CN111237014A - 一种用于采煤工作面的水介质保障系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于采煤工作面的水介质保障系统，水介质用作为工作介质。该系统包括：工作介质使用机构；工作介质存储机构，所述工作介质存储机构与所述工作介质使用机构相连通，以向所述工作介质使用机构提供工作介质；以及第一监测机构，所述第一监测机构连通在所述工作介质存储机构和工作介质使用机构之间，用于对从工作介质存储机构流向工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测；其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，停止从所述工作介质存储机构向所述工作介质使用机构提供工作介质。通过该系统有利于降低采矿作业过程中的维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采保障技术领域，特别是涉及一种工作面水介质保障系统。
背景技术
采煤工作面是指煤炭的第一生产现场，是用来安置采煤相关设备并进行煤矿开采工作的重要区域。上述采煤相关设备包括用来采煤的液压支架设备，其中又包含泵、阀、油缸、管路等许多需要使用工作介质来运行的装置。
目前常用的工作介质为乳化液。乳化液需要水和油在专门的配液装置中混合形成。然而，在目前的技术条件下，乳化液的混合比例难以稳定，也难以准确测定乳化液的混合比例。另外，对于一部分作业场景而言，其也不具备足够的条件来设置较佳的配液装置。此外，乳化液一旦被排放到环境中，还容易造成环境污染。乳化液产生的诸多问题对于确保开采作业的顺利进行来说非常不利。
针对此，本发明的申请人提出希望可以单纯采用水来作为工作介质。然而，目前在本领域中还不存在针对作为工作介质的水进行质量控制的相关系统。在实际应用中，质量不合格的水容易造成液压支架设备中的相关元件生锈、受到侵蚀等。这无疑会大幅减少液压支架设备的使用寿命，并增加采矿作业过程中的维护成本。
因此，希望能提出一种有利于降低采矿作业过程中的维护成本的系统。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于采煤工作面的工作介质保障系统，通过该系统有利于降低采矿作业过程中的维护成本。
根据本发明提出了一种用于采煤工作面的工作介质保障系统，所述工作介质为水，所述系统包括：工作介质使用机构；工作介质存储机构，所述工作介质存储机构与所述工作介质使用机构相连通，以向所述工作介质使用机构提供工作介质；以及第一监测机构，所述第一监测机构连通在所述工作介质存储机构和工作介质使用机构之间，用于对从工作介质存储机构流向工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测；其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，停止从所述工作介质存储机构向所述工作介质使用机构提供工作介质。
通过上述系统，在工作介质不达标时，能及时地停止向工作介质使用机构(例如为液压支架)提供工作介质。由此，有利于避免将不达标的工作介质提供给液压支架，从而能避免不达标的工作介质使工作介质使用机构中的相关元件发生腐蚀、结垢、和/或堵塞等问题。这有利于延长工作介质使用机构的使用寿命，并降低采矿作业过程中的维护成本。
在一个实施例中，在所述第一监测机构与所述工作介质使用机构之间连通有工作介质泵，所述工作介质泵用于将所述工作介质存储机构中的工作介质泵送至所述工作介质使用机构，其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第一监测机构控制所述工作介质泵，以停止向所述工作介质使用机构泵送工作介质。
在一个实施例中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述工作介质存储机构发出对所述工作介质存储机构进行检查的信号。
在一个实施例中，所述工作介质存储机构为浮顶式液箱，所述浮顶式液箱包括用于盛装工作介质的箱体，以及设置在所述箱体内的浮顶，所述浮顶构造为能漂浮在工作介质的液面上，其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述浮顶式液箱发出对所述浮顶进行检查的信号。
在一个实施例中，所述系统还包括与所述工作介质存储机构相连通的工作介质制备机构，所述工作介质制备机构用于从介质源处接收预介质，并对所述预介质进行处理，以形成工作介质，并能将所述工作介质提供给所述工作介质存储机构。
在一个实施例中，所述系统还包括连通在所述工作介质制备机构和所述工作介质存储机构之间的第二监测机构，所述第二监测机构用于对从所述工作介质制备机构提供向所述工作介质存储机构的工作介质的质量进行检测，其中，在所述第二监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述工作介质制备机构发出警报，以提示对所述工作介质制备机构进行维护和/或检查。
在一个实施例中，所述系统还包括与所述工作介质使用机构相连通的第三监测机构，所述第三监测机构用于对离开所述工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测，其中，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向所述工作介质存储机构，以进行循环。
在一个实施例中，所述系统还包括与所述工作介质存储机构相连通的工作介质制备机构，所述工作介质制备机构用于从介质源处接收预介质，并对所述预介质进行处理，以形成工作介质，并能将所述工作介质提供给所述工作介质存储机构，其中，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向所述工作介质制备机构，以进行循环。
