常 鈺

（汾西礦業(yè)高陽煤礦，山西 孝義 032300）

引言

現(xiàn)階段煤礦井下采煤工作面一般采用短距離供液方式，將噴霧泵站、乳化液泵站均布置在運輸巷設備列車上，并隨著采面移動而整體前移[1-2]。采用此種供液方式時，由于設備體積大、占用空間大，從而導致行人、通風等斷面較小，當在復雜地質(zhì)構造或者巷道底板起伏較大區(qū)域時，設備列車移動苦難、作業(yè)人員勞動強度高。采用長距離供液可有效解決短距離供液存在的各種問題[3-5]。長距離供液是將噴霧泵、乳化液泵以及液箱等移至運輸巷外側(cè)聯(lián)絡巷內(nèi)，可有效解決采面移動過程中設備列車移動困難、安全風險高等問題，在地質(zhì)復雜條件礦井中表現(xiàn)出較為顯著的應用成果[6-8]。為減少乳化液泵站等移動頻次并降低相關人員勞動強度，提出采用將長距離供液系統(tǒng)為液壓支架供液，在采面后續(xù)生產(chǎn)過程中供液系統(tǒng)流速、壓力以及流量等均可滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求，文中重點對采面采用的長距離供液系統(tǒng)結(jié)構、管路布置以及現(xiàn)場應用情況等進行分析，以期為其他礦井類似綜采工作面長距離供液技術應用提供經(jīng)驗借鑒。

1 工程概況

山西某礦井田面積23.45 km2，批準開采2#、3#、7#、11#煤層，現(xiàn)階段礦井生產(chǎn)主要集中在3#煤層。3#煤層3206 綜采工作面位于2 采區(qū)中部，采面開采范圍內(nèi)煤層厚度均值4.36 m，采面設計走向推進距離1 690 m、傾斜距離256.5 m。在開采范圍內(nèi)，5#煤層直接頂以厚度10.6 m 細粒砂巖、粉砂巖為主，基本頂以厚度6.8 m 中粒砂巖為主（巖層中部部分區(qū)域夾雜泥巖），煤層直接底為厚度10.9 m 粉砂巖、泥巖。采面采用綜采開采工藝，使用的液壓支架型號為DBT2550/5500-2×3926-1750、轉(zhuǎn)載機為SZZ1200/375、刮板機為SGZ1000/1710、破碎機為PCM375、皮帶為DJS140/300/3×400。為提高采面綜采設備工業(yè)效率，提出將長距離供液技術應用到3206 綜采工作面生產(chǎn)中。

2 長距離供液技術現(xiàn)場應用

2.1 技術特點

在煤礦井下綜采工作面使用的長距離供液設備包括有電控系統(tǒng)、動力輸送管道、乳化泵站、乳化液配比系統(tǒng)、噴霧泵站以及配電系統(tǒng)等，可為綜采設備進行遠距離工業(yè)。將長距離供液系統(tǒng)應用到綜采工作面中，具有下述技術優(yōu)勢：

1）無需將乳化液泵、噴霧泵等布置在傳統(tǒng)的設備列車上，從而降低設備列車整體重量以及占用空間，降低設備列車移動時勞動強度，并為巷道通風、行人等提供更多空間。

2）傳統(tǒng)短距離供液時使用的供液膠管使用時限一般在1 年，長距離供液時采用高壓輸送管（材質(zhì)為合金復合材質(zhì)）代替高壓軟管，而高壓輸送管使用壽命一般可達到10 年以上。同時使用的高壓輸送管由于強度以及剛度等更大，可有效避免老化引起的脫皮、鼓裂等問題。高壓輸送管可便于拆卸，后期維護方便。

3）長距離供液可實現(xiàn)多個采掘作業(yè)面同時供液，在地質(zhì)條件復雜、煤與瓦斯突出礦井或者沖擊地壓礦井中具有較強的適應性。

2.2 現(xiàn)場供液管路布置

在3206 綜采工作面布置3 趟高壓輸送管為采面綜采設備供液，將原為采面供液的噴霧泵、乳化液泵等從設備列車上移動至采面運輸巷端頭位置的聯(lián)絡巷處，采用高壓輸送管將噴霧水、乳化液以及冷卻水等長距離輸送至綜采面。具體采面內(nèi)長距離供液系統(tǒng)結(jié)構組成以及高壓輸送管布置情況，如下頁圖1 所示。

