一種純水介質綜采工作面支護系統

一種純水介質綜采工作面支護系統

《一種純水介質綜采工作面支護系統》是三一重型裝備有限公司於2015年8月28日申請的專利,該專利的公布號為CN105041363A,授權公布日為2015年11月11日,發明人是王海軍、吳佳梁、于洋、李勇、蘇建、陳鍔。

《一種純水介質綜采工作面支護系統》公開的一種純水介質綜采工作面支護系統,由超純水製備裝置、高壓水泵、液壓閥與管路、過濾系統、液壓支架和智慧型集中監控裝置組成,採煤機組的動力介質使用純水代替乳化液,實現工作面零污染的目標,並且立柱的油缸以及閥組和管接頭配置有防腐鍍層,立柱以及千斤頂的油缸帶壓置換水介質系統,水介質可以流動防腐,立柱以及千斤頂上覆蓋微納米鍍層以實現液壓元件的腐蝕防護,立柱以及千斤頂內表面加入預膜劑,實現對靜止的立柱以及千斤頂內表面進行預膜防腐。

2020年7月14日,《一種純水介質綜采工作面支護系統》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

(概述圖為《一種純水介質綜采工作面支護系統》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種純水介質綜采工作面支護系統
  • 申請人:三一重型裝備有限公司
  • 申請日:2015年8月28日
  • 申請號:2015105353536
  • 公布號:CN105041363A
  • 公布日:2015年11月11日
  • 發明人:王海軍、吳佳梁、于洋、李勇、蘇建、陳鍔
  • 地址:遼寧省瀋陽市經濟技術開發區燕塞湖街31號
  • Int. Cl.:E21D23/16(2006.01)I
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

2015年前,在中國國內外煤礦生產中,基本上採用木支柱、木頂梁或金屬摩擦支柱鉸接頂梁來支護頂板。自從1954年英國首次研製出液壓支架,由於液壓支架可以減少礦井坍塌事件的發生,極大地提高了煤礦作業的安全性,液壓支架開始廣泛套用於煤礦工作面中,同時隨著機械代替人工的逐步推進,液壓支架也是綜合機械化採煤方法中最重要的設備之一。
2015年前中國煤礦共用8000多個礦井,近2萬多個工作面,年產量為35億噸煤,採煤成套裝備及配件消耗年採購量近千億,從全世界層面來看,綜采設備使用動力介質均為乳化液,乳化液的混合物為95%-98%中性水+3%-5%乳化油組成,乳化油的比例為一個波動,由於綜合機械化採煤裝備沒有成套設備,基本都是從各個廠家進行採購,沒有形成統一的標準化,導致各個設備之間乳化油的比例難以達到一致,從而導致乳化油的浪費,同時降低了機械設備工作效率。
因為設備的參差不齊,導致乳化液濃度控制不好,乳化油有一個3%-5%波動,中國國內每年消耗12萬噸乳化油,形成年300-400萬噸,過往10年差不多已經有已有約4000萬噸乳化液全部排放至煤礦井下,造成非常嚴重的、永久性的、大面積的水體污染,甚至部分礦井水源地都已遭到嚴重破壞,涉及全國16個省份,尤其是山西、陝西、內蒙古、河南、山東、安徽和新疆等產煤大省,污染損失不可估量,成為世界煤礦難題。
同時因乳化液精度和污染度管理不善導致大量支架油缸和閥鏽蝕嚴重,年報廢金額約五十億。乳化液質量問題造成的系統鏽蝕主要表現形式為:孔(點)蝕,氣蝕,磨損腐蝕,細菌腐蝕,電偶腐蝕,晶間腐蝕、應力腐蝕破裂。此外綜采裝備由多家離散拼湊而成(多家配套),配套性差,質量參差不齊,自動化程度低,導致故障頻發,勞動強度大,操作人員過多,安全性差。
2015年8月之前的技術中由於系統集成度不高,以及乳化油的使用,導致設備生產效率低下,而且嚴重污染了水體。