在一个实施例中，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向喷雾机构。
在一个实施例中，在所述工作介质的PH值小于6或大于9、和/或所述工作介质的电导率大于300μs/cm时，所述工作介质的质量不达标。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过上述系统，在工作介质不达标时，能及时地停止向工作介质使用机构(例如为液压支架)提供工作介质。由此，有利于避免将不达标的工作介质提供给液压支架，从而能避免不达标的工作介质使工作介质使用机构中的相关元件发生腐蚀、结垢、和/或堵塞等问题。这有利于延长工作介质使用机构的使用寿命，并降低采矿作业过程中的维护成本。
附图说明
在下文中参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了根据本发明的一个实施方案的用于采煤工作面的工作介质保障系统的示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1示意性地显示了根据本发明的用于采煤工作面的工作介质保障系统200的一个实施例。
如图1所示，系统200包括工作介质使用机构，例如为液压支架209。系统200还包括工作介质存储机构，例如为浮顶式液箱205。系统200还包括第一监测机构206，其连通在浮顶式液箱205和液压支架209之间，从而可对从浮顶式液箱205提供向液压支架209的工作介质进行质量检测。在第一监测机构206检测到工作介质的质量不达标时，停止从浮顶式液箱205向液压支架209提供工作介质。
通过上述设置，在工作介质不达标时，能及时地停止向液压支架209提供工作介质。由此，有利于避免将不达标的工作介质提供给液压支架209，从而能避免不达标的工作介质使液压支架209中的相关元件发生腐蚀、结垢、和/或堵塞等问题。这有利于延长液压支架209的使用寿命，并降低采矿作业过程中的维护成本。
应当理解的是，在没有明显矛盾的情况下，采用其他种类的工作介质存储机构和/或工作介质使用机构也适用于本文中的系统200。
还如图1所示，在第一监测机构206与液压支架209之间连通有工作介质泵207(例如为泵站，尤其是高压柱塞泵)。该工作介质泵207用于将浮顶式液箱205中的工作介质泵送至液压支架209。在第一监测机构206检测到工作介质的质量不达标时，第一监测机构206控制工作介质泵207，以停止向液压支架209泵送工作介质。
另外，在一个优选的实施例中，在工作介质泵207与液压支架209之间还可设置相应的过滤站208，优选为高压过滤站208。该过滤站能在工作介质进入液压支架209之前，去除工作介质中的悬浮颗粒、胶体等杂质，以防止液压支架、电液阀等机构因杂质而发生污染和堵塞等问题。在这里，如果采用高压过滤站208，能在较高的压力下进行过滤，过滤效果更好。这里的高压约在30MPa以上。高压过滤站208的额定压力约为37.5MPa。
如图1所示，第一监测机构206在检测到工作介质的质量不达标时，还能向浮顶式液箱205发出对其进行检查的信号。浮顶式液箱205包括用于盛装工作介质的箱体，以及设置在该箱体内的浮顶。浮顶构造为能漂浮在工作介质的液面上，由此能尽可能避免在箱体内形成空腔，并由此避免箱体内的工作介质与空气接触。优选地，在第一监测机构206检测到工作介质的质量不达标时，向浮顶式液箱205发出对其中的浮顶进行检查的信号，以优先检查浮顶处是否存在问题。
系统200还包括与浮顶式液箱205相连通的工作介质制备机构203。工作介质制备机构203用于从介质源(例如为井下供给源的水)201处接收预介质，并对预介质进行处理，以形成工作介质。工作介质制备机构203能够将制备好的工作介质提供给浮顶式液箱205。系统200还包括连通在工作介质制备机构203和浮顶式液箱205之间的第二监测机构204。第二监测机构204用于对从工作介质制备机构203提供向浮顶式液箱205的工作介质的质量进行检测。在第二监测机构204检测到工作介质的质量不达标时，向工作介质制备机构203发出警报，以提示作业人员对工作介质制备机构203进行维护和/或检查。
优选地，在介质源201与工作介质制备机构203之间连通有进水过滤站202。由此，能在预介质被提供给工作介质制备机构203之前，对其进行过滤，以避免工作介质制备机构203受损。在如图1所示的实施例中，经进水过滤站203过滤出的水还可提供给喷雾机构，例如包括图1中的喷雾水箱212。喷雾水箱212可将该工作介质提供给喷雾泵站213，并由此实现喷雾作用。例如，经进水过滤站203过滤的水可根据需要提供给喷雾水箱212，以进行喷雾。
系统200还包括与液压支架209相连通的第三监测机构211。第三监测机构211用于对离开工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测。在第三监测机构211检测到工作介质的质量达标时，第三监测机构211就将工作介质提供向浮顶式液箱205。
另外，在第三监测机构211检测到工作介质的质量不达标时，第三监测机构211可将该不达标的工作介质重新提供向工作介质制备机构203，以对其重新进行处理，由此实现工作介质的重复利用。
或者，在第三监测机构211检测到工作介质的质量不达标时，第三监测机构211还可将工作介质提供向喷雾机构。喷雾机构例如为图1中的喷雾水箱212，以及连接在喷雾水箱212之后的喷雾泵站213。由此，可对不达标的工作介质进行充分而有效的利用。
优选地，第三监测机构211可先检测浮顶式液箱205是否已满。如果还没满，则优选将不达标的工作介质提供给工作介质制备机构203；否则，就将工作介质提供给喷雾水箱212。
