煤矿开采ColMi n c ooy a.pdf

第 1 3卷 第 1期 总第 8 0期 2 0 0 8年 2月 煤 矿 开 采 Co a l Mi ni n g Te c hn o l o g y V o 1 ． 1 3 No ． 1 S e r i e s No ． 8 01 F e b r u a r y 2 0 0 8 采煤设 备 用润 滑油 现 状 浅析 沈栋 ，王玉超 ，韩 勇 煤炭科学研究总院 检测研究分 院，北京 1 0 0 0 1 3 [ 摘 要] 概述了我国煤矿采煤设备常用润滑油的发展现状，分析介绍了主要润滑油，如齿轮 油、液压油及高含水难燃液压液等油品的使用情况、现状以及发展方向。 [ 关键词] 润滑油；现状；发展趋势 [ 中图分类号]T Q 6 4 5 ． 8 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 62 2 5 2 0 0 8 0 1 - 0 0 9 3 0 3 S t a t u s - qu o o f Lub e f o r M i n i n g Equ i pme n t s 据 统计 ，一个 中型煤 矿 每年 润 滑剂 用 量约 3 0 0 0 t ，全 国大、中、小 型煤矿 有 2 7 0 0 0多 个 ，年 润滑剂销耗量达 4 0亿元左右 。煤炭作为重要能源 ， 其开采规模及产量将持续创历史新高 ，标志着煤矿 油品用量将会不断提升。 以煤矿井下开采为例 ，其设备作业特点是环境 恶劣，重载，中、低速运转，而且由于井下作业空 间有限，机械结构 日趋紧凑 ，体积小 、功率大 、使 用温度增 高。因此要求 润滑油具有 良好 的耐高温 性 、抗氧化性 、防锈 防腐蚀性 、抗磨 性 、低 挥发 性 、消泡性 ，才适合在井下设备 中使用。 我国采矿设备用润滑油主要有工业齿轮油 、抗 磨液压油和高含水难燃液压液。本文在分析上述油 品相关使用情况和现状 的基础上，进一步提出了油 品的发展趋势。 1 工业齿轮油 1 ． 1 性能要求 齿轮装置要求油品必须具备合适的黏度和良好 的黏温性 ，足够的极压抗磨性 ，良好 的氧化安定性 和热稳定性 ，良好 的抗泡性 ，抗乳化性和防锈 防腐 蚀性。 1 ． 2 使用情况 神东煤炭公司是我国现有生产规模 、生产能力 最大的煤矿之一 ，通过在该矿 区对煤矿生产设备常 用齿轮油的种类 、数量 、周期等摸底调查 ，综采设 备齿轮油的使用情况如表 1 所示。 1 ． 3 现状 与趋势 煤矿大型机械设备使用的润滑油，在设备 的使 用说明书中就有规定，严格按照要求选用即可。从 表 1中可以看出神东综采设备使用的工业齿轮油以 国外品牌的 3 2 0 ，4 6 0 为主。 表 1 综采设备润滑 设备名称 部件 润滑油 牌号 注油周期 我国目前煤矿机械使用较多的为普通质量的润 滑油品。神东综采设备有不少是进 口的 ，要求油品 具备更好 的黏温性 ，提高油品的极压抗磨性 ，以及 更优 良的抗燃性 、氧化安定性等。随着高端采煤设 备的研制 、开发与使用 ，对齿轮油的性能和质量要 求越来越高。 2液压油 2 ． 1 性能要求 采煤设备液压系统对液压油 的性能要求如下 适当的黏度 ；良好 的黏温特性 ；良好的抗氧化性和 水解安定性 ；抗燃性和剪切安定性 ；与密封材料 、 环境 的相容性 ；良好的润滑性。 【 收稿 日期]2 0 0 7 0 9 0 6 [ 基金项 目]青年创新基金资助项 目 2 0 0 6 Q N 6 0 [ 作者简介]沈栋 1 9 7 6 一 ，男，河南方城人，工程师，硕士，2 0 0 4年毕业于中国石油大学 北京化工专业，现从事润滑油的研发 和销售。 9 3 维普资讯 总第8 O期 煤 矿 开 采 2 0 0 8年第 1期 2 ． 2 使用情况 为了弄清 目前 液压油 的使用情况 ，在对神东 、 中煤平朔等矿区调研 中发现 ，煤矿生产设备常用液 压油的品牌很多 ，进 L I 品牌包括美孚 、壳牌 、B P 、 嘉实多在小部分矿区使用 ，市场 占有率不到 1 0 ％ ， 长城和昆仑在极少数矿区使用，大部分的市场份额 被地方的小型民营企业油品 占领。 在实际生产中，因润滑不良造成的故障仍然很 多，损失大。