乳化液泵远程供液设计

远程供液系统简介液压支架液压系统属于液压传动中的泵一缸开式系统。

动力源是乳化液泵，执行原件是各种液压缸。

乳化液泵从乳化液箱内吸入乳化液并增压，经各种控制元件供给各个液压缸，支架各液压缸回液流入乳化液箱。

乳化液泵、液箱、控制元件及辅助元件组成乳化液泵站，通常安装在工作面运输巷，可随工作面一起向前推进。

泵站通过沿工作面全长铺设的主供液管和主回液管，向各支架供给高压乳化液和接收低压回液。

液压支架液压系统具有下列特点：（1）液压系统庞大，元件多。

（2）工作压力高。

液压支架在工作面支护顶板，要求有较大的支撑力，与初撑力有关的泵站工作压力一般为10～35MPa。

要求液压元件由足够的耐高压强度。

（3）供液路程长（我们称该管路为长输特高压管路系统），压力损失大。

（4）工作环境恶劣、潮湿、粉尘多，工作空间有限，采用条件经常变化，检修不方便，要求液压元件可靠，使用寿命长。

（5）对液压元件要求高。

目前的乳化液输送管道为高压胶管和法兰式钢管连接，但该两种连接方式存在着一些弊端，为此，河南博锐开发了超高压沟槽式连接技术。

其对比如下：该项技术2012年专门针对液压支架长输特高压管路系统独创的一种新型多沟槽式连接技术，属专利产品。

该项技术首次将多沟槽式连接技术应用在特高压长输管路连接系统。

它沿用了沟槽式连接技术的安装维护方便的同时采用压力响应式密封结构的压力越大，密封效果越好的优点，且安装无需特殊施工即可实现连接。

在设计管路附件时按照流体力学的原理进行了结构上的合理设计，以保证管路压力损失降到最小。

同时采用该技术可以选择多种流体输送用管材，亦可以很好的与高压胶管实现连接的同时实现防静电保护。

目前该产品已经在兖矿集团东滩煤矿，神华集团内蒙古黄白茨煤矿、阳煤集团燕龛矿、华煤集团砚北矿等得到成功运用，提高了该矿液压支架乳化液输送的安全性、采煤系统的工作效率并节约了生产成本。

