综采高端智能化乳化液泵站集中供液系统研究与应用_高兴利.pdf

综采高端智能化乳化液泵站集中供液系统研究与应用高兴利（山西焦煤霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿，山西吕梁033102）摘要：在二盘区综采工作面投入一套综采高端智能化乳化液泵站集中供液系统，介绍了集中供液泵站的组成，对关键技术进行应用研究，分析了具体的应用效果，提出了存在问题及相应解决方法，以有效保障采煤工作面高压用液需求，为智能开采提供经验。关键词：智能控制自动配比远距离集中供液中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0230-02引言方山木瓜煤矿于 2020 年在二盘区投用一套 6.5 m大采高智能化综采设备，供液系统作为大采高智能化工作面建设的一个重要组成部分，主要为电液控支架提供稳定的动力源，实现液压支架与采煤机速度配套成组的快速升降架和移架。同时，经过对国内外综采工作面供液系统研究分析，本着综采供液技术向智能、高效、绿色方向发展，避免乳化液浪费及环保的要求，采用综合分析方法，确定了一套综采高端智能化乳化液泵站集中供液系统，并在二盘区中部高标准施工了一个集中供液泵站硐室，最远供液距离达 3000m，服务整个二盘区 11 个工作面。实现远距离供液、泵站集中智能化控制、乳化液自动配比等功能，为方山木瓜煤矿在智能化建设方面再添新衣。1集中供液泵站组成1.1主要设备BRW630/37.5 高端智能乳化液泵三台、RX630/70高端智能乳化液泵箱主箱一台、FRX630/70 高端智能乳化液泵箱辅箱一台。1.2辅助系统GLQZ2000/5/40 进水反冲过滤器、乳化液泵站（喷雾泵站）控制系统、RPZ乳化液自动配比及浓度在线检测装置、ZM-JSZ-8 净化水处理装置等系统1-3。集中供液泵站硐室设备布置如图 1 所示。1.3BRW630/37.5 高端智能乳化液泵额定流量为 630 L/min，额定压力为 37.5 MPa（375 bar），质量约 7 800 kg（带电机），电机功率 450kW。1.4RX630/70 高端智能乳化液泵箱液箱体既是乳化液的贮液室，又是各种液压组件的安装基体，由优质不锈钢钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度。两乳化液箱设计容积皆为 8 000 L，实际使用容积各 7 000 L。在每个箱体的两侧都设有两个液位计，用来显示乳化液箱中的液位。1.5GLQZ2000/5/40 型进水过滤站公称压力为 5 MPa，额定流量 2 000 L/min，进液口尺寸 DN513 mm，出液口尺寸 DN513 mm，排污口尺寸 DN32 mm，过滤精度 40 m。1.6ZM-JSZ-8 净化水处理装置等系统有粗过滤管道 Y 型过滤器、纤维球过滤器、精密袋式过滤器（2 组）、保安过滤器、反渗透膜组。滤流量70t/h（精度 200m），精过滤流量 35t/h（精度 5m），反渗透流量 8 t/h。1.7RPZ型乳化液配比装置矿用泵站用隔爆兼本质安全型配比控制箱KXJP-127B，检测箱内部由乳化液浓度传感器、乳化液 pH 值传感器、乳化液电导率传感器组成，能够实时监测乳化液浓度、pH 值及电导率，并将信号传送至电控箱，经过处理并根据设置的参数设置值对配比泵电机、循环泵电机、电磁水阀进行起停控制，保证乳化液箱的实时补液。1.8BPQJ-（1555、60）/1140 变频启动器BPQJ-（1555、60）/1140 矿用隔爆兼本质安全型组合变频起动器（简称为“变频起动器”）具备 2 个独立的 500 kW变频输出回路。2 个独立的 500 kW变频输出回路为二象限运行方式，应用于 500 kW/1 140 V及以下三相交流电动机的变频调速控制,可对 2 台及以下电动机进行变频调速控制。该变频起动器可广泛用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下泵站控制。