(推荐)乳化液自动配比
矿用乳化液自动配比系统的设计与应用
矿用乳化液自动配比系统的设计与应用摘要：乳化液作为综采工作面液压支护机具的驱动介质，其浓度是乳化液性能的一个重要指标，适当与否直接影响到液压支护机具的工作寿命和生产成本。
浓度过低会使液压元件的润滑性、防锈性和稳定性大幅降低，同时影响设备使用寿命和安全生产。
浓度过高会使乳化油用量增加，增加生产成本。
因此，为了延长液压支护设备的使用寿命和降低生产成本，必须严格控制乳化液的浓度，因此乳化液自动配比系统的设计至关重要。
关键词：乳化液；综采工作面；液压支护机具；浓度；自动配比0引言随着煤矿综采设备自动化程度的不断提高，在综采工作面中大量使用乳化液作为驱动介质的液压支护机具。
乳化液的配比浓度直接影响到支护机具支护顶升效果，直接关系到井下生产安全。
目前，采煤工作面乳化液的配比大都靠手工，根据操作者的经验进行配比，然后用糖量仪测量乳化液浓度，要达到一个合理的浓度则十分困难、繁琐。
现有的乳化液自动配比系统大多根据流体力学或容积特性自动配比，即采用机械装置配比，结构简单，成本低廉，但其配比控制原理为开环控制，配比精度不高，乳化液浓度波动大，同样也会影响液压支护机具的使用寿命和生产成本。
我国《煤矿安全规程》规定：矿用乳化液浓度一般在3％～5％之间，准确、稳定、快速、高效、无需人工配液的乳化液自动配比系统尤其重要。
1矿用乳化液自动配比系统1.1系统组成该系统主要由 PLC 控制开关、乳化液浓度传感器、泵、电磁流量计、流量调节阀、信号采集部分、液箱等构成。
系统结构布置图见图1所示，其中虚线框内是集成在一个结构箱体内的。
图1 系统结构布置图1.2系统工作原理控制开关具有PLC控制和给各执行元件供电功能，系统所有信号接进PLC，由PLC分析后发出相应的输出信号控制整个系统，使纯水箱自动补水，自动配液，自动调整浓度等。
配液系统起动后，以纯水量为基准，浓度传感器的反馈信号实时经PLC计算后控制油路流量调节阀的开口，从而控制油量大小，进而控制浓度大小，使系统形成一个闭环控制系统。
乳化液自动配比系统的设计与研究
乳化液自动配比系统的设计与研究煤矿综采工作面是我国重要能源煤炭开采的工作平台。
煤矿用乳化液是在综采工作面上工作的液压掩护支架等液压设备的重要工作介质。
综采工作面工作覆盖范围大,因此对乳化液的消耗量大,同时液压设备工作时对乳化液浓度精度有较高要求。
在大流量的工作背景下,乳化油浓度过高,会大大增加乳化液的成本,降低乳化液的消泡能力,增加橡胶等材质的密封设备的溶胀性,当乳化液发生气泡空蚀和密封设备损坏时,更会降低采煤设备的使用寿命;同时系统一旦发生泄漏高比例的乳化油会对环境造成极大的污染。
反之,如果乳化油浓度过低,则会降低乳化液的抗硬水性,润滑性和耐腐蚀性。
综采工作面上每年有大量单体液压支柱因为缸筒和活塞腐蚀严重而损坏。
因此如何配置浓度精准的乳化液对综采工作面有极大的研究意义。
现有的乳化液配比系统大多采用浓度传感器测量所配置乳化液浓度信号并进行反馈调控的闭环浓度控制系统。
但由于综采工作面覆盖范围广,响应时间和反馈时间都比较长,且乳化油的亲水性导致浓度传感器浓度测量困难,测量精度不高等原因,导致现有的闭环控制系统不能很好的达到乳化液自动配比系统的精度要求。
在此基础上,作者提出一种以柱塞泵为执行元件,实时流量为反馈信号的闭环控制乳化液自动配比系统。
具体方案如下:计算选型两效率高的三柱塞泵分别输送静压水和乳化油,通过开关进行乳化液不同配比浓度的模式选择。
在确定好配比浓度后,变频器以初始频率启动两电动机,电动机带动柱塞泵工作。