收稿日期:２０２０ ０２ １０作者简介:赵宇明(１９９２－)ꎬ男ꎬ山西大同人ꎬ助理工程师ꎬ从事煤矿机电技术管理工作ꎮｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－２７９８.２０２０.０６.０１６千万吨综采工作面远程供液设计及应用赵宇明(大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司ꎬ山西大同㊀０３７１００)摘㊀要:为了优化综放工作面设备列车布置ꎬ增加巷道的利用空间ꎬ同时提高乳化液供给的稳定性ꎬ对同忻矿８２０９综放工作面长距离供液方案进行了设计ꎬ通过应用ꎬ实现了供液系统与回采工作面设备列车的分离ꎬ可有效地对液压泵站系统进行集中化管理ꎬ提高了设备的运营效率ꎬ便于设备的检修维护ꎮ关键词:远程供液ꎻ综放工作面ꎻ智能高端乳化液泵中图分类号:ＴＤ３５５＋.４㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１００５ ２７９８(２０２０)０６ ００４７ ０２㊀㊀千万吨综放工作面传统的供液方式为近距离供液ꎬ以同忻矿８２０２工作面为例ꎬ乳化液泵站由４台无锡煤机厂生产的ＢＲＷ４００/３１.５型五柱塞乳化液泵㊁２台ＲＸ４００/２５Ｋ型乳化液箱组成ꎮ主进液管为高压钢丝缠绕胶管４ＳＰ－３２－４０ＭＰａ高压胶管ꎬ主回液管为高压钢丝编织胶管４ＳＰ－５１－２５ＭＰａꎮ４台乳化液泵和两台液箱分两组ꎬ每组分别出一根４ＳＰ－３２－４０ＭＰａ高压胶管ꎬ一路从工作面头部进液ꎬ一路从工作面尾部进液ꎻ工作面两路４ＳＰ－５１－２５ＭＰａ回液管分别回到相应的乳化液箱内ꎮ１号㊁２号泵从头部供液ꎬ３号㊁４号从尾部供液ꎬ形成环形供液㊁回液系统ꎮ泵站位于设备列车中部ꎬ全长超过５０ｍꎮ近距离供液缺点较多:一是乳化液出口浓度不稳定ꎻ二是占用的工作面巷道空间较多ꎻ三是增大了设备列车的重量ꎬ从而造成移动设备列车的风险ꎻ四是使用的管路接头变径较多ꎬ易引起压力脉冲和高压胶管脱皮ꎻ五是设备运行工况及环境较差ꎬ不利于设备的检修维护[１－２]ꎮ为此ꎬ本文以同忻矿８２０９工作面为研究对象ꎬ对远程供液系统进行了设计ꎮ１㊀工程背景同忻矿Ｃ３－５号层８２０９工作面倾向长２００ｍꎬ可采走向长１８９９ｍꎬ平均煤厚１５.６３ｍꎬ煤层倾角为１.５~３.５ʎꎻ工作面共布置ＺＦ１５０００/２７.５/４２型支架１１８架ꎬ选用艾克夫ＳＬ５００ＡＣ型采煤机ꎬ配套卡特彼勒前后刮板输送机ꎬ工作面年产量为１０００万ｔꎮ在工作面胶带巷口增开一全长１０３.５３ｍꎬ断面宽４ｍꎬ高２.６ｍ硐室ꎬ做为远程供液硐室以实现远程供液ꎮ２㊀设备选型及布置远程供液硐室共布置远距离供液设备２４台ꎬ其中配电控制系统６台ꎬ尤洛卡乳化液自动配比系统６台ꎬ浙江中煤乳化液泵站系统７台ꎬ南京六合喷雾泵站系统５台ꎮ远程供液设备主要包括ＢＲＷ６３０/３７.５智能高端乳化液泵和ＲＸ６３０/７０ＴＸ智能乳化液箱㊁ＢＰＷ５００/１６喷雾泵和ＳＸ２５００/１６清水箱ꎬ乳化液泵主要技术参数见表１ꎬ喷雾泵主要技术参数见表２ꎮ远程供液管路系统包括Ｄ８９ｍｍ乳化液进液管路㊁Ｄ１０８ｍｍ乳化液回液管路㊁Ｄ７６ｍｍ高压水管ꎬ供液长度２１００ｍꎬ供液管路由无缝钢管㊁特高压钢管连接器㊁闸阀㊁安全阀㊁分流器组等组成ꎬ将乳化液㊁高压水流输送至回采工作面ꎬ高压乳化液再通过两趟Ｄ５１ｍｍ的液管从工作面头尾进入工作面四连杆支架ꎬ之后通过Ｄ３１.５ｍｍ的液管进入支架阀组ꎬ然后分别通过不同长度的Ｄ１０ｍｍ㊁Ｄ１３ｍｍ的液管进入支架的各个部位ꎬ使用后返回回液系统ꎮ表１㊀ＢＲＷ６３０/３７.５乳化液泵站主要技术参数参数参数值进口压力/ＭＰａ０.８公称压力/ＭＰａ３７.