设备提供Modbus、CAN 总线、以太网通信接口，可与矿井控制网联网，便于数据上传。收稿日期：2022-02-21作者简介：高兴利（1985），男，河南浚县人，本科，毕业于太原理工大学安全工程专业，工程师，研究方向为采矿工程。总第 238 期2023 年第 2 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 238No.2，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.02.092图 1集中供液泵站硐室设备布置供液站l 号乳化液泵2 号乳化液泵 3 号乳化液泵乳化液箱主箱乳化液箱辅箱高压反冲过滤站变频器 400A五回路综保综保五回路回液过软化水处理系统净化水箱自动配比装置滤系统进水反冲洗过滤器自动化系统设计2023 年第 2 期1.9泵站集中控制系统泵站集中控制系统分为主站、分站，分站分别安装于乳化液泵、乳化液主液箱；乳化液泵分站用于监测乳化液泵电机绕组、曲轴箱温度、润滑液压力，并具备控制乳化液泵电机、冷却风机启动，控制加载电磁阀开启打压；乳化液主液箱分站用于监测乳化液箱液位、温度，并具备控制补液泵启动；主站用于集中控制所有分站，具备分站采集数据组态显示功能，具备远程开启补液泵、乳化液泵的功能，具备监测乳化液系统压力功能，通过当前系统压力实时分析，控制变频器工作频率，实现乳化液流量动态调节。集中控制系统提供以太网通信接口、Modbus 通信协议，具备与上位机通信能力，与综采智能化集控系统融合，实现与智能化综采工作面设备联动启动。2关键技术研究内容1）应用高端智能乳化液泵站远距离集中供液系统，分析其在供液期间压力是否达到规定要求，远距离控制系统是否满足需求。通过实践实现了自动欠压启动功能，并保证系统压力在一定范围内，实现恒压供液。2）应用高端智能乳化液泵站控制系统，具有乳化液浓度、pH 值、电导体等参数实时监测功能，矿井制定了无人值守、有人巡查的相关管理制度及日常的日检、周检、月检具体内容。3）应用 GLQZ2000/5/40 型进水过滤站，分析其技术特点、性能参数、工作原理、结构组成、安全操作、保养维修等各方面的相关数据，满足整个综采工作面电液控系统要求，两年内工作面液压系统未因水质问题造成设备损坏。4）应用 RPZ 型乳化液浓度自动配比浓度在线监测装置，分析其精准度满足乳化液浓度要求，达到 4%左右，保证对工作面设备无影响。5）应用 ZM-JSZ-8 型反渗透水处理系统采用“预处理+单级反渗透”水处理工艺，分析研究该方案设计、设备运行稳定性、产水水质等是否满足要求。3应用效果1）按照传统的一面一泵站硐室设计，每个工作面需要施工长度约 80 m泵站硐室，既浪费人力物力又对顶板管理造成难度，集中泵站硐室解决了每个综采工作面施工乳化液泵站硐室的问题。2）在工作面搬家期间，泵站设备安装完善需要35 d 时间，同时对设备损耗较大，集中泵站硐室减少了设备的运输安装次数，避免设备在运输过程中的磕碰损坏，提高了设备使用寿命。3）传统乳化液泵站必须每班安排一名专人负责设备开停及乳化液配比等工作，而远距离集中控制系统建设解决了这一问题，可实现无人值守、有人巡查的管理模式，减少人员的投入。4）智能化乳化液泵站集中供液系统各类检测、保护系统齐全，在日常的管理上极大地减少了乳化液油的消耗，节约了成本管控，回液率达到 95%以上。5）智能化乳化液泵站集中供液系统供液距离最远达 3 000 m，基本满足一个采区所有工作面的供液问题，在一次性完善系统巷道供液管路后，工作面搬家倒面期间仅需对顺槽进回液管路进行铺设。4存在问题及解决办法1）进水水质质量差，容易造成水处理设备各类滤芯、带式过滤器滤芯、RO 模附着杂质严重，影响使用寿命及处理后纯净水质量。通过定期监测水质，及时更换各种滤芯，保证处理后水质达标。2）供液系统原先使用的进回液铁管容易生锈，杂质进入工作面电液控系统，造成设备损坏。通过调查研究，后期更换为锰钢管，在工作面管路末端安装反冲洗过滤装置后，解决了液管生锈杂质进入工作面液压系统问题。