在一个优选的实施例中，在第三监测机构211与浮顶式液箱205之间连通有回液过滤站210。从第三监测机构211排出的工作介质先经过回液过滤站210进行过滤，再提供给浮顶式液箱205，进行循环利用。回液过滤站210有利于避免杂质进入到浮顶式液箱205中。该回液过滤站210的额定压力优选为约2.5MPa，精度优选为约25μm。
用于本发明的系统200中的工作介质为水。这里的水例如为只经过一级反渗透除盐，且未经过二级或多级反渗透，或者连续电除盐的处理水；或者如果当地的自来水或矿井水等符合要求的话，也可直接使用。这种水的电导率小于300μS/cm，PH值可在6-9之间。在这种情况下，与水接触的泵站、支架用阀，油缸及管路附件等元件均采用耐腐蚀材料及表面处理工艺，以防止它们生锈或被腐蚀。
第一监测机构206、第二监测机构204和第三监测机构211主要对工作介质的PH值和/或电导率进行检测。如果检测结果在上述范围内，则判断工作介质的质量达标；否则，就判断工作介质的质量不达标。
应当理解的是，本发明中的喷雾机构也可替换为其他用水机构或装置，以进行水资源的充分利用。
通过上述系统200(尤其是其中的监测机构的设置)有利于确保提供给工作介质使用机构的工作介质的质量达标。由此有利于避免液压支架209中的元件产生腐蚀、结垢、和堵塞等问题，并有利于降低采矿作业过程中的维护成本。尤其是，通过上述系统200有效实现了水介质的循环再利用，未能保持在循环中的水介质也能够得到充分运用。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种用于采煤工作面的工作介质保障系统，所述工作介质为水，所述系统包括：
工作介质使用机构；
工作介质存储机构，所述工作介质存储机构与所述工作介质使用机构相连通，以向所述工作介质使用机构提供工作介质；以及
第一监测机构，所述第一监测机构连通在所述工作介质存储机构和工作介质使用机构之间，用于对从工作介质存储机构流向工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测；
其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，停止从所述工作介质存储机构向所述工作介质使用机构提供工作介质。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第一监测机构与所述工作介质使用机构之间连通有工作介质泵，所述工作介质泵用于将所述工作介质存储机构中的工作介质泵送至所述工作介质使用机构，
其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第一监测机构控制所述工作介质泵，以停止向所述工作介质使用机构泵送工作介质。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述工作介质存储机构发出对所述工作介质存储机构进行检查的信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述工作介质存储机构为浮顶式液箱，所述浮顶式液箱包括用于盛装工作介质的箱体，以及设置在所述箱体内的浮顶，所述浮顶构造为能漂浮在工作介质的液面上，
其中，在所述第一监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述浮顶式液箱发出对所述浮顶进行检查的信号。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述工作介质存储机构相连通的工作介质制备机构，所述工作介质制备机构用于从水源处接收预介质，并对所述预介质进行处理，以形成工作介质，并能将所述工作介质提供给所述工作介质存储机构。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连通在所述工作介质制备机构和所述工作介质存储机构之间的第二监测机构，所述第二监测机构用于对从所述工作介质制备机构提供向所述工作介质存储机构的工作介质的质量进行检测，
其中，在所述第二监测机构检测到工作介质的质量不达标时，向所述工作介质制备机构发出警报，以提示对所述工作介质制备机构进行维护和/或检查。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述工作介质使用机构相连通的第三监测机构，所述第三监测机构用于对离开所述工作介质使用机构的工作介质的质量进行检测，
其中，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向所述工作介质存储机构，对所述工作介质进行循环利用。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述工作介质存储机构相连通的工作介质制备机构，所述工作介质制备机构用于从介质源处接收预介质，并对所述预介质进行处理，以形成工作介质，并能将所述工作介质提供给所述工作介质存储机构，
其中，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向所述工作介质制备机构，使所述工作介质的质量达标后进行循环利用。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，在所述第三监测机构检测到工作介质的质量不达标时，所述第三监测机构将所述工作介质提供向喷雾机构。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的系统，其特征在于，在所述工作介质的PH值小于6或大于9、和/或所述工作介质的电导率大于300μs/cm时，所述工作介质的质量不达标。
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