５公称流量/(Ｌ ｍｉｎ－１)６３０曲轴转速/(ｒ ｍｉｎ－１)６５０柱塞直径/ｍｍ４５柱塞行程/ｍｍ８４柱塞数目５电机功率/ｋＷ４５０外形尺寸(长ˑ宽ˑ高)４２００ｍｍˑ１５４５ｍｍˑ１４００ｍｍ总重量/ｋｇ７８００安全阀出厂调定压力/ＭＰａ３９卸载阀恢复工作压力/ＭＰａ３７.５润滑油泵工作压力/ＭＰａ<０.１工作液含３％~５％乳化油的中性水混合液７４表２㊀ＢＰＷ５００/１６喷雾泵站主要技术参数参数参数值单台泵的额定流量/(Ｌ ｍｉｎ－１)５００单台泵的功率/ｋＷ１６０工作压力/ＭＰａ２.５~１６允许介质最高温度/ħɤ４５过滤精度/μｍɤ８０供电电源/Ｖ/Ｈｚ３３００/５０配套水箱总有效容积/Ｌ２５００３㊀泵站压力校验１)㊀保证工作面液压支架初撑力需要的泵站压力:Ｐｂ１＝４Ｐ０/ＺπＤ２㊀㊀㊀＝４ˑ１２７７８/(４ˑ３.１４ˑ０.３６２)㊀㊀㊀＝３１.４ＭＰａ式中:Ｐｂ１为液压支架初撑需要泵站压力ꎬＭＰａꎻＰ０为液压支架初撑力ꎬ取１２７７８ｋＮꎻＺ为架液压支架立柱根数ꎬ取４根ꎻＤ为支架立柱的缸体内径ꎬ取０.３６０ｍꎮ２)㊀保证推移千斤最大推力需要泵站压力:Ｐｂ２＝４ＰＮ/πｄ２１㊀㊀㊀＝４ˑ６３３/(３.１４ˑ０.２２)㊀㊀㊀＝２０.１６ＭＰａ式中:Ｐｂ２为千斤顶的最大推力所需要的泵站压力ꎬＭＰａꎻＰＮ为千斤顶最大推力ꎬ取６３３ｋＮꎻｄ１为千斤顶缸体内径ꎬ取０.２ｍꎮ３)㊀确定泵站压力:Ｐ＝ＫＰｂｍａｘ＋Ｐｓ㊀㊀＝１.１ˑ３１.４＋１㊀㊀＝３５.５４ＭＰａ式中:Ｐ为泵站压力ꎬＭＰａꎻＫ为泵站系统压力损失系数ꎬ取Ｋ＝１.１~１.２ꎻＰｂｍａｘ为Ｐｂ１㊁Ｐｂ２中较大值ꎻＰＳ为远程管路压力损耗值ꎬ取１ＭＰａꎮ计算得到:Ｐ＝３５.５４ＭＰａ<３７.５ＭＰａꎮ通过计算可知ꎬ乳化液泵站管路末端出口压力值为３５.５４ＭＰａꎬ符合支架端压力值不低于３１.４ＭＰａ的相关要求ꎻ现场实测喷雾泵站主进液管路末端出口压力值最大可达１５.２ＭＰａꎬ符合喷雾端压力值的相关要求ꎮ因此ꎬ该系统全程采用特制高压管路系统将乳化液㊁高压水流输送至回采工作面ꎬ可以保证支架液压系统末端压力㊁采煤机内外喷雾和支架喷雾满足规程规范规定ꎮ４㊀远程供液优点与传统近距供液系统相比ꎬ远程供液具有以下优点:１)㊀实现了供液系统与回采工作面移动设备列车的分离ꎬ可有效地对液压泵站系统进行集中化管理ꎬ降低运营成本ꎬ便于设备的检修维护㊁改善设备运行工况及环境ꎮ２)㊀节省了移动设备列车占用的巷道空间ꎬ有利于液压泵站各设备的检修维护ꎬ减轻了传统移动设备列车的总体重量ꎬ减少了定期迁移设备列车时的不安全因素ꎬ解决了现场巷道在大坡度条件下列车布置困难ꎬ如液位控制㊁润滑等一系列设备控制的难题ꎬ降低在设备列车拉移过程中的倾倒㊁断绳㊁跑车㊁人员挤伤等安全风险ꎮ３)㊀解决了乳化液出口浓度不稳定难题ꎬ有效保证工作面设备的正常使用ꎬ采用特高压管路系统替代原有高压胶管ꎬ不仅避免了管路接头变径引起的压力脉冲和高压胶管脱皮现象ꎬ而且钢管可回收重复利用ꎬ使用寿命长ꎮ５㊀结㊀语远程供液系统在同忻矿８２０９综放工作面应用后ꎬ取得了良好的技术经济效果ꎬ既优化了设备列车的布置ꎬ又改善了泵站运行工况及环境ꎬ还降低了移动设备列车及近距离胶管输送乳化液存在的风险ꎬ有力地保证了工作面的安全高效开采ꎮ参考文献:[１]㊀迟焕磊ꎬ袁㊀智ꎬ胡登高ꎬ等.煤矿智能化工作面远程供电供液配套技术[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１８ꎬ４６(Ｓ２):１４６－１５２.[２]㊀张㊀恒.综采工作面远程集中供液系统设计与应用[Ｊ].煤矿现代化ꎬ２０１８(６):１２８－１３０.[责任编辑:王伟瑾]８４２０２０年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀赵宇明:千万吨综采工作面远程供液设计及应用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２９卷第６期。

