李杰

（中煤平朔集團(tuán)井工一礦，山西朔州 036000）

井工一礦19106綜放工作面液壓管路的壓力損失分析

李杰

（中煤平朔集團(tuán)井工一礦，山西朔州 036000）

井工一礦19106工作面在回采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主回液管易爆管，嚴(yán)重影響工作面的正常生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)19106綜放工作面的主進(jìn)、回液壓力管路的壓力損失分析，找到了爆管的原因，得到了工作面主進(jìn)液壓力損失比例，為工作面的高效生產(chǎn)做出了有效指導(dǎo)。

綜放工作面；雷諾數(shù)；壓力損失

對(duì)于高產(chǎn)高效的綜放工作面來(lái)說(shuō)，設(shè)備的選型非常重要，直接關(guān)系到工作面日后的產(chǎn)能。液壓支架是工作面重要的裝備，其首要作用是能夠支撐采場(chǎng)至地表的壓力，保障工作面的安全，而保障液壓支架能夠快速的降柱、移架、升柱、伸護(hù)幫、收后溜等一系列動(dòng)作的就是持續(xù)給其足壓的乳化液，乳化液由乳化泵通過(guò)高壓管路源源不斷的輸送到工作面，因此在選擇乳化泵及其配套的高壓管路上必須通過(guò)必要的計(jì)算來(lái)準(zhǔn)確選擇。

中煤平朔集團(tuán)井工一礦19106工作面在安裝初期，單軌吊上的主回液管易發(fā)生爆管現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工作面的正常生產(chǎn)，同時(shí)又增加了材料成本，現(xiàn)對(duì)19106工作面乳化泵及主供、回液管的選擇進(jìn)行分析，進(jìn)而提出改進(jìn)意見(jiàn)。

1 工作面設(shè)備型號(hào)

中煤平朔集團(tuán)井工一礦19106工作面長(zhǎng)度為297 m，共布置171臺(tái)液壓支架，架間距為1.75 m，選用電液控鄰架操作方式操作液壓支架，安全可靠性非常高。工作面的液壓系統(tǒng)主要設(shè)備選型，如表1所示。

乳化泵的出液管型號(hào)為6SP-51-45，單軌吊上的供液管型號(hào)為4SP-64-35，回液管型號(hào)為2SP-76-19，工作面的主進(jìn)液管為6SP-51-45。

2 壓力損失計(jì)算

乳化泵的DN50S出液管先接到高壓過(guò)濾器上，然后通過(guò)異徑直通與主供液管64 mm連接。各種膠管的參數(shù)，如表2所示。

查閱工具書(shū)，取乳化液的運(yùn)動(dòng)黏度υ=1.2x10-6m2/s.管路中的液體的雷諾數(shù)公式[1-3]：

1）乳化泵出液口至多通塊間的壓力損失：乳化泵至主供液管之間的距離約30 m，用3根10 m長(zhǎng)的DN50S高壓膠管相連，因此，有兩個(gè)接頭，每個(gè)接頭芯子內(nèi)徑為45 mm，芯子長(zhǎng)度為120 mm，則液管長(zhǎng)度Lg=29.76 m，芯子長(zhǎng)度Lx=0.24 m，根據(jù)沿程壓力損失：

式中：ρ為管內(nèi)液體濃度，取998 kg/m3。

將數(shù)據(jù)帶入式（2）得：

將數(shù)值帶入式（3）計(jì)算得，Δp2=0.004 MPa.

3）輔運(yùn)巷沿線(xiàn)的壓力損失：19106工作面輔運(yùn)巷管路長(zhǎng)度為250 m，因此需要25根10 m/根的液管，所以Lx=24x0.136=3.246 m，Lg=246.754 m。

求得：

4）工作面沿線(xiàn)的壓力損失：19106工作面長(zhǎng)度為297 m，需要64 mmx10 m的膠管30根，故有接頭29個(gè)，變徑接頭1個(gè)，所以：

6）架間進(jìn)液管的壓力損失計(jì)算：工作面共計(jì)鋪設(shè)170根架間管，標(biāo)準(zhǔn)為2.5 m/根，所以能夠求得Lx=170x0.12=20.4m，則Lg=170x2.5-20.4=404.6 m.

根據(jù)式（2），求得：Δp6=Δpg+Δpx=4.12 MPa.

7）架間回液管的壓力損失計(jì)算：架間回液管的壓力損失同架間進(jìn)液管的壓力損失

8）從工作面171號(hào)支架回到乳化液箱的壓力損失計(jì)算:輔運(yùn)巷的回液管均選用76 mmx10 m/根，從最后一架至液箱的距離為230 m，因此，需要23 根76 mm膠管，所以Lx=23x0.158=3.634 m，Lg= 230-3.634=226.366 m.

根據(jù)沿程壓力損失式（2）求得：Δp8=Δpg+Δpx= 0.31 MPa.

9）從工作面1號(hào)支架回到乳化液箱的壓力損失計(jì)算：19106工作面長(zhǎng)度為297 m，需要76 mmx10 m的膠管30根，Lx=4.52 m，Lg=295.48 m.

10）變徑壓力損失計(jì)算:根據(jù)式（3）帶入數(shù)值求得：Δp10=0.02 MPa.

根據(jù)以上計(jì)算得出：液壓管路主進(jìn)液管的壓力

3 結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)19106工作面液壓管路壓力損失計(jì)算，得出工作面主進(jìn)液管路壓力損失為6.59 MPa，損失比例約為20.9%。

2）19106工作面主回液管路壓力損失為5.14MPa，乳化泵壓力表的數(shù)值顯示為30 MPa，因此回液壓力為24.86 MPa＞19 MPa，因此會(huì)造成主回液管爆管，須更換成4SP-76-35。實(shí)踐證明，在更換管路后，爆管情況基本解決。

3）19106工作面輔運(yùn)巷鋪設(shè)的管路選用10 m/根，增加了管接頭的數(shù)量，進(jìn)而增加了“跑、冒、滴、漏”的概率，建議將其更換為20 m/根。

[1]周德繁，向敬忠，周德富.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中壓力損失的快速計(jì)算[J].林業(yè)機(jī)械與工業(yè)設(shè)備，1999（5）：17-20.

[2]樊軍.綜采工作面液壓支架管路的選擇[J].煤礦機(jī)械，2008（1）:28-30.

[3]王宇，尹紀(jì)強(qiáng)，任相廣.綜采液壓支架液控系統(tǒng)優(yōu)化[J].煤礦機(jī)械，2014（8）：13-15.

On Pressure Loss of Hydraulic Pipeline on No.19106 Fully-mechanized Mining Face in Jinggong No.1 Mine

LI Jie
(Jinggong No.1 Mine，ChinaCoal Pingshuo Group，Co.，Ltd.，Shuozhou 036000，China)

Primary return pipe is liable to explode in the mining on No.19106 fully-mechanized mining face in Jinggong No.1 Mine，which seriously threatens the normal production.On the analysis of pressure loss of pressure pipelines of main feed and return liquid，the paper finds out the cause of pipe explosion and pressure loss rate of the main feed liquid，which could provide guidance for the efficient production of the mining face.

fully-mechanized mining face;Reynolds number;pressure loss

TD355

A

1672-5050（2015）02-0079-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.02.025

（編輯：薄小玲）

2014-11-25

李杰（1986-），男，江蘇徐州人，大學(xué)本科，助理工程師，從事采煤技術(shù)工作。