文/翟軍存

一、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景

內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司新上海一號(hào)煤礦液壓支架千斤頂、操縱閥組、乳化泵閥體經(jīng)常出現(xiàn)銹蝕、漏液以及液壓支架操縱閥組串液等現(xiàn)象，給工作面正常推采造成極大困難。盡管采取更換損傷設(shè)備配件的措施，但是人工費(fèi)、材料費(fèi)也相應(yīng)增加，給礦上造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)并影響正常推采。

經(jīng)過(guò)專業(yè)人員對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)分析，得出造成設(shè)備配件銹蝕、串漏液的三種原因：一是乳化液濃度低，長(zhǎng)期使用低濃度的乳化液造成設(shè)備配件的銹蝕；二是水質(zhì)顯堿性，水質(zhì)硬，在使用低濃度乳化液過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)析皂現(xiàn)象，此種現(xiàn)象使乳化液濃度進(jìn)一步降低并出現(xiàn)顆粒雜質(zhì)；三是配件銹蝕出現(xiàn)的雜質(zhì)及析皂產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)入乳化液，在高壓的環(huán)境下，顆粒雜質(zhì)對(duì)配件的沖擊造成液壓支架串漏液。

對(duì)此，礦上采取加強(qiáng)司泵工對(duì)乳化液濃度的控制，在每個(gè)工作面安裝純凈水處理裝置，對(duì)礦井水進(jìn)行處理。長(zhǎng)期實(shí)行下來(lái)，發(fā)現(xiàn)受配比條件及人為因素限制，乳化液配比不均或濃度過(guò)高造成乳化油的極大浪費(fèi)，并且仍然出現(xiàn)乳化液濃度低的現(xiàn)象，同時(shí)受維護(hù)工流動(dòng)性限制，純凈水裝置維護(hù)不及時(shí)造成水量不足或水質(zhì)差，未能改變礦井推采困難的狀況。

二、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)

1.系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)是由RHH5/12礦用防爆環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆、4m3乳化油儲(chǔ)油箱、2×3T/h純凈水處理裝置、4m3純凈水箱、9m3配液池、13.5m3儲(chǔ)液池、2.5m3乳化液箱 (過(guò)濾裝置)、礦用隔爆潛水泵、風(fēng)動(dòng)泵、自制風(fēng)動(dòng)攪拌裝置、連通孔控制裝置、流量表等結(jié)構(gòu)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置見圖1所示。

圖1乳化液配比系統(tǒng)示意圖

2.系統(tǒng)工作原理

一般情況下，乳化液是由司泵工按照一定比例向乳化液箱內(nèi)加入乳化油及純凈水混合直接使用。

井下乳化液配比系統(tǒng)工作原理 (如圖1所示)：乳化液配比時(shí)，乳化油儲(chǔ)油箱向配液池供0.2m3的乳化油，2×3T/h純凈水處理裝置向配液池供4.8m3的純凈水，利用流量表進(jìn)行計(jì)量，運(yùn)行風(fēng)動(dòng)攪拌裝置進(jìn)行攪拌（1r/s）混合均勻，通過(guò)乳化液濃度檢測(cè)儀按照乳化液濃度4%進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)濃度大于4%加水，當(dāng)濃度小于4%加油，直至濃度約為4%，配比結(jié)束。當(dāng)乳化液用量少時(shí)，利用連通孔將配液池內(nèi)乳化液輸送到儲(chǔ)液池內(nèi)備用，當(dāng)乳化液用量多時(shí)，在兩池內(nèi)液位相等時(shí)關(guān)閉連通孔，運(yùn)行BQS30-36-7.5礦用隔爆潛水泵將配液池內(nèi)的乳化液輸送到儲(chǔ)液池，通過(guò)儲(chǔ)液池內(nèi)礦用隔爆潛水泵，將乳化液輸送到各工作面乳化液箱，利用流量表對(duì)各工作面乳化液用量進(jìn)行計(jì)量。

三、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能分析

1.油源及水源裝置的設(shè)計(jì)

（1）油源裝置的設(shè)計(jì)：乳化油為桶裝，200KG/桶。為方便定量向配液池內(nèi)輸油，設(shè)置4m3乳化油儲(chǔ)油箱進(jìn)行儲(chǔ)油，RHH5/12礦用防爆環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆為起吊設(shè)備，起輔助作用。根據(jù)乳化油桶的外形尺寸，在環(huán)鏈吊鉤上安置起吊用的乳化油桶套，起吊、傾倒時(shí)起安全作用。另外，在乳化油儲(chǔ)油箱內(nèi)安置一臺(tái)風(fēng)動(dòng)泵向配液池供油，風(fēng)動(dòng)泵輸油管上安置流量表，用于計(jì)量乳化油輸送量。