發明內容

專利目的

《一種純水介質綜采工作面支護系統》的目的在於提供一種純水介質綜采工作面支護系統,實現高效環保的支護系統。

技術方案

支護系統屬於聯合採煤機組的重要組成部分,純水基環保智慧型型聯合採煤機組G-CCMU,實現了採煤設備的高度集成化以及系統化,以提高生產效率以及機組的配套性,同時智慧型型聯合採煤機組G-CCMU採用純水動力介質,實現了採煤設備的智慧型環保。
具體的,成套設備純水基環保智慧型型聯合採煤機組G-CCMU,包括:採煤系統,運煤系統,支護系統,供電系統,純水動力系統,中央監控系統。
採煤系統,主要指是指在礦井生產過程中工作面上煤層採集相關的系統,主要工序有割煤和裝煤,割煤的方式有單向割煤以及雙向割煤:單向割煤,採煤機上行割煤,下行清理浮煤,推一個截深,適用於煤層厚度略大於滾筒直徑而且煤質堅韌的條件;雙向割煤有兩種方式,一種是往返一刀,當煤層較厚時,採煤機上行貼頂板截割,下行時貼地板截割並清理浮煤,這個時候採煤機的往返兩個行程都截割採煤,但工作面只推進一個截深;另一種是往返兩刀,煤層厚度接近滾筒直徑,而且煤層不粘頂板,即可實現雙向採煤,這樣往返行程各推進煤壁一個截深。《一種純水介質綜采工作面支護系統》的採煤機可有多種採煤方式,根據工作面的需要配備相應的割煤方式的採煤機。
運煤系統,主要是將割煤機割取然後收集到的煤塊運送出礦井的煤塊運輸系統,其主要組成部分為運輸機,運輸機包括傳動裝置、刮板鏈、溜槽、保護裝置、緊鏈裝置、推移裝置。
支護系統,支護系統主要起到工作面支撐的作用,可有效防止工作面坍塌,支護系統主要包括的是液壓支架,液壓支架是以高壓液體為動力,由若干液壓元件(油缸和閥件)與一些金屬結構件按一定連線方式組合而成的一種支撐和控制頂板的採煤工作面設備,液壓支架是用來有效而可靠的支撐和控制工作面頂板,同時還能前移和推進工作面輸送機,與割煤機、輸送機配套使用,液壓支架具有結構強度高、支護性能好、移架速度快、安全可靠等優點,能使採煤工作面達到高產量、高功效和高回採率,減輕勞動強度,降低成本和掘進率,實現安全生產。
液壓支架是依靠高壓液體、立柱和相應的動力千斤頂可實現升架、降架、推溜、移架四個基本動作:升架將操作閥置於“升架”位置,由泵站經壓力膠管輸送來的高壓液體通過液控單向閥進入立柱下腔;立柱上腔的液體通過操縱閥流至回液管,於是立柱向外伸出支架升起;推溜,在支架處於支撐的狀態下,將操縱閥置於“推溜”位置,高壓液體經操縱閥進入推移千斤頂的左腔;其右腔液體經操縱閥流至回液管。此時,推移千斤頂活塞桿伸出,將工作面輸送機推向煤壁。推移距離一般為採煤機的一個截深;降架將操縱閥打到“降架”位置,高壓液體經操縱閥流入立柱的上腔,並同時打開液控單向閥;立柱下腔的液體經液控單向閥、操縱閥後流至回液管,於是立柱回縮,支架高度降低;移架,在支架卸載(降架)或部分卸載後,將操縱閥打到“移架”位置,高壓液體進入推移千斤頂右腔;千斤頂左腔低壓液體流回回液管路,此時千斤頂缸體帶動支架右移。一般其移動的距離與推溜的距離相等。
供電系統,供電系統主要指為採煤機組提供電力的系統,包括從地面提供的的電力以及應急用的發電設備,從而實現對採煤機組不間斷的電力供應。
純水動力系統,指的是為採煤機組提供所需的純水,特別的純水動力系統包括超純水製備裝置,從而得到可以作為動力介質使用的純水,對於得到的純水還進行去離子化。