设计选择高精度的涡轮流量传感器进行静压水路的实时流量监测,将采集到的流量信号输送至可编程控制系统中,系统根据流量与电动机频率间的关系,计算得出油路电动机应调节的频率,并将这一信号反馈给油路控制变频器,进行油路电动机的变频调速。
将系统的反馈信号测量采集点控制在静压水泵的输出口附近,通过控制输入系统中的乳化油和静压水的体积比,实现乳化液配比系统的精度要求。
使用可编程控制器实现矿井综采工作面的自动配比,并增加如急停按钮和警报指示灯之类的示警装置,在保证系统稳定运行的同时增加系统的安全可靠性。
福城乳化液自动配比系统说明l
乳化油自动配比系统设计思路随着矿用机械装备的不断发展，采煤机械自动化程度也在不断提高。
液压支架作为最重要的采煤设备，在矿井生产中发挥着越来越重要的作用。
在大量使用乳化水作为工作介质的液压支架系统中，水质的质量、成分对于液压支架的正常运行和使用寿命都有着很大的影响。
大部分矿井的地下水达不到合格工业用水的标准，水质比较差。
在这种工况下，因水质原因造成采煤设备特别是电动机的冷却系统、液压支架的阀组、千斤顶、立柱等液压部件的损坏大量增加。
其主要原因是：煤矿矿井水中除含有以煤、岩粉、铁锈为主的悬浮物外，还含有钙硬度、镁硬度、碱度、硫酸盐、氯离子等，用于煤矿生产用水，给井下设备带来一系列问题，主要表现在如下几个方面：高硬度高碱度矿井水容易形成碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等盐结晶并附着，堵塞机组冷却水管，致使液压支架的阀组、千斤顶、立柱等设备的维修周期和使用年限缩短，甚至无法正常使用，增加了设备维修及维护工作量，设备维修配件投入的大，不仅导致采煤成本的增加，也增加了安全隐患。
同时，高矿化度的矿井水用于乳化液配比：由于硬度高，对乳化液质量要求跟家严格，否则将导致乳化液不稳定，用量增加，且易发生析皂反应，形成不溶于水的脂肪酸钙，粘附着腐蚀产物、煤岩粉等进入液压支架系统。
针对煤矿井下液压设备的工况要求，结合煤矿作业特点，我公司研制出“乳化液地面自动配比系统”，该技术包括两个部分：一是水质达标，矿井水在地面进行深度处理，达到初级纯水指标，可满足普通液压支架特别是最近出现的高端电液控制液压支架工作用水的需求。
二是乳化液地面自动配比，并敷设专门的管路为井下乳化液泵站供乳化液，解决多年以来乳化液井下人工（或自动）配比浓度不均，1导致液压系统得不到相应的保护而出现的系列问题。
乳化液自动配比方案：山东内蒙能源福城煤矿乳化液自动配比系统福城煤矿基本信息：福城煤矿设计年产原煤450万吨。
地面标高+1242米，井下两个综采工作面，分别在+945水平和+740水平，正常生产乳化液最大用水量为8.0 t/h。
乳化液自动配比及输送装置方案
乳化液自动配比及输送系统1 立项背景乳化液作为液压传动的一种工作介质，由于它的粘度小、防腐、防锈、润滑、难燃、价廉等特点在煤矿井下得到了广泛的推广和应用。
随着煤炭行业迅速发展，综采工作面高产高效的要求，乳化液的需求量也随之增加。
带动乳化液配比方法也由人工配比逐渐向自动化配比方向发展。
从乳化液使用过程中存在的问题，可以看出绝大部分原因是由乳化液浓度不合要求引起。
而乳化液的浓度作为衡量乳化液配制质量的一个重要指标，主要决定于乳化液的配比方法。
乳化液的配比方法与煤矿生产的效益和自动化水平的提高密切联系，为适应综采工作面高产高效的发展以及能够配制出高质量的乳化液，国内外乳化液的配比已经由人工地面混和、手控配液，发展到自动配液。
入混合室在该处造成真空，将抽吸乳化油到主喷射流中，使中性水与乳化油充分混合成一定浓度的乳化液。
为调节浓度，在被引射的乳化油管路上设置了可变节流装置。
这种方式依靠操作者按经验调节浓度，所配制的乳化液精度也很差。