有的液压油箱加油L I 没有盖子，而代 之 以破布；有的润滑油箱上油尺丢失 ；有的系统使 用了错误型号的油品 ；甚至有 的液压或润滑系统取 掉了油滤清器 ；润滑系统中杂质多，油品劣化；油 位有的太高，工作时使油温过高；有的油位太低， 甚至泄漏严重 ，因缺油而导致严重磨损 ；更换油品 时没有放尽废油 ，油箱中残留杂质较多 ，使新换油 品很快变质。 2 ． 3 现状与趋势 2 0世纪 9 0年代以后，我国开始使用 Ⅱ、Ⅲ类 基础油开发液压油产品，不仅提高了液压油的氧化 安定性 ，而且改变 了过去 H V，H S液压油的组成。 但是 ，我 国液压 油 复合 剂 加 入量 一 般都 高 于 国 外 ，油品的性价比较低。 表 2中列举 了神东矿区采煤设备所用液压油和 国内某矿 区采煤设备所用液压油的一些性能对 比。 表 2 抗磨 液压油 从表 2中可以看 出，2种液压油的性能 比较接 近 ，但神东矿区使 用的液压油 的闪点 指标 明显 占 优。由于煤在一定条件下具有 自燃性 ，煤的粉尘有 爆炸性 ，更 为重要 的是煤 层 中往往 含有 可燃性 气 体 ，遇到明火 、电气引燃及其他原因，都可能造成 采煤工作面及其附近巷道的火灾，甚至会发生爆 炸。因此 ，液压油应具有更好的难燃及抗燃性。 3 高含水难燃液压液 3 ． 1 性能要求 安全性是首先需要关注的因素，液压液 的经济 性是另一个需要关注的方面。此外 ，液压液的防锈 性 、润滑性 、黏温性能、稳定性 ，对密封材料的适 应性 ，对环境无污染 以及对人体皮肤无有害影响， 9 4 都是液压液所必须考虑到的。 3 ． 2 使用情况 对全国主要矿区的调研发现，目 前不少矿区仍 在使用传统的乳化液作为液压支架传动介质。但对 于使用大采高、大流量、电液控制等高端支架的矿 区，多选用煤科 院生产的浓缩液和国外 的微乳液 ， 比如神东矿区、中煤平朔 、大同煤矿集团、枣庄矿 业集团等选用的就是煤科院生产的浓缩液。 3 ． 2 ． 1乳化 型 液压液 水油乳化型液压油分为油包水 W／ O型及 水包油 O ／ W型。油包水液压油 的优点是阻燃 、 导热性好 、冷却性好 、比热大等。缺点是乳化安定 性差 ，长期使用可能产生油水乳渣和细菌 ，甚至发 生腐蚀现象等。水包油型乳化液具有一定的润滑性 和防锈、防腐蚀性能外，基本上和水的性质相同， 也有产生细菌可能性 ，缺点是稳定性差 ，在液压系 统中析出油和皂 ，堵塞系统；同时 ，随着有效物的 析出，乳化液的性能大大下降，不能满足高端液压 支架的要求 。 3 ． 2 ． 2浓 缩液 新型合成液压支架用浓缩液 是煤炭科学研 究总院研制开发的最新成果，是传统乳化油的更新 换代产品。它是专门针对电液控制系统研制的， 彻 底解决 了传统乳化油的析油析皂 ，堵塞过滤器、先 导阀及爆管等老大难问题。推荐使用浓度为5 ％。 表3 浓缩液、乳化油、微乳液的性能比较 样 品取 自矿 区现场 实验项 目 浓缩 液 微乳液 乳 化油 凝点 外观 防锈性 同一试件 5个点 防腐蚀性 原液一 ℃ 一 6℃ 一6 ℃ 原液 荧 光绿透 明液体 棕红色透明液体深棕色透 明液体 5 ％ 荧 光绿透 明液体黄色透明液体 不透 明乳液 3 ％ 荧光绿透明液体 不透明液体 不透明乳液 5 ％ 无锈迹 3 ％ 无锈迹 5 ％ 无锈蚀无色变 3 ％ 无锈蚀无色变 有锈迹 有锈迹 无锈蚀无色变 有锈蚀无色变 有锈迹 有锈迹 无锈蚀无色变 有锈蚀无色变 3 ． 2 ． 3水一 乙二 醇类难 燃液压 液 水一 乙二醇难燃液压液是一种替代传统矿物油 的特殊难燃液压液，是为适应煤矿、冶金等有火灾 危险环境而开发的难燃型液压液。 针对综采设备在严寒季节地面试验 、贮存 、升 井检修以及出厂运输时的防冻保护问题，煤科院开 发 了 MF D水一 乙二醇型系列液压支架专用防冻型液 维普资讯 沈栋等 采煤设备用 润滑 油现状浅析 2 0 0 8年第 1 期 压液。一方面可以充分保证对液压支架 的润滑性 、 稳定性 、滤过性 、防锈性 、防腐蚀性及对密封材料 相容性 ，通用于各种液压传动装置 ；另一方面可以 满足由于液压支架系统在冬季地面试验 、升井及运 输等低温下的苛刻要求 ，可耐受摄氏零下几十度的 低温 ，以保证整个液压支架系统安全 、正常运行 ， 防止设备因受冻而损坏。 