中央監控系統,對採煤機組進行集中監控,實現系統集成以及機組的智慧型化。綜采中央監控系統以順槽監控中心為核心,通過通信網路將採煤機、支架電液控制系統、刮板機控制系統、泵站控制系統、視頻監控系統、語音閉鎖系統等子系統有機結合在一起,協調各系統之間數據傳遞,實現在順槽監控中心或地面調度指揮中心對綜采工作面設備的遠程監控以及各種數據的實時顯示,並根據採煤工藝實現三機聯動,實現工作面少人化、設備及人身安全保護、故障診斷及聲光報警等功能。
順槽監控中心:實現對工作面及順槽設備實時狀態監測、故障預警及定位;對刮板機、轉載機、破碎機等設備的集中控制、保護。
電液控制系統:實現手操鄰架控制、工作面遙控控制,另結合順槽監控中心及採煤機實現遠程可視控制、自動跟機移架、自動噴霧。採煤機實時數據通過無線或有線的方式傳遞至支架電控系統並最終上傳至順槽監控中心。
採煤機:通過遙控現場跟機操作,具備高精度空間位置檢測、記憶截割功能。同時具備智慧型保護及故障診斷功能。
視頻系統:安裝在支架、順槽的視頻監控系統可採集工作面全景作業實時視頻,並上傳順槽和地面監控中心。
運輸機:刮板機線上監測裝置可監測刮板機、轉載機、破碎機的減速機油溫油位、冷卻水壓力、流量、電機軸溫等關鍵參數。
供液系統:內部控制自成體系,同時又與順槽監控中心實現集中控制。乳化泵變頻控制、乳化液線上監測與自動配比、水處理自動控制、回液過濾壓差線上監控等先進功能保證了支架的高可靠性。
語音閉鎖系統:貫穿工作面及順槽,實現語音通信及緊急情況設備閉鎖。漏電、斷相、短路、過載等保護功能由開關直接實現。
順槽監控中心提供網口及相關軟體接口實現與礦井管理系統集成。
綜采中央監控系統特點有:
高度集成與模組化
控制系統完全由三一自主研發製造,實現各子系統無縫集成,從最大程度上保證了控制系統各子系統之間的有效匹配。
高安全、高可靠
電液控制系統採用1控3的配置方式(每3台支架安裝1台支架控制器),支架控制器體積為259毫米×87毫米×109毫米,行業最小;配合支架遙控操作,支架控制器可安裝在前立柱後方,遠離煤壁,有效防止放炮對支架控制器造成的衝擊。
系統主要部件IP68防護等級,配置德國原裝進口電液閥,遠程遙控操作支架確保支架操作人員安全;除進行支架控制外還可實現工作面任意位置多點瓦斯、風速、濕度檢測並與動力設備互鎖。支架下方人員檢測與自動功能失效互鎖。頂梁傾斜水平監測功能防止採煤機截割頂梁。
高效、節能
支架自動跟機移架、自動噴霧提高採煤效率,乳化液供液變頻控制大幅節能。
易使用、易維護
集控系統採用全中文人機界面,實時監測和故障自診斷,快速定位故障點並進行原因分析,易於使用、維護。
採煤機與支架之間數據傳遞無線方式
採煤機與支架之間數據傳遞採用無線方式,無需紅外感測器,同時煤機動力電纜不再需要禁止雙絞線。
刮板機線上監測
具備刮板機線上檢測裝置,檢測減速機油溫油位、冷卻水壓力、流量、電機軸溫、工作電流、電壓、絕緣等。
工作面視頻與數據上傳
每3台支架安裝一台紅外本安攝像機,全工作面視頻監控,同時三機數據及實時視頻同步上傳地面監控中心,實現與礦井信息系統集成。
順槽監控中心,順槽監控中心是整個工作面的控制中樞,由兩台高性能防爆工控機、四台22英寸液晶顯示屏、帶有圖形仿真界面的操作台組成。通過採集各子系統實時數據,進行邏輯運算,實時發出控制指令和數據,使各設備達到最佳匹配工作狀態。順槽監控中心作為井下與地面控制中心的數據交換中樞,其具備的功能包括:
監視功能
工作面採煤機、液壓支架、刮板機、轉載機、破碎機、供液系統、供電系統各關鍵參數實時監測,以圖形、動畫、文字及視頻方式顯示存儲。
