導(dǎo)語： 綜采工作面純水介質(zhì)液壓系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅減少了煤炭開采的生態(tài)影響，實現(xiàn)了乳化液零消耗，井下水資源零污染，而且降低了煤炭開采成本，降低零部件故損率，延長液壓支架壽命，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)煤炭綠色環(huán)保智能高效開采，提升了煤炭行業(yè)形象。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《純水介質(zhì)的液壓支架》是三一重型裝備有限公司研制，獨家生產(chǎn)的純水介質(zhì)綜采液壓支架。
一、技術(shù)背景
煤炭在中國能源生產(chǎn)和消費中一直占有極其重要的地位，目前煤炭機械化開采設(shè)備的液壓系統(tǒng)主要采用高水基乳化液作為傳動介質(zhì)，但由于綜采液壓系統(tǒng)屬于半開式系統(tǒng)，液壓支架在高壓狀態(tài)下工作介質(zhì)通過安全閥或泄漏直接外排，造成環(huán)境的污染和資源的浪費，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為徹底杜絕乳化液的使用，三一重型裝備有限公司（以下簡稱“三一重裝”）研制出了的獨家生產(chǎn)的綜采純水介質(zhì)液壓系統(tǒng)技術(shù)與裝備，該裝備使用純水介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的乳化液，能夠提高煤礦清潔生產(chǎn)水平，實現(xiàn)井下水資源零污染，為綠色礦井建設(shè)提供強有力的裝備支撐。
二、產(chǎn)品介紹
1.創(chuàng)新性
⑴以純水介質(zhì)代替有史以來煤炭綜采工作面液壓系統(tǒng)使用的乳化液介質(zhì)，解決了純水替代乳化液時的腐蝕、氣蝕、磨損與密封等技術(shù)難題。
(2)該技術(shù)已通過行業(yè)專家的成果鑒定，申請專利28項，其中發(fā)明專利13項，制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12個，發(fā)表國家核心期刊論文13篇，通過純水制造裝置的MA認(rèn)證（國內(nèi)唯一），獲得中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進步二等獎等。
2.技術(shù)特點
⑴制水能力強：該技術(shù)是以礦井水、疏干水為進水，經(jīng)過純水制備系統(tǒng)處理，用純水高壓泵站向綜采工作面供液，將制水能力與采煤工藝及設(shè)備參數(shù)相匹配，使水質(zhì)指標(biāo)符合防腐需求，且成套裝備可智能控制。
⑵耐沖擊能力強：通過選用特種不銹鋼材料和鍛造工藝，提高不銹鋼材料的耐沖擊能力，來解決高壓大流量泵、閥的氣蝕問題。
⑶防腐能力強：使用先進工藝對千斤頂進行整體表面處理，全面提高油缸的防腐能力。
⑷密封技術(shù)好：通過對密封材料研究，實現(xiàn)耐水解、耐高壓、自潤滑性能，解決純水介質(zhì)密封和潤滑問題。
3.解決的問題
全國煤礦共有8000多個礦井，年產(chǎn)量約為35億噸。目前煤礦綜采工作面采用乳化液作為傳動介質(zhì)（95%中性水+5%乳化油），形成年300-400萬噸乳化液消耗。由于此設(shè)備的液壓系統(tǒng)屬于半開式系統(tǒng)，加上系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏，這些對水源造成巨大污染，給煤礦安全環(huán)保生產(chǎn)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，北方礦區(qū)平均噸煤破壞地下水資源約10m3，其主要污染源即為高水基乳化液。三一重裝研制的綜采純水介質(zhì)液壓系統(tǒng)技術(shù)與裝備，率先實現(xiàn)井工煤礦綠色開采，實現(xiàn)了乳化液的零使用、零排放，徹底解決了綜采工作面乳化液的污染問題，改善和提高了礦區(qū)居民用水安全。
4.適用范圍
目前該技術(shù)主要應(yīng)用于煤礦井下綜采設(shè)備，其優(yōu)勢在于利用純水代替乳化液作為介質(zhì)，高效環(huán)保、故障率低。
三、項目案例
1.工業(yè)性試驗項目：該項目是國內(nèi)首套純水介質(zhì)液壓系統(tǒng)的使用案例，其在31408工作面正式投入使用，2019年9月回采完成，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，效果良好，累計推進5162米，生產(chǎn)原煤562.3萬噸。2019年5月15日，創(chuàng)日產(chǎn)最高水平，割煤32刀，生產(chǎn)2.96萬噸，最高月產(chǎn)68.18萬噸。同時，減少了乳化液的排放也使當(dāng)?shù)厮|(zhì)有了較大程度提升。
2.商業(yè)應(yīng)用項目：2020年10月開始運行（工作面長度2268米，儲煤量460萬噸），截至2021年6月9日，工作面推進1896米，生產(chǎn)原煤387萬噸。最高月產(chǎn)65.6萬噸，月均59萬噸，最高日產(chǎn)2.68萬噸。
四、效益分析
1.經(jīng)濟效益
開采成本低：噸煤介質(zhì)成本較乳化液低，故障率降低約20%，有效節(jié)省維修換件成本。
以工業(yè)性試驗項目為例，現(xiàn)已累計采煤1064萬噸，新增利潤15.3億元，稅收2億元；節(jié)約工作面運行費用653.5萬元。
2.社會效益
實現(xiàn)了礦井減人提效、減少運行維護工作量、減輕人員勞動強度。
零污染排放，杜絕了乳化液對地下水的污染，提升煤礦清潔生產(chǎn)水平，實現(xiàn)井工煤礦綠色開采，為建設(shè)綠色礦山提供了裝備支撐，促進了行業(yè)技術(shù)發(fā)展。
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