浅谈综采工作面乳化液使用规范管理和远距离供液方案作者：唐鑫来源：《科技创新导报》2017年第29期摘要：随着煤炭企业产量逐年增长，高产、高效现代化矿井对单产、单进的要求，综合机械化采煤工作面采高、走向长度增加，乳化液是工作面液压系统重要的组成部分，同时也是保证液压支架正常使用的必要条件之一。

为了保证液压支架的使用性能，延长维修周期及寿命，改变乳化液使用管理不规范现状，保证工作面乳化液的不间断供给，本文主要阐述强化液压支架用乳化液供配液系统规范管理及远距离供液装置方案。

关键词：综采工作面乳化液规范管理远距离供液方案中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0068-02泵站系统自动配比普遍不稳定，采用手工配比，稳定性和浓度无法保证，工人劳动强度大，最初采用虹吸原理的自动配比，由于受进水压力波动，乳化液浓度及稳定性无法保证，同时产品可靠性也较低；由于受元件稳定性等方面因素影响，使用效果一直不理想，普遍反映乳化油补油困难，费时费力。

因此，需要科学开展各方面设计工作，提高管理工作效率。

1 综采工作面乳化液使用规范管理1.1 乳化液使用现状随着集团产量逐年增加，乳化油用量及其费用也在增加，个别单位乳化油定额、管理、考核机制尚不完善。

区队现场管理不够重视，乳化油用量不足，不及时补充，甚至不加乳化油，只在检查前突击补充乳化油，泵箱中乳化液浓度合格，但回液管路中乳化液浓度不合格。

糖量仪器损坏后不及时更换，无法保证乳化液浓度正常检测等，造成乳化油消耗波动大，乳化液配比浓度不合格现象时有发生，加剧了支架液压系统损坏程度，立柱、缸套、控制阀等关键部件锈蚀，密封件损坏严重，缩短了支架使用寿命，造成设备维修费用升高。

1.2 乳化液使用存在问题（1）国产泵站自动配液装置使用效果差。

与乳化液泵制造厂交流，对新购泵站进行了自动配液装置改进，但其油箱分体设置，且容量小，自动控制系统复杂，故障率高；加油点距泵站距离远，加油过程不利于操作、保洁，添加不及时，引起乳化液动态配比效果差。

