俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面遠距離供液方案設計與應用摘要：結合俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面實際布置情況，為減少由于受地質條件采動影響，回采順槽容易出現巷道底鼓或頂板下沉變形現象及巷道起伏影響，拉移開關列車泵站會帶來危險因素。應盡量減少回采順槽內設備，將乳化泵站移出采動區，利用遠距離供液思路，對礦井綜采工作面液壓支架遠距離供液管路進行方案設計與應用。現以俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面布置設置，在供液設備選型確定的情況下，研究核算供液管徑、供液距離在遠程供液系統中壓力的損失情況，為合理進行遠程供液方案設計提供有效依據，實現綜采工作面遠程供液應用。關鍵詞：遠距離供液泵站液壓支架管徑核算壓降徐礦天山公司俄霍布拉克煤礦1403工作面設置走向長1350m，傾斜長285m，采高最高3800mm，工作面煤層厚度均勻，依據以往回踩經驗，由于底層分布工作面受上層采空區影響頂板來壓大、速度快，會使巷道斷面出現底、頂、幫鼓起，減小兩巷斷面。近距離供液布置設備，會出現以下問題：（1）拉移泵站的過程中。由于巷道底板變形起伏大，對泵站所移動造成影響，很可能發生泵站硬鏈接活動度不夠造成掉道或翻車事故，危及人員安全，損壞設備。（2）工人工作量增大。隨著回采推動，泵站列車需隨時后退移動，不僅設備移動，管路還要回撤，這樣就增大了工人的工作強度。（3）泵站列車設備對變形巷道適應能力較差。根據回采經驗，回踩過程中受巷道變形嚴重問題的影響，需要對巷道兩幫進行擴幫、底板進行臥底。為了解決此問題，打破傳統的供液泵站布置方式，由就近布置改為遠距離布置。即將泵站設備全部移出工作面動力形變區域，布置在材料道外端巷內固定平臺位置，形成遠距離供液系統。1俄霍布拉克煤礦1403工作面泵站系統基本概況俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面設計采用采全高開采回采工藝，工作面斜長285m，配置ZY10000/20/38型液壓支架155架，ZY10000/20/38D型端頭支架8架，ZTF20000/25/38型巷道支架12架，為滿足綜采工作面正常生產的要求，配置3臺BRW630/37.5型高端智能乳化液泵，配備2個型號為RX630/70的智能乳化液箱，該泵流量為630L/min，額定壓力為37.5MPa，采用電機功率450kW變頻一體機，液箱容積7000L；正常生產時乳化泵兩用一備。21403工作面遠距離供液技術、設計問題的提出煤礦綜采工作面乳化液泵的壓力、流量損失應符合《煤礦安全規程》及相關行業規定要求，滿足液壓支架的安全使用。為此，在選定泵站設備的情況下，工作面遠距離供液必須解決供液距離長、壓力損失大的問題，為最大限度地降低管路壓力損失，應該從供液管路的選擇入手，優化選型管路，提高管路在遠距離高壓供液過程中的實用性及可靠性。以往工作面泵站設置在距工作面約100-150m處，設備移動方式采用有軌邁步式跟隨移動，為進一步提升安全生產效率、減少勞動強度，改善此問題的困擾，將泵站設計距工作面1350m處，應用遠距離供液。俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面選用乳化液泵站額定壓力為37.5MPa，根據《煤礦安全規程》及的相關行業規定，綜采工作面液壓支架工作時初撐力不得低于額定工作壓力的0.8倍，則至工作面最遠端的供液壓力最高為30MPa，且不能低于25.2MPa。以往工作面最遠端距供液系統乳化泵約為385m，選用4SP-51型高壓膠管單進單回供液方式供液，現最遠端設置在距乳化泵1635m處。本文針對液壓支架最終使用壓力及管路壓力損失進行校核，并對管路選型進行相對合理有效的設計。根據流體力學相關知識，遠距離管路的供液中、輸液中，管路局部壓力損失對主管路影響較小，可忽略不計，主要壓力損失以沿程壓力損失為主，因此，在此僅對管路沿程壓力損失進行校核。3校核計算1403綜采工作面遠程供液管路壓降（1）乳化液在管內流動狀態校驗根據流體雷諾值判斷乳化液在管內流動狀態。雷諾值：式中V液體流動速度m/s，d為供液管直徑，工作面高壓膠管直徑為d=5.1×10-2m，V=Q/A,Q為乳化泵流量630L/min=1.05×10-2m3/s，A為供液管路截面積，則V=1.05×10-2/3.14×（2.55×10-2）2=5.14m/s，υ為乳化液運動粘度查表知υ=1.2×10-6m2/s；則高壓膠管雷諾值為Re=218600；遠程供液無縫鋼管直徑為d=8.89×10-2m，V=Q/A,Q為乳化泵流量，A為供液管路截面積，則V=1.05×10-2/3.14×（4.445×10-2）2=1.69m/s，遠程供液無縫鋼管雷諾值為Re=125200。根據雷諾臨界值為2000，當大于2000，乳化液在高壓膠管和無縫鋼管內為紊流狀態。（2）工作面壓力損失校驗選用4SP-51型高壓膠管，管徑為φ51，作為工作面液壓支架主管路，在滿足工況要求的情況下，對工作面液壓支架主管路進行計算校核。式中，ΔPf1是高壓膠管的壓力損失；沿程阻力系數λ取經驗參數0.05；L是膠管的沿程長度285m；ρ是乳化液密度0.95×103kg/m3；q是泵的流量630L/min=1.05×10-2m3/s；d是圓管內徑5.1×10-2m。計算得，ΔPf1=0.68MPa。（3）高壓無縫鋼管遠距離供乳化液，在管路壓力損失校驗選用直徑為φ88.9（27SiMn）無縫鋼管作為遠距離供液管路，具有可拆卸方便，固定性強的特點，能滿足工況要求的情況下，校核計算選用的高壓無縫鋼管供液管路的壓損。式中，ΔPf2是無縫鋼管的壓力損失；同上沿程阻力系數λ取0.05；L是無縫鋼管的沿程長度1350m；ρ是乳化液密度0.95×103kg/m3；q是泵的公稱流量630L/min=1.05×10-2m3/s；d是圓管內徑8.89×10-2m。計算得，ΔPf2=0.61MPa。綜上所述，選用的遠距離供液管路至液壓支架末端的壓力損耗為ΔPf1+ΔPf2=1.29MPa；符合相關的規定。4管路選型方案選擇設計在正常工況條件下，供液流量確定。通過本文上述結論，選用4SP-51型主進液管路對工作面單進單回供液；遠距離供液管路采用φ88.9（27SiMn）無縫鋼管單進單回供液方式；供液距離的長度是影響末端壓力損失的主要因素，在應用過程中無縫鋼管可隨回采逐漸縮短，可調小乳化泵出口壓力來調整系統壓力，滿足工作面液壓支架使用的同時也可降低液壓元件的損壞。5結語設計與應用遠距離供液系統于俄霍布拉克煤礦1403綜采工作面，在供液性能、自動化程度的提高和設備維護方面得到相應的實效，使得整個工作面液壓系統更穩定、更可靠性，應用狀態更良