分散型自动配液。
一般采用以浮子阀取代了手控配液方式中的截止阀，自动根据液位配制乳化液，在低液位时系统连通，向乳化液箱注液；当液位达到控制的最高液位时系统自动关闭，停止向乳化液箱注液。
在注液过程中能自动完成乳化油和中性水的混和，并且浓度按使用要求可以调节，配比稳定，工作性能及动作稳定、可靠，使用寿命长。
该方法操作简单方便，已开始在乳化液泵站上推广使用，无锡煤矿工程机械装备有限公司生产的VRB乳化液泵站、GRB乳化液泵站都使用了这种配液方式。
针对目前煤矿以上乳化液配比方法的不足的现状，本课题研究开发了乳化液自动配比系统，提出了无人值守自动乳化液配比装置。
该系统不仅能够实现乳化液配比的全自动化，而且所配乳化液的质量较高，浓度能够满足《煤矿安全规程》的要求。
解决了目前困挠煤矿生产的乳化液配比问题，它既可以独立使用进行乳化液配制也可以与大型乳化液泵站配合使用向综采工作面提供动力乳化液。
这对于提高煤矿生产的效益具有极为重要的意义。
乳化液浓度自动检测及其配比系统
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５ ２・
煤
矿
机 电
２０ ０６年第 ３期
乳 化 液 浓 度 自动 检 测 及 其 配 比系统
王 晓 丽
（ 西安工业学 院 机电学院 ， 陕西 西安 ７０ ５ ） １０ ４ 制 核心 的乳 化液 浓度 检测 与 自动配 比系统 ， 系统 可 实现对 乳 化液浓 该
维普资讯
２０ ０６年第 ３期
煤
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２ 系统 结构 及 工作原 理
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图 １ 系统 结 构 示 意 图
系统 的工作 原 理 是 ： 根据 乳化 液 的设 定 浓 度值 以及浓 度传 感器 检测 到 的实 际浓度 值计 算 出浓度偏 差 ， 过一 定 的控 制算 法 ， 出 步进 电机 的 转 速 ， 通 得 利 用 Ｈ ６２ Ｙ ２０计 数 卡 向步 进 电机 发 送 合 适 的 脉 冲 ， 控 制 步进 电机 的转 速 ， 而控 制 了乳 化 油 向乳 化液 箱 进
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煤矿乳化液水处理及自动配比控制系统-控制系统论文-工程论文
煤矿乳化液水处理及自动配比控制系统-控制系统论文-工程论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——【摘要】本文针对传统的乳化液人工配比并且用光折射计判断乳化液浓度高低的方式中存在的配比精度低、效率低下、乳化液稳定性差等问题，研发一种通过“PLC+计量泵”自动完成乳化液配比的控制系统。
该系统通过PLC进行运算和逻辑控制，采用电磁式计量泵控制投加时间及单次投加量实现定量投加，操作员仅需输入目标浓度即可完成自动配比，能够实现一键启停。
通过这种方式进行乳化液的配比，可实现投入少量成本即可高效获得高精度的乳化液配比浓度，方便快捷。
【关键词】乳化液配比；PLC；自动化；高精度；计量泵根据隆德煤矿业主提供资料及调查发现，目前我国95%以上的矿山工作面使用液压支护设备，以保证采煤面的不塌陷。
乳化液是煤矿液压支架和液压支柱的传动介质，在液压系统中起血液作用，并且在铝金属及其合金的加工行业中，乳化液的应用也是极其广泛的，能够起到防腐保护、润滑的作用。
