煤礦井下水倉(cāng)清挖系統(tǒng)配置的技術(shù)分析

金 晉

（西山煤電集團(tuán)公司東曲礦，山西太原030200）

東曲礦井下中央水倉(cāng)設(shè)置在+860主水平運(yùn)輸大巷，為主副水倉(cāng)設(shè)計(jì)。主水倉(cāng)長(zhǎng)260 m，副水倉(cāng)長(zhǎng)160 m，寬均約為4 m，高均約為3.6 m。倉(cāng)口平臺(tái)巷道長(zhǎng)18 m，巷道內(nèi)敷設(shè)有軌道，其軌道向外與+860運(yùn)輸大巷軌道相連，向內(nèi)延伸至主副水倉(cāng)內(nèi)，軌距為600 mm。水倉(cāng)內(nèi)煤泥積沉厚度約為1.2～1.6 m，煤泥粘度較大，顆粒度在0.01～12 mm之間，基本不存在＞12 mm的顆粒[2]。

1 系統(tǒng)的基本思路

1）采用帶雙螺旋攪拌器的自動(dòng)行走抽排小車，且攪拌器的寬度和高度均可調(diào)節(jié)。這樣的配置既可以使煤泥和水混合均勻，便于渣漿泵抽排，也可以滿足清挖不同水倉(cāng)、不同沉積厚度煤泥的要求。

2）煤泥漿水的輸送，采用長(zhǎng)距離軟管式煤泥漿輸送帶。以確保輸送距離的可調(diào)性和輸送管路的快速連接與拆除。

3）采用帶攪拌器的大箱體緩沖裝置，以確保煤泥漿水的均勻混合以及壓濾機(jī)每壓濾一次對(duì)煤泥漿水的需求量。

4）采用離心式渣漿泵作為加壓泵，以確保煤泥壓濾機(jī)的壓濾效果。

5）采用雙開雙壓自動(dòng)開板煤泥壓濾機(jī)，其濾布選用進(jìn)口單絲濾布。以保證整套系統(tǒng)的工作效率以及煤泥的壓濾效果。

6）采用皮帶輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)干煤泥的轉(zhuǎn)載裝運(yùn)。

由上述系統(tǒng)的基本思路形成的煤礦井下水倉(cāng)煤泥清挖系統(tǒng)的設(shè)備配置及作業(yè)流程，見圖1[3]。

圖1 水倉(cāng)清挖設(shè)備配置及作業(yè)流程

2 系統(tǒng)的技術(shù)要求與技術(shù)參數(shù)

2.1 技術(shù)要求

根據(jù)水倉(cāng)及水倉(cāng)清挖系統(tǒng)的配套情況，水倉(cāng)清挖系統(tǒng)從前向后的位置排列為：自動(dòng)行走抽排小車、緩沖攪拌設(shè)備、加壓設(shè)備、壓濾設(shè)備、皮帶輸送設(shè)備[4]。根據(jù)水倉(cāng)的現(xiàn)有情況各設(shè)備的技術(shù)要求為：

1）自動(dòng)行走抽排小車

小車采用軌道式，軌距為600 mm。自動(dòng)行走小車通過帶錨靴的液壓缸和液壓馬達(dá)雙系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)和2組油缸協(xié)同工作來推動(dòng)小車前進(jìn)。其中，1組油缸帶有錨靴裝置與地面接觸產(chǎn)生推力，另1組油缸用來調(diào)節(jié)錨靴與地面的壓力，可以驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎。實(shí)現(xiàn)全液壓操控，全液壓自動(dòng)行走。車上安裝和載有：雙螺旋攪拌器、液下式渣漿泵、電控開關(guān)、液壓泵站等。

（1）雙螺旋攪拌器 雙螺旋攪拌器的螺旋角度設(shè)計(jì)要合理，須確保雙向集泥與煤泥水混合的雙重效果，且攪拌器的寬度應(yīng)在1 400～3 800 mm之間可調(diào)，攪拌器的垂直高度可調(diào)空間須在100～450 mm之間。

