为解决液压液在水质硬度高或配液浓度低时产生的析出问题、保障液压支架跟机自动化的可靠性和稳定性,研究了环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物和不同方法改性脂肪酸的润滑性及抗硬水能力,通过腐蚀电位和腐蚀电流的变化,分析了环氧乙烷改性脂肪酸与缓蚀剂间的配伍性,制备了对硬水不敏感的HFAS10-5和HFAS40-5型浓缩液;对自制和市售的浓缩液进行了润滑性、防锈性和稳定性等方面的常规测试,同时评定了产品在2 000 mg/L硬水中不同浓度梯度下的稳定性。实验结果表明,以环氧乙烷改性脂肪酸作为润滑剂的浓缩液体系,采用无机和有机复合缓蚀剂,不但可以降低缓蚀剂的整体用量,还可以提高自腐蚀电位;不同型号浓缩液在高硬度水中不同浓度梯度下均能保持较好的稳定性。

针对冀中能源邢台矿区生产矿井液压支架用传动介质的选型问题,对各个矿井的水质情况开展了为期6个月的监测分析,根据水质情况,确定该矿区较适用的电液控专用浓缩液产品。新配方产品与自硬水、现场配液水按照5%比例配液后,各项性能指标均高于行业标准MT76-2011的要求。冀中能源邢台矿区在使用新配方产品的一年内,工作面设备运行稳定,为煤矿的高效安全生产提供了保障。

高含水液压液是指由液压支架用浓缩液或液压支架用乳化油与90%以上(质量分数,以95%以上为主)的水配制而成的溶液型稀释液或水包油型乳化液[1],外观多为无色透明至乳白色均一流体。高含水液压液作为液压支架系统的“血液”,防锈性能是其关键性能指标,若防锈性能差,会导致部件发生锈蚀、液压支架系统发生故障等问题,进而影响煤矿的安全、生产效率、成本以及工人的工作量。找到影响高含水液压液防锈性能的因素,进而采取系统控制对策有效控制其影响,对于煤矿的安全高效生产具有重要的现实意义。

晋城煤业集团各矿井一直使用乳化油作为工作面液压支架的传动介质,在使用过程中经常出现泵站阀门和滤芯堵塞、油箱内油液出现析油析皂现象、工作面液压支架漏液等问题。针对以上问题研发出一种绿色环保的浓缩液产品,解决泵站阀门和滤芯堵塞、油箱内油液出现析油析皂等问题,环保无污染,满足了液压支架生产使用要求。

煤科院矿用油品分院出于环保节能的要求,开发出一种环保浓缩液体系,从摇床试验、快速生物降解性、化学需氧量及五日生化需氧量及总有机碳等多个方面介绍了其生物降解性能。结果显示该浓缩液生物降解性能良好,符合"易生物降解"规定。

针对水基液压液冬季凝结后复原慢的问题,从产品配方的角度,考察了降凝剂、无机盐缓蚀剂、乳化剂、缓冲剂和分散剂对试样凝结后复原时间的影响。试样在-25℃环境下凝结后,测定了试样在室温(18±2℃)、5℃和-5℃环境中的复原时间。从不同类型添加剂的化学结构和添加剂间相互作用关系的角度,对复原能力的差异性进行分析阐述,确定了能够快速提升试样复原能力的方法。实验表明:分散剂和乳化剂能够有效缩短试样凝结后的复原时间;随着添加量的增加,复原时间均呈阶梯状的下降;室温较-5℃更有利于凝结之后的复原。在水基液压液配方设计时,合理控制分散剂和乳化剂的添加量有利于产品在冬季快速复原。

针对水基液压液中润滑剂和乳化剂容易发泡的问题,考察了不同润滑剂和乳化剂的发泡能力,测定了阴离子和非离子添加剂在去离子水、人工硬水和电解质溶液中的热稳定性,通过润滑性、泡沫性能、稳定性确定了润滑剂和乳化剂不同的复配方式。以水、络合剂和缓蚀剂的混合物为基础液,向其中加入润滑和乳化复合添加剂得到不同浓缩液配方,通过不同浓度下热稳定性,浊点、润滑性、发泡能力的考察,优选出低泡型液压支架浓缩液。实验表明,低泡浓缩液消泡时间仅有20 s、浊点为101℃,在-10℃的条件下能够恢复原状。该产品的研制有助于降低现场使用时泡沫的产生,同时有利于产品在冬夏储存的稳定性。

为研究液压支架用浓缩液的防腐蚀性,采用均匀全浸试验、扫描电镜图像表征、EDS分析和电化学极化曲线测试,分析了15#碳钢在陕北矿业典型矿井水中的腐蚀行为,研究了浓缩液对15#碳钢的防腐性能及机理。结果表明,15#碳钢在典型矿井水中0.5h有明显腐蚀发生;在典型矿井水配制3%(质量比)浓缩液中720h外观光亮,缓蚀率约达99.27%;浓缩液主要通过阳极钝化而起到缓蚀作用,使15#碳钢自腐蚀电位正移约350mV,在弱极化区缓蚀率约达95.38%,在强极化区降低电流密度约2-4个数量级;当极化电位在0-700mV(vs.OCP)区间,极化电流密度均小于0.01mA/cm^(2)。

针对我国典型煤矿智能化液压支架系统配液水质特点和工况条件,研制了高可靠性浓缩液,其特性主要表现:在配液浓度为2.0%时,稳定性适应硬度为500 mg/L的水质要求;在配液浓度为1.2%时,满足防腐性要求;3 d抑菌性能≥99.9%。在红柳林煤矿44205智能化工作面开展了3个月的工业性试验,结果显示:回液均匀、透亮,无析出物、沉淀物,无菌落滋生现象;液压支架初撑压力大于30 MPa,升降推移等动作迅速、灵敏;高压反冲洗滤芯仅更换2个,支架反冲洗滤芯仅更换11个,无支架先导阀滤芯更换。

矿用难燃液压支架液作为煤炭开采行业的必备物资之一,液压支架液的质量直接影响液压支架设备使用寿命和生产安全。该文对中国矿用难燃液压支架液市场进行了调研,总结了中国矿用难燃液压支架液行业的基本情况和技术水平。从质量标准、产品分类、产品特性和市场现状等方面进行了综合分析,对难燃液压支架液行业发展趋势进行了探讨。指出防腐防锈性、润滑性、稳定性、通用性和生物降解性是难燃液压支架液未来的发展方向。