乳化液通过水和乳化油配比而成，浓度要求3%~5%，乳化液配比浓度受很多因素的影响，包括水压、水质、流量、配比装置准确度等。
传统的乳化液配比方式采用人工投加水和乳化油的方式，判断乳化液浓度采用光折射计判断浓度高低，该种配比方式存在配比精度不高，效率低等问题。
为提高煤矿设备自动化程度，提高配比精度及效率，研制一套乳化液自动配比装置实现乳化液配比具有一定的必要性与经济性。
1与当前国内外同类研究、技术比较现有的乳化液配比主要通过两种方式完成。
第一种是人工完成配比，人工定量添加水和乳化油完成配比，配比浓度靠取样用光折射计人工观察，其精度不高，效率低，受人为因素影响较大；第二种通过“PLC+变频器+计量泵”完成配比，该方式通过PLC作为控制中心，变频器调速完成乳化液配比，该方式精度较高，效率高，但花费成本也高。
本文提出的应用于乳化液自动配比的“PLC+计量泵”控制系统具有效率高、精度高、成本低并且能够实现一键启停，自动化程度较高。
乳化液泵站自动配比与自动供液
基于生产的连续性，要求泵站供液的连续性，基于节约资源及文明创建的要求，提出泵站供液要自动化，避免乳化液外溢。
因此，供液这一环节中，自动配比和自动供液两个重要的课题被提到技术革新的日程上来。
根据从事技术工作的经验，对比以往的自动供液的方法，经过分析比较，提出了一套自动供液与自动配比装置的组合，
乳化液泵站自动配比与自动供
装 置 的 研 究
保运区：高 飞
在煤矿液压设备中，乳化泵站有举足轻重的地位。
随着生产的发展，大型液压设备，特别是液压支护设备的应用日益广泛，而这些支护设备无疑需要一个可靠的液压动力源——乳化液泵站。
在乳化液泵站的控制系统中，压力和流量的控制取得了长足的发展，这为液压设备的正常工作提供了可靠的技术保障。 然而基于生产和安全的需要，对于乳化液泵站的要求远不止这些。例如对乳化液浓度要有自动配比装置。实现配比精确化、科学化，以弥补人工配液的种种弊端。
乳化液自动配比及输送装置方案
乳化液自动配比及输送系统1 立项背景乳化液作为液压传动的一种工作介质，由于它的粘度小、防腐、防锈、润滑、难燃、价廉等特点在煤矿井下得到了广泛的推广和应用。
随着煤炭行业迅速发展，综采工作面高产高效的要求，乳化液的需求量也随之增加。
带动乳化液配比方法也由人工配比逐渐向自动化配比方向发展。
从乳化液使用过程中存在的问题，可以看出绝大部分原因是由乳化液浓度不合要求引起。
而乳化液的浓度作为衡量乳化液配制质量的一个重要指标，主要决定于乳化液的配比方法。
乳化液的配比方法与煤矿生产的效益和自动化水平的提高密切联系，为适应综采工作面高产高效的发展以及能够配制出高质量的乳化液，国内外乳化液的配比已经由人工地面混和、手控配液，发展到自动配液。
入混合室在该处造成真空，将抽吸乳化油到主喷射流中，使中性水与乳化油充分混合成一定浓度的乳化液。
为调节浓度，在被引射的乳化油管路上设置了可变节流装置。
这种方式依靠操作者按经验调节浓度，所配制的乳化液精度也很差。
分散型自动配液。
一般采用以浮子阀取代了手控配液方式中的截止阀，自动根据液位配制乳化液，在低液位时系统连通，向乳化液箱注液；当液位达到控制的最高液位时系统自动关闭，停止向乳化液箱注液。
在注液过程中能自动完成乳化油和中性水的混和，并且浓度按使用要求可以调节，配比稳定，工作性能及动作稳定、可靠，使用寿命长。
该方法操作简单方便，已开始在乳化液泵站上推广使用，无锡煤矿工程机械装备有限公司生产的VRB乳化液泵站、GRB乳化液泵站都使用了这种配液方式。
针对目前煤矿以上乳化液配比方法的不足的现状，本课题研究开发了乳化液自动配比系统，提出了无人值守自动乳化液配比装置。
该系统不仅能够实现乳化液配比的全自动化，而且所配乳化液的质量较高，浓度能够满足《煤矿安全规程》的要求。