3）前期为节约乳化液使用量，配比浓度在低于3%时，乳化液液箱内出现皂化物，容易造成各类阀芯堵塞。后期通过调整乳化液浓度，达到 4%以上，并对液箱进行彻底清洗后，消除了皂化物问题4-6。5结语通过二盘区大采高智能化综采工作面集中供液泵站系统建设经验，为智能开采提供了可复制的成功经验，可以在最大限度上降低供液设备搬运和智能化综采设备液压系统损耗，并在乳化液投入、人员投入、工程施工等方面为企业带来更大的经济效益，既节约了成本，又降低了职工劳动强度，达到“机械化换人、自动化减人”的目的。通过实践证明，方山木瓜煤矿在投用了智能化乳化液泵站集中供液系统后，在社会效益和经济效益方面均达到了预期效果，一是促进了整个矿井的智能化建设目标，为智能化综采工作面提供了安全可靠的新鲜血液，保证智能化建设整体水平的提高；二是智能化乳化液泵站集中供液系统中虽然包含多项高科技硬件和软件系统，但适用性和推广性极强，基本实现所有的综采工作面均可应用。参考文献1吴敬建.智能型远程集中供液系统在花园煤矿的应用J.清洗世界，2021，37（10）：34-35.2丁建国.祁东煤矿采区集中供液系统设备选型分析J.工程技术研究，2020（3）：55-57.3李永明.采煤工作面集中配液及远程供液系统应用J.煤炭科学技术，2021，49（1）：104-105.（下转第 236 页）高兴利：综采高端智能化乳化液泵站集中供液系统研究与应用231机械管理开发第 38 卷2.3.3摆幅不正常忽动忽停问题出现的原因通常是由于卡挂及一些非常小的摩阻，如阻尼器、吊耳等零部件出现异常。2.3.4天平空载变动性大或空载、全载变动性都大通常情况下，此类故障的根源在于机械传动导致螺丝稳固性下降；若空载变动性小，而全载变动性大，通常是因为刀刃质量差或三刀不平行甚至处于不同的平面中，在实践中需要逐一的排查，才能找出故障的根源。天平变动性的调修是一项棘手的难题，一旦发生故障，首先需要分析并找出原因，然后再采取针对性的方法予以调修，从而更准确、更高效地排除故障。参考文献1李贤.机械分析天平示值重复性误差的修理J.中国计量，2018（5）：30-32.2吴颖，张娟娟，高欢.TG328A 型机械天平常见故障调修J.中国计量，2021（12）：43-46.（编辑：王慧芳）Adjustment of Mechanical Double-disc Balance Metering Performance FailuresLi Jin（Beipiao Weighing Instrument Management Institute,Beipiao Liaoning 122100）Abstract:In order to make the measurement of mechanical double-disk balance more accurate,the focus on the mechanical balancesensitivity(sensitivity)and value variability and other metrological performance of the adjustment,analysis of the key points and difficultiesof the adjustment,and summed up the adjustment notes for the mechanical double-disk balance adjustment reference.Key words:mechanical balance;adjustment;difficulties;precautions3张金磊.大倾角综放工作面液压支架应用分析J.江西煤炭科技，2021（3）：48-50.4张丹.大倾角综采工作面液压支架防倒防滑装置的改进J.煤矿机械，2021，42（3）：127-128.5田权.大倾角工作面支撑掩护式液压支架稳定性分析与防倒滑设计J.煤矿机械，2020，41（8）：139-141.6尉建辉.ZFQ13000