乳化液泵站的设计乳化液泵站的设计是为了满足工业生产过程中乳化液的输送和供应需求。

乳化液是一种由两种不相溶物质通过乳化剂乳化形成的混合物，通常是液体。

在许多行业中，乳化液被广泛应用于化学工艺、石油炼制、食品加工等领域。

设计一个乳化液泵站需要考虑以下几个方面：1.泵的选择：根据乳化液的特性选择适合的泵类型，如离心泵、螺杆泵、齿轮泵等。

考虑到乳化液的粘度通常较高，所以选择螺杆泵是一个常见的选择。

另外，泵的材料也需要根据乳化液的成分来选择，以保证耐腐蚀性能和长久的使用寿命。

2.管道系统：设计合理的管道系统以保证乳化液在输送过程中的流动稳定和泵站的正常运行。

管道应尽可能少弯曲，避免过长或过短的管道，以减少管道阻力和泵站的能耗。

此外，管道的直径也需要根据乳化液的流量和压力来确定，以保证输送效率。

3.控制系统：乳化液泵站的设计还需要考虑控制系统，以实现自动化控制和监测。

通过传感器和仪表，可以实时监测乳化液的流量、温度、压力等参数，对泵站进行自动调整和运行状态的监控。

这样可以提高生产效率，减少人为误操作的可能性。

4.安全系统：乳化液具有一定的危险性，所以设计一个安全可靠的泵站是非常重要的。

安全系统可以包括泵站的过压、过温、过流等保护装置，以及防止泵站运行时出现泄漏、爆炸等事故的安全措施。

同时，设计人员还应考虑泵站的易维护性，以便维修和保养工作能够顺利进行。

5.节能与环保：在乳化液泵站的设计中，应该考虑节能与环保的因素，减少能源的消耗和对环境的影响。

通过合理的选型和设计，优化泵站的流程和操作，可以实现最佳的能源利用效率和环境影响的最小化。

综上所述，乳化液泵站的设计需要综合考虑泵的选择、管道系统、控制系统、安全系统以及节能与环保的因素。

只有在各个方面做到科学合理的设计，才能保证乳化液泵站的正常运行和高效生产。

乳化液地面集中自动供液系统设计姬剑波;王勇;徐鹏鹏【摘要】为保障乳化液配比浓度和质量,提高系统自动化程度和运行可靠性,设计了一种基于反渗透水处理,可自动配比的乳化液地面远距离供液系统.介绍了该系统的硬件结构和工艺原理.实际应用表明,该系统能实现乳化液的自动配比和远程供液,并保证乳化液的浓度和质量,提高了井下液压支架等设备的运行可靠性.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】4页(P29-32)【关键词】反渗透;自动配比;远程供液【作者】姬剑波;王勇;徐鹏鹏【作者单位】河南能源化工集团永煤公司,河南永城476600;河南能源化工集团永煤公司,河南永城476600;河南能源化工集团永煤公司,河南永城476600【正文语种】中文【中图分类】TP271+.31;TP2780 引言目前新桥煤矿的综采工作面液压支架和顺槽单体支柱供液均由设备列车上的乳化液泵站提供，在使用过程中主要存在以下问题。

1) 乳化液浓度采用人工配比，配比精度不高。

乳化液浓度要求在3%～5%之间，当浓度不足3%时，乳化液所含有的基础油，防锈、抗磨和抗硬水添加剂，以及细菌抑制剂的浓度都将不符合要求，主要体现在：(1) 当乳化液所含有的基础油和抗磨添加剂不足时，支架等液压设备的活塞和阀件、乳化液泵站等会产生比较严重的磨损。

(2) 当乳化液含有的基础油、防锈添加剂不足时，支架的活塞和阀件、乳化液泵站等会产生比较严重的锈蚀。

(3) 当乳化液所含有的抗硬水添加剂不足时，乳化液会产生析油及浮皂。

(4) 当乳化液所含有的细菌抑制剂不足时，会滋生大量细菌，从而影响液压支架的使用效果，提高液压支架的维护成本。

(5) 当浓度大于5%时，会降低消泡能力，增大橡胶密封材料的溶胀性，容易造成漏液、窜液，浪费乳化液[1]。

2) 乳化液用水质量不高。

低浓度乳化液受水质质量影响，乳化液用水必须符合行业标准MT 76—2002要求，pH范围7～9,不含明显的颗粒或悬浮污染物，综采工作面乳化液用水采用井下钻孔水，很难保证水质满足要求，影响乳化液质量。

基于无人值守的综采工作面乳化液远程自动配液系统的应用研究∗冯旭【摘要】In view of the existing problems of emulsion liquid mixing system in most fully mechanized working faces,such as difficult emulsified oil transportation,heavy labor intensity and attended operation,a kind of remote automatic liquid mixing mode in unattended fully mech-anized face was put forward,and the remote automatic liquid mixing device and unattended oper-ation were introduced in detail��The practical application showed that the system realized emul-sion automatic liquid mixing in fixed chamber,remote automatic liquid feeding and unattended operation on the basis of the original pump station system,which made the emulsion transporta-tion easier,reduced labor intensity of worker and improved the degree of automation of pump system.%针对大多数综采工作面乳化液配液系统存在的乳化油运输困难、工人劳动强度大和有人值守等问题，提出了一种基于无人值守的综采工作面远程自动配液方式，详细介绍了远程自动配液装置与无人值守方案。