解决了目前困挠煤矿生产的乳化液配比问题，它既可以独立使用进行乳化液配制也可以与大型乳化液泵站配合使用向综采工作面提供动力乳化液。
这对于提高煤矿生产的效益具有极为重要的意义。
一种乳化液自动配比装置[实用新型专利]
![一种乳化液自动配比装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/83943357f121dd36a22d829c.png)
专利名称：一种乳化液自动配比装置
专利类型：实用新型专利
发明人：李勇锋,李小勇,张志强,祁超,李瑞,栗旭颖,丁原林申请号：CN201621018551.1
申请日：20160831
公开号：CN206184285U
公开日：
20170524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种乳化液自动配比装置，包括控制器、齿轮水泵、齿轮油泵、过滤器、压力传感器、单向阀、输送管道、预混器、管道式混液器、浓度传感器和触摸屏，压力传感器、浓度传感器、齿轮水泵以及齿轮油泵分别与控制器通讯连接，用于采集齿轮水泵、齿轮油泵的压力和转速以及乳化液的浓度，触摸屏与控制器通信连接，用于实时显示采集数据并可通过输入外部指令调节齿轮水泵、齿轮油泵的压力和转速以及乳化液的浓度。
本实用新型通过压力传感器、浓度传感器以及液位传感器实时监测乳化液的浓度，并通过触摸屏实时显示，当乳化液的浓度不适合时，可以通过控制器实时进行控制也可通过触摸屏预设指令进行控制，控制能够立即响应同时提高了生产效率。
申请人：山西平阳广日机电有限公司
地址：043002 山西省临汾市侯马市红军街一号
国籍：CN
代理机构：太原同圆知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：张洋
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一种乳化液自动配比装置[实用新型专利]
![一种乳化液自动配比装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a7613a48b0717fd5370cdc8c.png)
专利名称：一种乳化液自动配比装置专利类型：实用新型专利
发明人：董胜,曹文友,张飞
申请号：CN201920314282.0
申请日：20190313
公开号：CN209791313U
公开日：
20191217
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种乳化液自动配比装置，包括盛放箱体和配比输入装置，所述盛放箱体下端前后两侧位置处设置有支撑底脚，所述盛放箱体前端下方位置处设置有密封出口端，所述盛放箱体上方左右两端前后两侧位置处设置有螺纹中空连接柱，因为安装有螺纹固定提手和螺纹中空连接柱，所以在整个设备搬运到指定位置处的时候，工作人员通过旋转固定螺母，使得固定螺母分别与螺纹中空连接柱中的内螺纹固定孔和螺纹固定提手中的内螺纹连接孔旋转分离，然后朝上拉动弓字型把手，使得弓字型把手与固定中空柱分离，方便了螺纹固定提手拆取，避免了维修人员被磕到，这样不仅降低了用户的受伤率，而且还减少了用户的财产损失。
申请人：浙江协和首信钢业有限公司
地址：310012 浙江省嘉兴市海盐县西塘桥街道杭州湾大道3889号
国籍：CN
代理机构：杭州橙知果专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：李品