支架系統,能夠顯示所有支架立柱壓力、推移行程、支架頂梁水平傾角、閉鎖按鈕狀態、各控制器通信狀態、電磁閥驅動器的故障、電磁閥控制電纜故障定位顯示,可對電液控制系統參數進行設定、存儲等。
採煤機系統,煤機位置、牽引速度、運行方向、搖臂高度、截割功率、油泵壓力、機身傾角、通信及故障狀態、各參數設定值等。
刮板機系統,減速機油溫油位、冷卻水壓力、流量、電機軸溫、三相電流、電壓等。
供液系統,源水離子含量、電導率、進回液壓差、乳化液濃度、泵站出口壓力、乳化液濃度溫度等。
視頻系統,採用1、4、9畫面顯示工作面實時視頻。採煤機視頻顯示終端顯示煤機全景視頻。
通信、保護與故障診斷,整個系統各通信線路通斷狀態指示、閉鎖按鈕狀態與指示、故障定位與分析等。
控制功能
單機:
a.藉助工作面視頻系統,通過操作台遠程可視化操作支架、採煤機。
b.刮板機、轉載機、破碎機的啟動、停止操作,可根據需要選擇是否與運輸系統其它設備進行互鎖控制。
c.供液系統一鍵自動啟動、停止操作,對單機的啟停控制。
d.乳化液泵、噴霧泵集中控制。
聯動:
a.各設備順序自動啟停、三機設備運行狀態互鎖,確保全全。
b.支架控制系統通過CAN匯流排獲取採煤機編碼器定位信號,根據採煤機運行位置和方向,按照設定的程式實現自動跟機移架、自動噴霧。
數據處理、服務中心
在順槽監控中心對子系統上傳數據進行匯總顯示,並根據需要選擇數據傳遞至各子系統。預留與地面調度指揮中心的數據接口,提供地面監控系統軟體,採用C/S模式實現地面監控調度中心對整個工作面的監控。
支架電液控制系統,ZDYZ電液控制系統採用三台支架安裝一個控制器、兩個閉鎖按鈕的配置方式。支架控制器的控制功能不受硬體配置方式的限制,手動操作範圍為左邊三架、右邊三架,成組操作範圍為左邊十架、右邊十架。
每3台支架包含一個支架控制單元,每個支架控制單元包括支架控制器1個,閉鎖按鈕2個,電磁閥驅動器3個,位移感測器3個,壓力感測器6個(雙立柱壓力檢測),傾角感測器3個,1套視頻監控系統以及將上述設備連線在一起的電纜連線器等電氣設備(每6架安裝1個遙控接收器)。各部件詳細參數見附錄。
電液控制系統主要功能
電液控制系統的主要功能是控制支架的所有動作。控制是在應用程式基礎上進行。控制的命令是操作者通過按鍵操作發出的(或是根據採煤機位置由系統自動發出),感測器檢測的實時值和用戶設定的各種參數也是控制過程的重要條件。
(1)用按鍵對單個支架(鄰架)動作的非自動控制
操作者在任意一台支架控制器所在支架,先選定左三至右三範圍內的任一支架為被控支架後,要使被控支架進行某一動作或某些聯合動作,就按面板上相應的操作鍵。這是系統提供的初級功能。
(2)對單個支架(鄰架)的降柱—移架—升柱動作施行自動順序聯動
控制器的程式將一些相關聯貫的動作協調連續起來合成為一個複合動作,自動按程式執行。每個單動作的進程及單動作之間的銜接與協調均以設定的參數或感測器實時檢測的數據為依據。降柱、移架、升柱三個單動作實行自動順序聯動,以移架為中心合成一個複合動作。除了這三個主動作之外,與之關聯的其他動作,如平衡千斤頂、抬底、側護板等動作也可與主動作協調配合,參與到程式中來。操作方法:先選定支架,接著按起動(開始)鍵,被選支架即開始自動順序動作。不必持續按著鍵,動作會自動進行下去,自動結束。
(3)成組自動控制
