穩(wěn)定。更換進水過濾器濾芯后,混液器工作穩(wěn)定工作,配液質量分數達到了要求值5%。結果表明經常對過濾器進行清洗工作,對乳化液箱的正常配液有著直接影響。2最佳乳化液濃度的確定乳化液96%成分是水,水質對于乳化液的性能非常重要。要經常檢測水質,根據水質情況選擇乳化液型號,根據水質的變化采取相應措施。保持乳化液的濃度在規(guī)定值,是充分發(fā)揮乳化液性能的關鍵。提高整個支架系統(tǒng)的乳化液濃度,在支架工作時,向液箱內注乳化油。由于低濃度支架回液持續(xù)回到液箱,液箱濃度波動,需持續(xù)加入乳化油,以保持液箱液濃度穩(wěn)定