超大采高工作面乳化液泵关键技术研究及工程应用

本论文创新点

（1）发明了高负载、高功重比乳化液泵动力端，结合静力学、动力学、接触力学、动压润滑及测试试验，对动力端各零部件进行了数字化仿真设计。基于摩擦润滑基础理论开发了高耐磨十字头滑块摩擦副，满足兆瓦级传动高速重载工况摩擦副可靠性。

（2）发明了锥平结合直通流道液力端，提出了一种基于阿道尔夫理论、仿真和测试试验相结合的泵阀启闭动态特性分析模型；采用了可视化技术+数值模拟技术，研究流场动态特性；应用有限元技术，进行了泵阀关闭撞击仿真分析。

（3）攻克了超大流量电磁卸载技术难题：通过电磁模拟仿真分析，采用基于磁源重构的方法，提出一种永磁式本安型电磁转化结构，提高了先导级的响应特性；建立基于气穴卷吸结构的高射流水基介质耐气蚀技术，提出一种基于气穴卷吸的耐气蚀方法及结构，攻克超大流量卸载系统气蚀破坏的“卡脖子”难题，提升卸载阀的稳定性。

题目

超大采高工作面乳化液泵关键技术研究及工程应用

作者

李然^1,2，叶健¹，卢海承¹，赖岳华¹，刘昊¹，陈荣明¹，于天亮¹，康岩¹，王初亮¹，王大龙^1,3

单位

1.北京天玛智控科技股份有限公司
2.煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室
3.中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院

长按识别二维码阅读全文

摘要

随着煤矿智能无人化开采技术的不断发展和进步，越来越多的大采高、超大采高智能无人化综采工作面陆续建成并投入生产，大采高综采高效智能化综采技术及装备又一次实现飞跃发展，这也对煤矿智能供液系统的供液能力提出了新的挑战和要求。为了满足超大采高智能无人化综采工作面供液需求，分析总结了乳化液泵在超大流量复杂工况下存在的问题，研究了提升超大流量乳化液泵站可靠性的关键技术。创新设计了一种基于人字齿轮副输入轴-曲轴轴系，解决了兆瓦级泵站系统齿轮副传动系统稳定性低的问题；进行了往复十字头-缸套摩擦副和兆瓦级传动系统关键轴承可靠性分析，提升了传动副的可靠性；通过配流阀动态特性分析、可视化技术研究与高可靠性密封技术研究，提升了超大流量高效气蚀配流性能；研究了一种基于永磁式本安型电磁铁及基于气穴卷吸的空化抑制方法及结构，提高了先导级的响应特性和卸载阀卸荷阀口抗气蚀特性，进而提升了高压大流量卸载阀的可靠性；通过创新研制云边端协同的泵站智能预警诊断系统，提升了高压大流量泵站的安全性和可用性。最后研发设计了高功重比1250L/min、40 MPa五柱塞乳化液泵，并在陕煤集团曹家滩煤矿122104 综采工作面即世界首套 10m超大采高智能综采工作面进行了成套示范应用。超大流量智能乳化液泵站的成功研制为超大采高智能化综采工作面集成供液系统泵站配置提供了新思路。

作者简介

李然

研究员

李然，1984生，河北唐山人，中共党员，研究员，硕士生导师，博士，2012年至今一直从事综采智能供液方面新技术、新装备的科研、开发和应用工作，为科技部创新人才推进计划重点领域创新团队煤炭智能化无人开采创新团队核心成员，现担任北京天玛智控科技股份有限公司智能供液事业部高级技术专家。

研究方向

智能供液技术、乳化液泵

主要成果

先后承担、参与完成科研项目共15项，作为主要完成人（前5名）获得省部级专业奖励5项，央企集团奖励2项，并获得中央企业侨联兼国资委党委统战部优秀创新人才奖、全国煤炭青年科技奖，已发表论文31篇，其中SCI/EI 17篇，合著专著3本；授权专利13项，授理发明专利15项。

引用格式

李然，叶健，卢海承，等. 超大采高工作面乳化液泵关键技术研究及工程应用[J]. 煤炭科学技术，2024，52（11）：152−161.
LI Ran，YE Jian，LU Haicheng，et al. Research on key technology and engineering application of emulsion pump in super-high mining face[J]. Coal Science and Technology，2024，52（11）：152−161.

策划：常琛

责编：钱小静

编辑：李莎

审核：常琛

　　责任编辑：宫在芹

超大采高工作面乳化液泵关键技术研究及工程应用

煤问提

煤传媒

煤视界

科技创新50强

会员中心