3 ． 3现状与趋势 油包水液压液具有优异的安全性 、冷却性 、润 滑性和防锈性。国外油包水乳化液在煤矿设备 中应 用较为广泛 ，国内大多数煤矿也选用乳化液。 与传统乳化液相 比，浓缩液属于单一相热 力学 稳定体系 ，因此稳定性大大提高 ，其各项性能指标 远远优于传统乳化液 ，在使用过程中不会 出现析油 析皂、堵塞液压系统等现象，充分满足了电液控制 系统的要求 。浓缩液对整个液压支架系统的正常运 行 ，避免液压支架 柱 、阀等 动作 失灵 ，保 障 井下作业的安全 、迅速 ，提高生产效率 ，延长设备 使用寿命 ，节约设备 的维修成本以及减少对液压系 统周 围空气 、地下水资源的污染。 4 结 束语 近年来 ，随着煤炭开采工艺的不断进步 ，煤矿 技术装备 E t 趋现代化 ，矿 山机械大量采用液压传动 系统 ，对液压油、齿轮油等各种矿用油品需求量 E t 益增大。现在用于机械设备的液压油、齿轮油等矿 物油属于易燃介质 ，因此 ，随着井下矿用油品用量 的 E l 益增加 ，为了确保煤矿生产的安全 ，有必要对 矿用各种油品的难燃及抗燃性进行研究与开发 。 此外 ，我国在可生物降解润滑油及添加剂方面 的研究工作起步较晚，为缩短与世界先进水平的差 距 ，需积极开展各类具有生物降解性添加剂及液压 油的研究工作 ，制定具有绿色润滑油的标准 ，加快 绿色油品商品化步伐 ，为保护环境贡献力量。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 高永 利 ．液 压 油 的 现 状 与发 展 [ J ]．润 滑油 ，2 0 0 1 ，1 6 3 5 8 q S 1 ． [ 2 ] 许海霞 ，等 ．新型合成液压支架用 浓缩液 的研 究 [ J ]．煤炭 学报 ，2 0 0 4，2 9 4 4 8 7 49 1 ． [ 责任编辑 邹正立 ] 女女 女 女女 女女 女女 女女 女女 女女 女 女女 女女 女女 女女 女女 女女 女女 七 女女 女女 女女 女 女女 女 上接 9 0页 而采用压滤机清理，避免了这一问题。 3 技术 经济 效果 采用 X M Y厢式手动压滤机清理水仓 与人工清 理水仓相比有如下特点 1 清理速度快 采用人 工清理水仓每班清 理 3 0罐左右 ，每罐受水仓绞车坡 的影响 ，容量 只 有 6 0 ％ ，且 为水煤 泥。采用压滤机清理水仓 ，每 班压 5版 ，压缩煤泥饼 1 2罐左右 ，一罐煤泥饼相 当于人工清理水仓煤泥罐数的 4倍。 2 清理质量好采用人工清理水 仓 ，剩余 在水仓中的煤泥较多，不易清净。采用压滤机清理 水仓 ，用高压水把水仓底部由里向外冲刷出来 ，由 排沙泵排出进行压滤 ，水仓清理的干干净净 。 3 安全可靠性高 人工清理水仓时，如果 水仓淤积厚度大 ，有可能会 突然涌 出，危及安全， 4 用工少，劳动强度低人工 清理 水仓每 班需 8～1 0人 ，而采用压滤机清理 ，每班仅需 5～ 6人 ，且工人劳动强度大大降低。 5 大幅度提 高 了运输效果和运输安全人 工清理水仓 ，由于开煤泥 ，导致罐底大 ，既造成了 亏吨，又给清理罐底造成 了困难 ，且所有斜井坡由 于煤泥浆的洒落，导致散煤泥超过轨道面，易造成 掉道 ，危及安全提运 ，也给清坡带来 了影响。而采 用压滤机清理水仓 ，运输 的是脱水效果很好的煤泥 饼 ，大幅度提高了运输效果和运输安全 。 4结束语 X MY压滤机在 申家庄煤矿清理水仓的成功应 用 ，技术经济效果显著 ，可在同类条件下的矿井水 仓清理 中推广应用。 [ 责任编辑 邹正立] 上接 9 2页 行 、提高设备使用寿命有重要作用。使用测力装置 测量链条预紧力数值 ，也减少紧链操作 的盲 目性 ， 提高了工作效率。 综采工作面刮板输送机和转载机 中，使用闸盘 紧链型式的设备占有较大的比重 ，链条测力装置与 闸盘紧链器配合紧链有很大的推广价值。 [ 参考文献] [ 1 ]王莉英 ，韩 以伦 ．刮 板输 送机 预 张力 对 输送 机性 能 的影 响 [ J ]．i 【 I 西煤炭 ，2 0 0 2 9 ． [ 2 ]张 国柱 ，陈宇 ．新型 闸盘 紧链器 使用 中的若干问题 [ J ]． 煤矿机械 ，1 9 8 4 5 ． [ 责任编辑 邹正立] 9 5 维普资讯