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目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1乳化液简介 (1)1.1.2乳化液在煤矿中的应用 (2)1.1.3乳化液在煤矿应用过程中出现的问题 (3)1.2国内外研究历史、现状及发展趋势 (4)1.2.1乳化液配比 (4)1.2.2乳化液浓度检测 (7)1.2.3乳化液自动配比与浓度检测 (9)1.3课题研究的目的和意义 (9)1.4主要研究内容 (10)1.5本章小结 (10)2 乳化液质量控制技术分析 (11)2.1乳化液质量 (11)2.1.1乳化液质量指标 (11)2.1.2乳化液质量影响因素分析 (12)2.2乳化液的制备过程及质量控制 (12)2.2.1乳化液制备原料 (12)2.2.2乳化液制备原料的相互适应性 (15)2.2.3乳化液配比及质量保证 (16)2.2.4乳化液混合乳化及质量控制 (16)2.3乳化液的存储、使用及质量控制 (18)2.4人员素质与乳化液质量控制 (20)2.5本章小结 (22)3 乳化液自动配比与浓度检测系统总体设计 (23)3.1系统功能分析 (23)3.2系统总体设计 (24)3.3系统工作过程分析 (25)3.3.1系统工作原理 (25)3.3.2系统控制原理 (26)3.4子系统总体设计 (27)3.4.1乳化液自动配比装置总体设计 (27)3.4.2乳化液浓度检测装置总体设计 (27)3.5本章小结 (28)4 乳化液自动配比与混合乳化装置设计 (29)4.1容积式自动配比原理与在线管道多级混合方法 (29)4.1.1容积式自动配比原理 (29)4.1.2在线管道多级混合方法 (29)4.2水力式容积配比方案设计 (30)4.2.1椭圆齿轮流量计介绍 (30)4.2.2液压齿轮泵介绍 (31)4.2.3配比装置设计计算与使用说明 (32)4.2.4配比装置运行实验及分析 (36)4.3柱塞式容积配比方案介绍 (41)4.4混合乳化装置设计 (42)4.4.1三通混合元件设计选用 (42)4.4.2静态混合器设计选用 (43)4.5本章小结 (45)5 乳化液浓度检测部分设计 (46)5.1检测原理方案介绍 (46)5.2方案选择 (47)5.3乳化液折射特性实验研究 (48)5.3.1实验材料及仪器 (48)5.3.2实验过程 (48)5.3.3实验数据及处理 (48)5.4棱镜反射法方案检测系统详细设计 (52)5.4.1测量原理详细分析 (52)5.4.2测量装置光学系统及元件设计 (52)5.5本章小结 (58)6 结论与展望 (59)参考文献 (61)致谢 (63)附录装置实物图 (65)1 绪论介绍了乳化液的基本知识和其在煤矿生产中的应用及存在的问题。
论述了乳化液自动配比与浓度检测的意义，详细总结和归纳了乳化液自动配比与浓度检测领域的研究状况、发展趋势以及不足之处，根据上述的分析研究，提出了本课题研究思路和技术路线，并对本课题研究的主要内容进行了总结。
1.1课题背景1.1.1乳化液简介两种互不相溶的液体（如油和水），当一种液体以球形小液滴的形式精细地分散到另一种液体中，由于早期的这种液体混合物呈乳白色，故就被称为乳化液。
其中，以小液滴形式存在的液体被称为分散相（也称作内相），另外一种连续液体被称为连续相（也称作外相）。
乳化液有两种类型[1]：如果将油分散到水中，即油作分散相，水作连续相，得到的乳化液就叫做水包油型（O/W）乳化液；相反的情况就是油包水型（W/O）乳化液。
在油包水型乳化液中，主要成分是油，其中含15%～40%的水，而水以小水滴的形式均匀分散在油里；水包油型乳化液的主要成分是水，油只占其中的2%～15%，而油成细油滴分散在水里。