“成組”即一次控制的對象不僅是單架,而是相鄰的多架構成的動作組。“自動”即只需人工給出命令起動,以後就無需人工干預地自動進行。成組自動控制的動作可以是某個單一動作,也可以是自動順序的聯合動作。
成組自動控制具體實現:以操作架為基準,向左或向右連續相鄰的任意數量的支架被設定為某次某一動作的一個成組,支架的某一動作(單動作或自動順序聯動的複合動作)在給出命令後從這個組一端的起始架開始運行,按一定的程式在組內自動地逐架傳遞,每架的動作自動開始,自動停止,直至本組另一端的末架完成該動作為止。成組執行什麼動作、組的位置、架數、動作的傳遞方向取決於操作架的位置以及在操作架上所鍵入的選擇命令。成組自動控制必須先作一系列的參數設定,也就是給成組自動控制設條件定規則,但不必每次都設定,參數存入後只在要改變時才重新設定。系統的應用程式為自動降—移—升、推溜、拉溜等動作提供了成組自動控制功能。成組自動控制的操作步驟為:動作(功能)選擇—組方向選擇—起動(開始)。在成組自動控制運行過程中,可按停止鍵,中止並取消本次控制。
(4)以採煤機位置為依據的支架自動控制
這是支架控制的高級功能。首先需要確定採煤機的位置,然後根據工作面的作業規程,確定採煤機運行到某一位置時哪些支架應相應地執行什麼動作,這些操作要求被編成程式存入系統中,系統根據採煤機位置的信息自動發出命令指揮相應的支架控制器完成這些操作。支架的正常動作過程完全自動地進行。
(5)支柱在工作中發生卸載時的自動補壓功能
控制器提供了一項自動補壓PSA(PositiveSetAutomatic)的自動功能。立柱在支撐中如因某種原因發生壓力降落,當壓力降至某一設定值時,系統會自動執行升柱,補壓到規定壓力,並可執行多次,保證支護質量。
(6)支架配備自動噴霧系統,由電液閥獨立控制,實現架前自動輔助採煤機噴霧。
(7)閉鎖及緊急停止功能
為安全目的,不允許工作面某處支架動作時(如因維修或其他目的,人員要在這個位置工作),可操作支架控制器上的閉鎖按鈕將本支架閉鎖,只有解鎖操作後才可恢復。閉鎖的實質是禁止電磁閥驅動器驅動電磁閥。對於被閉鎖的支架以外的其他支架控制器不受影響,仍可正常工作。當工作面發生可能危及安全生產的緊急情況,可按壓任意一個支架控制器上的急停按鈕,全工作面支架動作立即停止並在急停解除前所有控制功能被禁止。就地閉鎖和緊急停止均須有解除操作才能復原,解除操作就是將按鈕恢復到原位。
(8)頂梁傾斜水平監測功能
支架頂樑上安裝傾角感測器,用以測量支架頂梁的角度,通過測量數據,支架控制器可對支架的姿態進行控制。當支架頂梁頭部過低時發出警告信息,防止採煤機截割頂梁。支架頂梁左右方向傾角實時監測,當大於限定值時進行報警提示,防止支架傾倒。
(9)採煤機位置檢測功能
採煤機位置利用嵌入在牽引電機內部的旋轉編碼器進行計算,採煤機運行信息通過有線、無線兩種方式與外界進行交換。為實現對牽引電機的精確控制、多個牽引電機的剛性同步控制,變頻器採用有速度感測器的矢量控制模式,採煤機牽引電機內部安裝旋轉編碼器,旋轉編碼器信號作為牽引電機的速度反饋信息。變頻器採集旋轉編碼器的反饋信息,並提供對外交換接口,供其他控制單元計算採煤機位置。採煤機控制器自動計算採煤機的位置,通過CAN匯流排通信向支架控制器、順槽監控中心傳送採煤機位置和方向等信息,實現支架跟機自動化。兩種位置對外傳輸方法可以通過程式設定進行選擇,兩種方法互相備用,從而保證採煤自動化的可靠進行。
(10)液壓支架遙控操作功能
a.單架遙控操作;
