В сборнике «Требования к трудновоспламеняемым рабочим жидкостям для гидростатических и гидрокинетических систем силовой и управляющей гидравлики» (седьмое издание), в обычной речи называемом «Седьмым Люксембургским отчетом», на 393 страницах формата А4 приведены требования, которым должна удовлетворять рабочая жидкость, прежде чем соответствующие службы горного надзора любой из стран — членов Европейского Союза допустят к применению концентрат для ее приготовления.

Помимо этого должны учитываться требования эксплуатационников и изготовителей механизированных комплексов щитовых крепей. В ФРГ — это требования компании «Дойче Штайнколе» (DSK) и фирмы «DBT GmbH» — основного изготовителя оборудования для очистных работ.

Испытания рабочей жидкости согласно Седьмому Люксембургскому отчету

Обязательные испытания

  • испытание на воспламеняемость;
  • испытания воздействия на здоровье людей;
  • оценка указанного химического состава;
  • контроль совпадения реального состава с указанным в документации;
  • технологические испытания.

В рамках испытания воздействия на здоровье людей проверяется токсичность рабочей жидкости (оральная токсичность), воздействие на кожу и глаза, токсичность образованных ею аэрозолей и т.д.

В ходе технологических испытаний проверке, наряду с прочим, подвергаются вязкость концентрата, устойчивость изготовленной из него эмульсии (600 часов при температуре 50 гр С), содержание воды и эффективность противокоррозионной защиты, оказываемой рабочей жидкостью.

Эти, названные последними, испытания проводятся в течение 28 дней при постоянной температуре 35 гр С с использованием стандартных пробных металлических пластинок.

Качество воды для приготовления эмульсии для этих испытаний оговаривается; как правило, выбирается самая жесткая вода, имеющаяся в распоряжении у пользователя.

Для испытаний выбираются сталь, медь, латунь, цинк, алюминий, а также пары металлов, наиболее часто используемые при изготовлении оборудования.

Критериями при оценке эффетивности противокоррозионной защиты служат изменение веса пробных пластинок (как уменьшение, так и увеличение), наличие на поверхности коррозии или осадков, изменение цвета металла, причем не только на опущенной в рабочую жидкость части, но и на части, находящейся над ее поверхностью 9 в фазе паров).

Помимо воздействия гидрожидкости на металл, при этом проверяется также обратное воздействие, т.е. изменение свойств гидрожидкости при длительном контакте  с металлом. При этом обращается внимание на образование осадка, расслоение эмульсии или образование «сливок», помутнение или изменение цвета.

Обязательными являются также испытания влияния рабочей жидкости на материал уплотнений. Они проводятся в течение 7 дней при температуре 60 гр С на пробных образцах стандартных полимерных материалов, используемых для изготовления уплотнений.

По истечении этого времени приверяется изменение объема и твердости пробных образцов. Эти изменения дорускаются только в очень узких рамках.

Рекомендуемые испытания

Помимо обязательных проводится целый ряд рекомендуемых испытаний, среди которых следует упомянуть проверку совместимости с материалом баков, а также приобретающие все больший вес испытания воздействия на окружающую среду (способность к биологическому разложению, токсичность для рыб, микроорганизмов, воздействие на водоемы и т.п.).

Качество воды

Уважающий себя изготовитель концентрата для приготовления рабочей жидкости проведет анализ воды, на которой эксплуатационник будет приготавливать эмульсию. В зависимости от качества воды делаются выводы о необходимых фильтрах и о той минимальной концентрации, при которой  гарантируется надлежащая работа и сохранность комплексов и всех элементов насосной станции.

Если вода по каким-либо причинам содержит  слишком много солей , следует предусмотреть установку для подготовки воды. Такие установки, работающие по принципу обратного осмоса, с производительностью 2,5 куб.м/ч можно приобрести по цене легкового автомобиля 9иномарка среднего класса). Использование такой установки приведет в конечном итоге к экономии огромных средств.

Состояние, предшествующее проведению промышленных испытаний

В 2003 и 2004 гг. в качестве рабочей жидкости для механизированных комплексов щитовых крепей на шахтах ОАО «Павлоградуголь» применялась эмульсия, приготавливаемая из концентрата РЭМ (Витол) российского производства. Этот концентрат поставлялся в различных транспортных емкостях — от железнодорожной цистерны до бочки. Это значит, что уже на этом этапе было невозможно предусмотреть унифицированный технологический процесс приготовления эмульсии, к тому же не исключалась поставка в емкостях, загрязненных либо предшествующим продуктом, либо механическими примесями.

Технология приготовления эмульсии

Вода в Западном Донбассе является очень жесткой, особенно на шахтах «Юбилейная», «Благодатная», «Герои Космоса» (до 19мг-экв./л). Поэтому для улучшения процесса эмульгирования в воду приходилось добавлять умягчители и подогревать ее до температуры 40 — 60 гр С, приготовление эмульсии происходило в специальных помещениях на поверхности. Эти помещения комплектовались цистернами, запорной арматурой, двигателями, насосами для перекачивания гидрожидкости и прочим оборудованием, для чего требовался дополнительный обслуживающий персонал в 20 человек явочного состава. Здесь следует упомянуть, что технологически необходимый подогрев воды обеспечивает прекрасную  среду для размножения микроорганизмов в уже приготовленной эмульсии.