乳化液有稳定性的，半稳定性的及不稳定性的[2]。
稳定性的乳化液液滴直径很小，在0.01-0.1μm之间，外观呈透明或半透明状，这种乳化液被称为微乳化液，是热力学稳定体系。
半稳定性的乳化液液滴直径较大，在0.1-1μm之间。
称为细乳化液。
不稳定乳化液液滴直径大于1μm，称为粗乳化液。
细乳化液和粗乳化液统称普通乳化液，这种乳化液对可见光的反射比较显著，具有不透明、乳白色的外观，是热力学不稳定体系。
我们通常所说的乳化液就是指普通乳化液。
普通乳化液和微乳液的性质见表1.1。
表1.1 普通乳化液和微乳液性质比较[3]Table 1.1 Compare of emulsion and micro-emulsion根据热力学理论，乳化液不能自发形成。
因此，要使一个油水两相体系变成乳化液，必须由外界提供能量。
主要方法是分散法，即通过搅拌、超声波作用或其他机械分散作用使两种流体充分混合，最终使得一相分散在另一相中。
1.1.2乳化液在煤矿中的应用随着煤炭开采机械化和自动化水平的提高，煤矿井下支护设备也随之不断发展。
目前，煤矿普遍采用高档普采和综采工艺采煤，其中，高档普采工作面采用单体液压支柱作为支护设备；综采工作面采用自移式液压支架作为支护设备，它由立柱、油缸、顶梁、底座、各种控制阀及管路组成，它的支撑、升降、移动、推溜和过载保护都是借助压力液体，在一定结构的管路和控制元件组成的系统中流动，来实现能量的传递和转化，是综采工作面的关键设备之一。
无论是普采的单体液压支柱，还是综采的自移式液压支架，它们均属于液压传动支护设备，都需要传动介质来传递动力。
这就涉及到工作介质的选择问题。
目前，煤矿液压支护设备均采用水包油型乳化液作为工作介质。
液压系统工作介质的选用经历了一下演变过程：早在1650年，巴斯卡就总结出液体中压力传播的原理，即著名的巴斯卡静压传递原理：“密闭容器中内的液体能把它在一处受到的压力，大小不变的向内部各点和各个方向传递”。
但由于受到当时的技术水平和生产条件的限制，直到1795年，约瑟•勃莱姆富才利用这一原理，发明了水压机。
由于用水作传动介质具有安全、经济、稳定和对人体无害等优点，在最初的一个相当长时期内，主要是用水作为传动介质。
水压机的名称一直沿用至今便是证明。
但是，由于水又有粘度低、润滑性差、容易使金属锈蚀等缺点，所以给水压机的推广应用带来了很大困难。
所以，在二十世纪初期，随着石油工业的兴起和发展，人们开始逐渐采用石油基矿物油作为液压系统工作介质。
开始，大都采用一般润滑油作为传动介质，继而又发展成采用专用液压油作为液压传动介质。
使用液压油作液压传动介质后，消除了用水作传动介质时粘度低、润滑性差和易使金属锈蚀等缺点，所以液压油广泛应用于各种液压传动系统，是比较理想的工作介质。
但随着液压技术的迅速发展和液压传动系统使用范围的扩大，原有的石油基液压油工作介质，在抗磨性，粘温性和抗氧化稳定性等方面愈显不足。
二十世纪五十年代初，煤矿井下开始使用液压支护设备支护和管理工作面顶板，并且用液压油作为传动介质。
然而，油是易燃的，尤其是在19.6～29.4MPa 压力的情况下，从破裂油管中喷出的液压油往往呈细雾状，只要遇上300～400℃的热源就会着火[4]，特别是现在液压系统的工作压力不断提高，这个问题更为突出，这在接近火源的地方极易引发火灾。
特别是在某些严禁烟火、防爆的工作环境中，比如煤矿井下，这个缺点更是致命，这在煤矿井下是绝对不允许的。
而且，当煤矿井下发生火灾时，液压油的易燃性常常导致灾情的恶化，油的燃烧加速火势的蔓延，而且油燃烧产生的浓烟和刺激性气体会妨碍救援工作的顺利进行。