b.遙控操作支架成組推移運輸機、成組拉回運輸機;
c.發射器顯示屏實時監測當前選擇操作支架的支架號、操作動作;
d.發射器顯示屏實時監測與發射器相連線的接收器的信號強弱;
e.發射器顯示屏實時監測操作範圍指示(即發射器所能控制的液壓支架);
f.發射器顯示屏實時監測操作支架的立柱壓力和推移行程;
g.接收器具備ID自動匹配功能,根據控制器傳送的ID自動匹配控制範圍;
h.實時通信功能:遙控發射器與遙控接收器可以隨時搭接,進行遙控控制;
(11)全工作面視頻監控功能
a.實現對液壓支架電液控制系統和工作面其他設備(採煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、組合開關、泵站等)的視頻監控。
b.可以採用1、4、9個攝像界面顯示方式,實時顯示工作面視頻。
c.可以對關鍵部位攝像機視頻信息進行錄像,保存在本地存儲空間供參考使用。
d.實現將井下拍攝的數據通過乙太網傳送到地面,可實現在礦調度中心對工作面的實時線上監測。
(12)信息提示功能
電液控制系統具備以下幾類信息提示功能:支架動作的警示聲光信號、設定的控制參數信息、故障和錯誤信息、線上診斷及一些系統本身的狀態信息。
(13)數據傳輸
實現在順槽主控計算機和地面調度指揮中心對綜采工作面設備的遠程監測以及各種數據的實時顯示等,為井下工作現場和地面生產、管理人員提供實時的井下工作面生產及安全信息。支架本身信息通過井上井下數據傳輸系統上傳到地面,並在井下和井上計算機上顯示,接入到礦井自動化系統,向其提供的數據格式採用標準的OPC協定。具體的對於純水介質綜采工作面支護系統由超純水製備裝置、高壓水泵、液壓閥與管路、過濾系統、液壓支架和智慧型集中監控裝置組成,其特點在於支護系統的動力介質為純水。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其超純水製備裝置,採用由預過濾及超濾—RO一級除鹽(二級反滲透)—EDI深度除鹽工藝從而得到純水。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其超純水製備裝置包含超純水去離子化設備,去離子化得到的超純水可有效阻止動力介質中金屬和氧化物質直接接觸。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其液壓支架的立柱和平衡油缸具有帶壓置換功能。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,提高所述液壓支架中的立柱油缸內孔加工精度,可以減小油缸應力晶間腐蝕。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過微納米鍍層技術實現在液壓元件上覆蓋微納米鍍層以實現液壓元件的腐蝕防護。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其液壓支架包括立柱以及千斤頂。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過在所述立柱以及千斤頂內表面加入預膜劑,實現對靜止的立柱以及千斤頂內表面進行預膜防腐。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過在所述立柱以及千斤頂的油缸帶壓置換水介質系統,實現水介質流動防腐。