После приготовления на поверхности и при транспортировке под лаву наблюдалось разделение эмульсии на водную и маслянистую фазу (процесс расслаивания), что приводило к коррозии гидрооборудования и увеличению затрат на поддержание его в рабочем состоянии.

При внедрении новых комплексов, в которых применялись пилотные блоки управления типа РСД-10, изготовленные Днепропетровским авиаагрегатным  заводом, ведение горных работ на шахтах ОАО «Павлоградуголь» с использованием этой эмульсии оказалось невозможным, что сделало необходимым как можно скорее перевести лавы на концентрат, который имеет повышенные антикоррозионные свойства и при минимальной концентрации гарантирует надежное функционирование гидравлических систем. первым для проведения испытаний был выбран концентрат Fimitol P 87 AF, имеющий положительные отзывы на международном рынке; переход на этот концентрат занял полтора года. Применение этого концентрата позволило решить вышеназванные проблемы. В настоящее время все добывающие участки на шахтах ОАО «Павлоградуголь» применяют на механизированных комплексах гидрожидкость на основе концентрата Fimitol P 87 AF, которая имеет лучшие  эксплуатационные показатели по сравнению с другими известными нам рабочими средами, концентрация ее на протяжении продолжительного времени остается стабильной. Приготовление эмульсии ведется непосредственно под лавой без влияния «человеческого фактора».

Новая концепция  приготовления эмульсии

Концентрат поставляется исключительно в бочка по 180 кг концентрата в каждой. Бочки выполнены с несъемной крышкой, для поставок концентрата берутся только новые бочки, строжайше запрещено использовать емкости, бывшие до этого в каком-либо употреблении. Партия концетрата поступает на центральный склад, оттуда он в бочках по мере потребности развозится на отдельные шахты, расположенные на расстоянии до 55 км от Павлограда….

Об экономических результатах

Снижение затрат на персонал

На шахтах ОАО «Павлоградуголь» в результате приготовления эмульсии с помощью современных дозирующих насосов непосредственно под лавой, обеспечивается не только постоянная подпитка свежей эмульсией и ее чистота, но достигнуто также высвобождение 20 сотрудников, прежде занятых приготовлением эмульсии на поверхности. А на каждом добычном участке удалось уменьшить численность обслуживающего пресонала до 5 человек из прежде 8 человек. Это означает общее снижение издержек на персонал в 408 387,00 Евро за год.

Сравнение затрат на приобретение концентрата

Приготовленная из концентрата Fimitol P 87 AF рабочая жидкость (эмульсия) применяется на десяти шахтах ОАО «Павлоградуголь» с концентрацией от 1,0 до 1,5%, в зависимости от конкретного качества воды. Расход концентрата по всем шахтам, а, значит, и импорт из Германии в 2005 году, составил 145 тонн. По сравнению с этим для приготовления эмульсии из концентрата РЭМ в 2003 и 2004гг. приобреталось в среднем 544 тн этого продукта. Отсутствие возможности под землей повлиять на концентрацию и качество приготовленой на поверхности эмульсии  приводило к тому, что в течении определенного времени в системе могла циркулировать эмульсия неудовлетворительного качества. При применении новой эмульсии улучшилось сотояние уплотнений и резко снизились потери вследствии утечек. Улучшение состояния уплотнений является результатом прекрасных противокорозионных и смазочных свойствэмульсии, а также ее щадящим воздействием на материал уплотнений. Утечки снизились также в следствие резко сократившегося числа случаев выхода из строя блоков управления, так как эмульсия из концентрата Fimitol P 87 AF обладает лучшей дисперсностью.

Несмотря на значительно более высокую стоимость концентрата Fimitol P 87 AF  с учетом транспортных издержек по сравнению с продуктом РЭМ затарты на приобретение концентрата снизились на 41%, что привело к экономии 215 484,00 Евро в год….

Снижение затрат на ремонтно-обслуживающие работы

Снижение затрат на ремонт и обслуживание гидросистемы и комплексов стало возможным вследствие нижеприведенных факторов:

  • эмульсия приготовляется непосредственно под лавой в нужной концентрации, при этом концентрат без каких либо загрязнений в необходимом для этой концентрации количестве подается дозирующим устройством; готовая эмульсия непосредственно подается в гидросистему;
  • при поддержании предписанной концентрации эмульсия из концентрата Fimitol P 87 AF эффективно защищает все элементы гидросистемы от коррозии;…

Повышение производительности работ

Сокращение простоев, вызванных выходом из строя элементов гидросистем, предотвращение падения давления в гидростойках является частью мероприятий, благодаря которым количество угля, добытого в 2005 году составило 12 млн.тн по сравнению с 11,4 млн.тн в 2004 году, т.е. добыча на шахтах ОАО «Павлоградуголь» увеличилась на 5,3%.

Резюме

Общее снижение затрат по 10 шахтам ОАО «Павлоградуголь», достигнутое в результате перехода на концентрат  Fimitol P 87 AF, отвечающий требованиям Седьмого Люксембургского отчета, составило в 2005 году 873 383,00 Евро при добыче угля 12 млн.тн….