所以，为了克服水做传动介质时润滑性差、易使金属锈蚀以及油作传动介质易着火、价格高等缺点，五十年代以后，研制开发了一种难燃液压工作介质—乳化液，它综合了水和石油基矿物油的优点，使液压传动设备在煤矿井下得到了广泛推广和应用。
目前我国煤矿广泛采用质量浓度为3%-5%的水包油型乳化液，即按重量用3%- 5%的乳化油，再加97%-95%的水，配制成乳化液。
乳化油是在基础油中加入乳化剂、防锈剂、偶合剂、防霉剂、抗泡剂、络合剂等各种添加剂制成的。
这种乳化液的优点是：粘度小粘温性好、管道阻力损失小、来源广、价格低、不会燃烧、安全性好、不易生成泡沫、空气的溶解度低；加入一些添加剂，能使金属构件有足够的防锈性，对橡胶等密封材料有良好的适应性，有一定的润滑性能，对人体皮肤无刺激等[5,6]。
综合机械化采煤是采煤工艺的发展趋势，作为综采标志性设备的自移式液压支架，它的工作性能对综采工作面的生产效率、安全性等经济技术指标有很多影响。
同样，在高档普采中，单体液压支柱也是如此。
在液压系统中，工作介质被誉为液压系统的“血液”，其性能对液压系统的正常工作有着很大的影响。
而作为自移式液压支架和单体式液压支柱工作介质的乳化液，其质量的好坏对液压支架和单体液压支柱工作的可靠性和安全性和使用寿命也就有着很大的影响，从而影响工作面的生产效率和安全性，特别是自移式液压支架电液控制系统的使用的普及，对乳化液的质量提出了更高的要求。
因此，保证乳化液的质量和供给是保障煤矿井下工作面生产顺利进行必不可缺的条件。
此外，除了用于自移式液压支架和单体液压支柱等支护设备，乳化液在煤矿中的应用范围在不断扩大。
2000年，西安煤矿机械厂与西安科技学院合作，对MAX-500/4.5H型电牵引采煤机的液压调高系统进行了改进设计，用乳化液取代矿物油作为传动介质，获得了成功，使采煤机的体积减小了大约12%，同时成本也下降了约6%，开创了乳化液在采煤机上应用的先例。
自此，乳化液代替矿物油作为采煤机液压调高系统的工作介质在煤矿普及开来。
在2009年举办的第十三届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上，北京科玛格机电技术有限公司展出了其生产的乳化液钻机和工具产品：W-50/80手持式乳化液钻机；WSP-500架柱式乳化液钻机；RWU-50乳化液凿岩机；SPA系列乳化液马达；HPT-95便携式乳化液带锯；HZU220-1乳化液扳手；ALAN乳化液切链器；SMH 30乳化液螺母劈裂器等。
另外，部分煤矿运输设备，液压推溜装置等也有使用乳化液。
可以预见，随着液压传动设备技术的进步，乳化液以其无所比拟的优势，在煤矿设备中的应用将越来越广泛，乳化液的配制和质量控制将越来越重要。
1.1.3乳化液在煤矿应用过程中出现的问题目前，煤矿在使用乳化液的过程中主要有两方面的问题：一是各种原因的乳化液损耗造成的补液问题，即乳化液数量控制问题；二是乳化液质量控制问题，包括浓度、油滴粒度、清洁度。
（1）补液问题：由于液压支架尤其是单体液压支柱的工作特点，造成乳化液的大量流失，主要表现在以下三方面:1）支架液压系统管路长，元件和执行机构多，会造成乳化液的沿程损失；2）在液压支架支撑承载的恒阻阶段，当顶板压力增大时，液压支柱活塞腔内被封闭的油液压力就迅速升高，当压力值超过安全阀的动作压力时，支柱活塞腔的高压液体经安全阀泻出，直到压力小于安全阀的动作压力，才停止泻液；3）对于单体支柱液压系统，液压支柱大部分为外注式，外注式液压支柱回柱时，由于必须将腔内的乳化液排放到外面，每一个支柱回柱一次必须从柱内排放1~2Kg的乳化液，乳化液不回收。