文/翟軍存

一、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)的設計背景

內蒙古上海廟礦業(yè)有限責任公司新上海一號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備配件的措施，但是人工費、材料費也相應增加，給礦上造成一定的經(jīng)濟負擔并影響正常推采。

經(jīng)過專業(yè)人員對水質進行檢測和試驗分析，得出造成設備配件銹蝕、串漏液的三種原因：一是乳化液濃度低，長期使用低濃度的乳化液造成設備配件的銹蝕；二是水質顯堿性，水質硬，在使用低濃度乳化液過程中會出現(xiàn)析皂現(xiàn)象，此種現(xiàn)象使乳化液濃度進一步降低并出現(xiàn)顆粒雜質；三是配件銹蝕出現(xiàn)的雜質及析皂產(chǎn)生的雜質進入乳化液，在高壓的環(huán)境下，顆粒雜質對配件的沖擊造成液壓支架串漏液。

對此，礦上采取加強司泵工對乳化液濃度的控制，在每個工作面安裝純凈水處理裝置，對礦井水進行處理。長期實行下來，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高造成乳化油的極大浪費，并且仍然出現(xiàn)乳化液濃度低的現(xiàn)象，同時受維護工流動性限制，純凈水裝置維護不及時造成水量不足或水質差，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)鏈電動葫蘆、4m3乳化油儲油箱、2×3T/h純凈水處理裝置、4m3純凈水箱、9m3配液池、13.5m3儲液池、2.5m3乳化液箱 (過濾裝置)、礦用隔爆潛水泵、風動泵、自制風動攪拌裝置、連通孔控制裝置、流量表等結構組成。系統(tǒng)結構布置見圖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，乳化油儲油箱向配液池供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，利用流量表進行計量，運行風動攪拌裝置進行攪拌（1r/s）混合均勻，通過乳化液濃度檢測儀按照乳化液濃度4%進行檢測，當濃度大于4%加水，當濃度小于4%加油，直至濃度約為4%，配比結束。當乳化液用量少時，利用連通孔將配液池內乳化液輸送到儲液池內備用，當乳化液用量多時，在兩池內液位相等時關閉連通孔，運行BQS30-36-7.5礦用隔爆潛水泵將配液池內的乳化液輸送到儲液池，通過儲液池內礦用隔爆潛水泵，將乳化液輸送到各工作面乳化液箱，利用流量表對各工作面乳化液用量進行計量。

三、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)設計與功能分析

1.油源及水源裝置的設計

（1）油源裝置的設計：乳化油為桶裝，200KG/桶。為方便定量向配液池內輸油，設置4m3乳化油儲油箱進行儲油，RHH5/12礦用防爆環(huán)鏈電動葫蘆為起吊設備，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、傾倒時起安全作用。另外，在乳化油儲油箱內安置一臺風動泵向配液池供油，風動泵輸油管上安置流量表，用于計量乳化油輸送量。

（2）水源裝置的設計：設計采用一套2×3T/h純凈水處理裝置對礦井水進行處理，將處理后的純凈水存至4m3純凈水箱，4m3純凈水箱內安置一臺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，用于計量純凈水輸送量。

2.配液池及儲液池的設計

（1）配液池的設計：配液池采用水泥砌筑而成，如圖 2所示，長×寬×高=3m×3m×1m，內部使用瓷磚，與儲液池之間留有一連通孔，連通孔的開閉通過連通孔控制裝置進行控制，連通孔控制裝置依據(jù)機械原理制造，連桿頭部位為橡膠塞，用于關閉連通孔。配液池內部設置自制風動攪拌裝置，是由風泵、傳動桿、攪拌葉輪組合焊接而成，平均轉速1r/s，通過壓風進行控制。配液池內還設有一臺BQS30-36-7.5礦用隔爆潛水泵，將配液池內的乳化液輸送到儲液池內，如圖1所示。

圖2配液池及儲液池示意圖

（2）儲液池的設計：儲液池采用水泥砌筑而成，如圖 2所示，長×寬×高=3m×3m×1.5m，內部使用瓷磚，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液池內，將乳化液輸送到各工作面乳化液箱，利用流量表對各工作面乳化液用量進行計量。

配液池及儲液池上方均設有蓋板對其進行封蓋，避免雜質進入池內。另外，配液池及儲液池底部的左下角均開有直徑為50mm的圓孔，正常情況下在池內用橡膠塞堵塞，在清理配液池及儲液池時將橡膠塞拔掉，用于放水。

四、經(jīng)濟效益

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

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題對設備造成的損壞，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，避免了因巷道變形對設備造成的損壞，且維修維護方便。

3.節(jié)省了人工。乳化油運輸、裝卸方便，減少了材料運輸人員。

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。

五、煤礦井下乳化液配比系統(tǒng)的進一步設計

乳化液配比系統(tǒng)可進一步設計為自動配比系統(tǒng)：

1.純凈水箱內設置上、下水位傳感器，使純凈水處理裝置自動開停，保證純凈水箱內的純凈水量。

2.在配液池內設置上、下液位傳感器，控制純凈水箱內潛水泵開停，當配液池內乳化液低于下液位時，潛水泵開啟加水，到上液位停止。

3.配比池內安設乳化液濃度傳感器，液位處于上液位時，若濃度小于4%，儲油箱內風動泵開啟向配比池輸油，同時風動攪拌裝置運行，直至乳化液濃度大于或等于4%，停止風動泵及風動攪拌裝置。