西曲煤矿液压支架供液系统的改造方案研究

王 勇

（山西西山煤电股份有限公司西曲矿，山西 古交 030200）

液压支架电液控制系统是采用机电一体化技术对液压支架的液压回路进行控制的系统，其目的是实现综采工作面液压支架的操作自动化，实现煤炭生产的高效化、现代化。西山煤电集团西曲煤矿使用的是ZZ13000/28 /65D型支撑掩护式电液控液压支架，该支架可有效地减少采煤工作面的工人数量，但是近年来在设备检修时发现ZZ13000/28 /65D型支架的供液质量不高，无法保障电液控制系统的稳定工作，需要对其供液系统进行升级改造。

1 供液系统升级改造的主要原因

ZZ13000 /28 /65 D型支撑掩护式电液控液压支架主要参数如下。支护形式：四立柱支撑掩护式；支撑高度：2.8～6.5m；支护宽度：1.65～1.85m，中心距：1.75m；初撑力：10132kN，工作阻力:13000kN；总重：约49t。该型号的支架组成非常之复杂，阀件精密，所以对于其供液的质量也要求非常之前，前期的实践过程中发现原有的供液系统质量不高，无法满足支架的需求。

具体表现为原系统中使用的过滤器精度不够，粗过滤器为180μm，高压过滤器为40μm，尽管水质经粗过滤器软件过，到达泵站再过高压过滤器以达工作面的液压支架，此时仍然不能满足其电液控制液压对于水质的要求。同时在这过程中还有可能解析出一些杂质，保障不了系统的稳定工作。所以说原来的供液系统已无法满足其对水质的精度和质量的稳定性要求，需要进行升级改造，从而满足其要求。

2 供液系统改造方案的确定

西曲煤矿技改科抽调技术力量，对ZZ13000/28/65D型支撑掩护式液压支架供液系统改造项目进行了技术攻关，经过同生产厂家及多方技术交流论证，确定了改造方案，具体的流程如图1所示。

图1 电液控制液压支架供液系统流程图

3 供液系统装置的选用及功能研究

3.1 粗过滤器装置

粗过滤器装置的主要作用是对水管中的杂质进行过滤，保障进入高精度过滤器中水的质量，防止较大的杂质对高精度过滤器滤芯的堵塞。通过现场多次试验，结合过滤精度和供液流量的因素，选择了WSGLZJ2000 /2.5 /60进液过滤站。试验中发现其具有纳污能力强、密封性能好、流量大等优点，另外其滤芯还能进行再次清洗重复使用。在进液过滤站两头都配备着压力表，可以分别显示进出液压力值，从而根据差值来判断滤芯是否被严重堵塞，是否需要对滤芯进行清洗并切换滤芯。

3.2 软化水系统

软化水系统包括软化水装置、比例减压阀装置和离心泵装置。西曲煤矿由于大量使用地下水，水质当中的Ca2+、 Mg2+浓度比较高，造成水质比较硬，容易结垢，发生堵塞事件而不能正常使用，通常需要安装一套软化水装置来保障液压系统的正常工作。粗过滤装置后，检测数据结果表明过滤前后的水压增加了1.4～1.72MPa，不利于软化装置的工作，因此在软化水装置前增设一套减压装置，使出水压力保持在0.3MPa左右，满足工作需要。供液水软化后通过软化水水箱，到达乳化液泵箱时，需要有一定的压力来驱动乳化液泵水箱上自动配比装置运转，此时增设一套S65-40-315C型离心泵来满足乳化液泵箱上自动配比装置的正常运转。

3.3 辅助精过滤装置

从前面的粗过滤装置、软化水系统装置来的水质精度仍然不高，若直接进到乳化液箱进液过滤器当中，就会造成过滤压力增加，导致滤芯堵塞现象的发生。乳化液箱过滤器滤芯的价格比较昂贵，维修更换的操作过程也非常困难，这会导致工时延长，本次的改进方案通过安设辅助精过滤装置的办法来解决此问题。辅助精过滤装置的安装提高了供液系统的水质精度，让进入到乳化液箱过滤器的过滤压力减小，极大地保护了乳化液箱过滤器的滤芯。同时选择的辅助精过滤装置滤芯价格低廉，可以反复冲洗，安装和维修也十分便利。

3.4 高压反冲洗过滤装置

浓缩液经过乳化液泵加压，通过乳化液泵自身配置的复式过滤器过滤后，如果直接进入工作面液压支架，就会因为杂质问题降低供液质量。此时安设了一套ZGLZ-2000III全自动高压反冲洗过滤站。其优势在于使用过程不会影响到系统的压力和流量，同时又可以实现对泵站输出乳化液进行高精度的过滤，实验结果检测表明能大大提高支架液压系统的可靠性。同时具有强大的反冲洗功能，通过计算机软件程序能在相关条件下进行自动反冲洗操作，将滤芯处积聚的污染物排除，提高了滤芯的耐污能力，进一步提高系统的工作效率。

3.5 液压支架专用浓缩液选型

对于液压系统，采购了矿用MS10-5（G）液压支架浓缩液。配置过程中的要求：水质外观无色、无异味、无悬浮物和机械杂质；pH值范围为6～9；水中氯离子含量不大于200mg/L；硫酸根离子含量不大于400mg/L；溶液配制浓度按规定5%（质量比），浓度过低会降低抗硬水能力，降低防锈性、稳定性和润滑性。浓度过高则会降低消泡能力和增大对橡胶材料的溶胀性。该电液控制专用液环保型液压支架（柱）用油，不含有害物质，具有良好的润滑性、防锈性能，极强的稳定性。

4 供液系统升级改造后的实践效果分析

对ZZ13000/28 /65D型液压支架的供液系统进行全方面的改造后，在西曲煤矿进行了实践应用。应用效果表明，改造升级后的供液系统，通过多级分步过滤，逐级控制，保证了支架对供液质量的要求。该供液系统使用过程中没有出现因水质过滤精度较差、浓缩液选择不合理等造成的设备损坏、支架动作缓慢或不动作的现象，表明此次改造方案是成功的。

5 总结

论文对西曲煤矿18202综采工作面采用的ZZ13000/28/65D型支撑掩护式电液控液压支架的供液系统进行了全方面的升级改造处理，从粗过滤装置、软化水系统的选用方案、增设辅助精过滤装置和高压反冲洗过滤装置等方面进行了详细的方案阐述。实践应用效果表明改造后的供液系统供液质量效果好，没有因水质过滤精度较差导致的设备故障出现，可以在全煤矿进行推广应用。