圖1 長距離供液管路布置示意圖

長距離供液系統(tǒng)中主進液管路選用管徑133 mm、壁厚12 mm 的內(nèi)襯不銹鋼合金復合管，管路間用哈弗式接頭連接，管路可承受的最大載荷為37.5 MPa。主回液管選用的內(nèi)襯不銹鋼合金復合管，管徑159 mm、壁厚9 mm，可承受的最大載荷為16 MPa。清水管路為內(nèi)襯不銹鋼合金復合管，管徑108 mm、壁厚8 mm，可承受的最大載荷為16 MPa

2.3 現(xiàn)場應用效果

經(jīng)過前期估算，在滿足液壓支架動作、頂板支護需要前提下，結(jié)合冗余原則并考慮設備檢修需要，在采面運輸巷聯(lián)絡巷位置共布置4 臺乳化液泵站，3 臺使用1 臺備用，乳化液泵站設定出口壓力31.5 MPa，6 000 m 供液距離時出口處供液壓力為30MPa，壓力損失1.5 MPa。在3206 綜采工作面正常生產(chǎn)期間，將乳化液泵出口供液壓力調(diào)整為35 MPa，采用長距離供液后，采面各設備均可平穩(wěn)運行，現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)長距離供液系統(tǒng)出口壓力保持在30 MPa～32.5 MPa 間，在綜采液壓支架移加、推溜等操作期間，供液系統(tǒng)未出現(xiàn)竄液、漏液等不良情況

在采面運輸巷聯(lián)絡巷位置共布置3 臺高壓噴霧泵，2 臺使用1 臺備用，設定高壓噴霧泵出口壓力為6.8 MPa，6 000 m 供液距離時末端供液壓力為5.2 MPa，壓力損失1.6 MPa。

在采面正常生產(chǎn)期間，采面高壓噴霧泵供液壓力設定6.8 MPa，采面各設備正常使用時末端供液壓力保持在3.8 MPa～4.0 MPa，可滿足采面各設備使用需要。具體轉(zhuǎn)載、破碎機等設備動力裝置現(xiàn)場應用情況，如表1 所示。

表1 轉(zhuǎn)載機、破碎機動力裝置現(xiàn)場應用情況

從長距離供液系統(tǒng)現(xiàn)場應用情況來看，在3206綜采工作面采煤機冷卻噴霧流量、壓力，液壓支架供液壓力及流量，以及其他的設備冷卻水需求均可滿足需要。采用的長距離供液技術可滿足采面正常生產(chǎn)期間供液需求，同時乳化液系統(tǒng)以及冷卻水系統(tǒng)等均工作平穩(wěn)，可滿足采面生產(chǎn)需要。采面若采用傳統(tǒng)的短距離供液系統(tǒng)時，設備列車長度一般為36 節(jié)，使用長距離供液系統(tǒng)之后，采面設備列車長度縮短至11 節(jié)，可大幅減少設備列車數(shù)量并降低設備列車前移難度、作業(yè)人員使用量。

3 結(jié)語

長距離供液將乳化液泵以及高壓水泵等設備均移動到采面運輸巷端頭聯(lián)絡巷處，可有效降低設備臺車體積以及載重，并降低相關作業(yè)人員勞動強度。將長距離供液系統(tǒng)在3206 綜采工作面現(xiàn)場應用，可滿足采面長距離、大流量供液需求，現(xiàn)場應用主要取得以下成果：

1）在3206 綜采工作面使用長距離供液技術后，乳化液供液系統(tǒng)末端供液壓力保持在30 MPa 以上，綜采液壓支架初撐力均可保持在28 MPa 以上，可滿足液壓支架需要，同時在使用過程中未乳化液供液系統(tǒng)始終保持平穩(wěn)，未出現(xiàn)漏液、壓力降低等問題。

2）通過使用長距離供液技術，設備列車重量以及長度等均明顯減少，作業(yè)人員勞動成本明顯降低。同時與傳統(tǒng)的短距離供液相比，通過長距離供液可實現(xiàn)乳化液泵以及高壓水泵集中管理，節(jié)省設備移動耗時，并顯著提升設備管理效率。