（2）水源裝置的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)采用一套2×3T/h純凈水處理裝置對(duì)礦井水進(jìn)行處理，將處理后的純凈水存至4m3純凈水箱，4m3純凈水箱內(nèi)安置一臺(tái)BQS30-36-7.5礦用隔爆潛水泵向配液池供水，礦用隔爆潛水泵供水管上安置流量表，用于計(jì)量純凈水輸送量。

2.配液池及儲(chǔ)液池的設(shè)計(jì)

（1）配液池的設(shè)計(jì)：配液池采用水泥砌筑而成，如圖 2所示，長(zhǎng)×寬×高=3m×3m×1m，內(nèi)部使用瓷磚，與儲(chǔ)液池之間留有一連通孔，連通孔的開閉通過(guò)連通孔控制裝置進(jìn)行控制，連通孔控制裝置依據(jù)機(jī)械原理制造，連桿頭部位為橡膠塞，用于關(guān)閉連通孔。配液池內(nèi)部設(shè)置自制風(fēng)動(dòng)攪拌裝置，是由風(fēng)泵、傳動(dòng)桿、攪拌葉輪組合焊接而成，平均轉(zhuǎn)速1r/s，通過(guò)壓風(fēng)進(jìn)行控制。配液池內(nèi)還設(shè)有一臺(tái)BQS30-36-7.5礦用隔爆潛水泵，將配液池內(nèi)的乳化液輸送到儲(chǔ)液池內(nèi)，如圖1所示。

圖2配液池及儲(chǔ)液池示意圖

（2）儲(chǔ)液池的設(shè)計(jì)：儲(chǔ)液池采用水泥砌筑而成，如圖 2所示，長(zhǎng)×寬×高=3m×3m×1.5m，內(nèi)部使用瓷磚，根據(jù)各工作面乳化液箱位置選用參數(shù)符合要求的礦用隔爆潛水泵安置在儲(chǔ)液池內(nèi)，將乳化液輸送到各工作面乳化液箱，利用流量表對(duì)各工作面乳化液用量進(jìn)行計(jì)量。

配液池及儲(chǔ)液池上方均設(shè)有蓋板對(duì)其進(jìn)行封蓋，避免雜質(zhì)進(jìn)入池內(nèi)。另外，配液池及儲(chǔ)液池底部的左下角均開有直徑為50mm的圓孔，正常情況下在池內(nèi)用橡膠塞堵塞，在清理配液池及儲(chǔ)液池時(shí)將橡膠塞拔掉，用于放水。

四、經(jīng)濟(jì)效益

新上海一號(hào)煤礦為軟巖礦井，現(xiàn)有兩個(gè)綜采工作面，采用井下乳化液配比系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.保證了乳化液的配比濃度，一定程度上避免了因乳化液濃度問(wèn)題對(duì)設(shè)備造成的損壞，為工作面的正常推采提供了保障。

2.系統(tǒng)安置在交通方便的砌碹巷道內(nèi)，避免了因巷道變形對(duì)設(shè)備造成的損壞，且維修維護(hù)方便。

3.節(jié)省了人工。乳化油運(yùn)輸、裝卸方便，減少了材料運(yùn)輸人員。

4.節(jié)省了一套純凈水處理裝置。

5.節(jié)省了乳化油。避免了因配比不均造成的材料浪費(fèi)。

五、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)

乳化液配比系統(tǒng)可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為自動(dòng)配比系統(tǒng)：

1.純凈水箱內(nèi)設(shè)置上、下水位傳感器，使純凈水處理裝置自動(dòng)開停，保證純凈水箱內(nèi)的純凈水量。

2.在配液池內(nèi)設(shè)置上、下液位傳感器，控制純凈水箱內(nèi)潛水泵開停，當(dāng)配液池內(nèi)乳化液低于下液位時(shí)，潛水泵開啟加水，到上液位停止。

3.配比池內(nèi)安設(shè)乳化液濃度傳感器，液位處于上液位時(shí)，若濃度小于4%，儲(chǔ)油箱內(nèi)風(fēng)動(dòng)泵開啟向配比池輸油，同時(shí)風(fēng)動(dòng)攪拌裝置運(yùn)行，直至乳化液濃度大于或等于4%，停止風(fēng)動(dòng)泵及風(fēng)動(dòng)攪拌裝置。