附圖說明

圖1是《一種純水介質綜采工作面支護系統》純水介質綜采工作面支護系統的結構圖。
一種純水介質綜采工作面支護系統
圖1

技術領域

《一種純水介質綜采工作面支護系統》涉及一種液壓支護系統,具體而言,涉及一種純水介質綜采工作面支護系統。

權利要求

1.《一種純水介質綜采工作面支護系統》由超純水製備裝置、高壓水泵、液壓閥與管路、過濾系統、液壓支架和智慧型集中監控裝置組成,其特徵在於,支護系統的動力介質為純水。
2.根據權利要求1所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,所述超純水製備裝置,採用由預過濾及超濾—RO一級除鹽(二級反滲透)—EDI深度除鹽工藝從而得到純水。
3.根據權利要求1所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,所述超純水製備裝置包含超純水去離子化設備,去離子化得到的超純水可有效阻止動力介質中金屬和氧化物質直接接觸。
4.根據權利要求1所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,所述液壓支架的立柱和平衡油缸具有帶壓置換功能。
5.根據權利要求4所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,提高所述液壓支架中的立柱油缸內孔加工精度,可以減小油缸應力晶間腐蝕。
6.根據權利要求5所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,通過微納米鍍層技術實現在液壓元件上覆蓋微納米鍍層以實現液壓元件的腐蝕防護。
7.根據權利要求1所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,所述液壓支架包括立柱以及千斤頂。
8.根據權利要求7所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,通過在所述立柱以及千斤頂內表面加入預膜劑,實現對靜止的立柱以及千斤頂內表面進行預膜防腐。
9.根據權利要求7所述的純水介質綜采工作面支護系統,其特徵在於,通過在所述立柱以及千斤頂的油缸帶壓置換水介質系統,實現水介質流動防腐。

實施方式

如圖1所示,《一種純水介質綜采工作面支護系統》提供的純水介質綜采工作面支護系統,由超純水製備裝置、高壓水泵、液壓閥與管路、過濾系統、液壓支架和智慧型集中監控裝置組成。
優選的,支護系統的動力介質為純水。
液壓支架是依靠高壓液體、立柱和相應的動力千斤頂可實現升架、降架、推溜、移架四個基本動作:升架將操作閥置於“升架”位置,由泵站經壓力膠管輸送來的高壓液體通過液控單向閥進入立柱下腔;立柱上腔的液體通過操縱閥流至回液管,於是立柱向外伸出支架升起;推溜,在支架處於支撐的狀態下,將操縱閥置於“推溜”位置,高壓液體經操縱閥進入推移千斤頂的左腔;其右腔液體經操縱閥流至回液管。此時,推移千斤頂活塞桿伸出,將工作面輸送機推向煤壁。推移距離一般為採煤機的一個截深;降架將操縱閥打到“降架”位置,高壓液體經操縱閥流入立柱的上腔,並同時打開液控單向閥;立柱下腔的液體經液控單向閥、操縱閥後流至回液管,於是立柱回縮,支架高度降低;移架,在支架卸載(降架)或部分卸載後,將操縱閥打到“移架”位置,高壓液體進入推移千斤頂右腔;千斤頂左腔低壓液體流回回液管路,此時千斤頂缸體帶動支架右移。一般其移動的距離與推溜的距離相等。
高壓水泵,主要用於提供高壓水。
液壓閥布置與管路中,實現對各個管路水流的控制。
過濾系統,用於過濾對水源進行初步的過濾,將其中的雜質進行去除。
純水製備裝置,通過純水製備裝置製得純水作為動力介質,代替傳統的乳化液,實現支護系統的環保目標。
智慧型集中監控系統,為支護系統的核心控制部分,將各個部件的感測器收集到的信號傳遞到智慧型集中監控系統以實現對整個支護系統的智慧型控制。
整個支護系統通過超純水製備裝置、高壓水泵、液壓閥與管路、過濾系統、液壓支架和智慧型集中監控裝置,協同作業,實現支護系統的正常工作,同時解決了污染問題。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其超純水製備裝置,採用由預過濾及超濾—RO一級除鹽(二級反滲透)—EDI深度除鹽工藝從而得到純水。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其超純水製備裝置包含超純水去離子化設備,去離子化得到的超純水可有效阻止動力介質中金屬和氧化物質直接接觸。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其液壓支架的立柱和平衡油缸具有帶壓置換功能。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,提高所述液壓支架中的立柱油缸內孔加工精度,可以減小油缸應力晶間腐蝕。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過微納米鍍層技術實現在液壓元件上覆蓋微納米鍍層以實現液壓元件的腐蝕防護。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,其液壓支架包括立柱以及千斤頂。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過在所述立柱以及千斤頂內表面加入預膜劑,實現對靜止的立柱以及千斤頂內表面進行預膜防腐。
進一步地,純水介質綜采工作面支護系統,通過在所述立柱以及千斤頂的油缸帶壓置換水介質系統,實現水介質流動防腐。

榮譽表彰

2020年7月14日,《一種純水介質綜采工作面支護系統》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

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