（2）液下式渣漿泵 液下式渣漿泵的流量須＞30 m3/h，揚(yáng)程須＞35 m，功率22 kw，以確保系統(tǒng)的清倉(cāng)效率和＞800 m的水平輸送距離。

（3）電控開關(guān) 電控開關(guān)須選用QBZ-80型礦用開關(guān)。

（4）液壓泵站 液壓泵站放置在小車后部，為行走液壓缸和攪拌液壓馬達(dá)提供動(dòng)力。泵站的工作壓力為4/16 Mpa，電機(jī)功率為5.5 kw，電壓為660 V/1140 V。要求液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，液壓泵選型正確、控制閥組操作方便，能夠可靠的實(shí)現(xiàn)預(yù)想動(dòng)作（前進(jìn)、后退、升降）；油箱強(qiáng)度足夠無滲漏，壓力表、溫度表、放氣塞、放油塞、油標(biāo)、油管等附屬部件，設(shè)計(jì)合理、齊全有效。

2）緩沖攪拌設(shè)備

緩沖攪拌設(shè)備包括緩沖倉(cāng)、過濾篩網(wǎng)、攪拌器、液壓馬達(dá)和管路等。緩沖倉(cāng)為方形結(jié)構(gòu)，其外形尺寸1 500 mm×1 200 mm×1 700 mm，容積約3 m3，在緩沖倉(cāng)的上部裝有進(jìn)料法蘭，下部裝有出料法蘭、放料口和截止閥，箱體整體要求焊接牢固無滲漏，承壓后無變形；過濾篩網(wǎng)裝在緩沖倉(cāng)內(nèi)入料口下部，用來過濾掉＞12 mm的顆粒；攪拌裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力由壓濾機(jī)液壓泵站提供。

3)加壓設(shè)備

加壓設(shè)備包括礦用煤泥壓濾泵、強(qiáng)力膠管、連接管路、蝶閥等。礦用煤泥壓濾泵采用離心式渣漿泵，要求其流量40 m3/h，揚(yáng)程40 m，功率22 kw，出口壓力不低于0.4 MPa。

4）壓濾設(shè)備

壓濾設(shè)備由壓濾機(jī)、液壓泵站、濾板與濾布、連接管路、壓濾機(jī)支架和蝶閥等組成。壓濾機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)，采用雙座雙工作區(qū)全自動(dòng)開板式；4油缸壓濾；外形尺寸為5 200 mm×1 350 mm×1 800 mm；32塊濾板，64塊濾布，壓濾面積為60 m2；煤泥處理量為8～10 t/h；壓濾后的干煤泥，在自動(dòng)開板后隨著自重力自動(dòng)下落到壓濾機(jī)下部的干煤泥轉(zhuǎn)載設(shè)備上；壓濾機(jī)出水方式為明流，即通過壓濾機(jī)兩端的接水槽出水口，將濾出的水經(jīng)管路排出。

5)皮帶輸送機(jī)

皮帶輸送機(jī)的規(guī)格為 800 mm，其驅(qū)動(dòng)方式為液壓馬達(dá)，最大輸送距離20 m。

2.2 技術(shù)參數(shù)

綜合上述水倉(cāng)清挖系統(tǒng)的技術(shù)要求，得出整套系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，見表1。

表1 水倉(cāng)清挖系統(tǒng)技術(shù)性能參數(shù)表

2.3 設(shè)備配置

依據(jù)上述水倉(cāng)清挖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路以及系統(tǒng)的技術(shù)要求與技術(shù)參數(shù)確定的水倉(cāng)清挖系統(tǒng)的設(shè)備配置，見表2。

表2 水倉(cāng)清挖系統(tǒng)配置表

3 結(jié)論

針對(duì)西山煤電采曲礦水倉(cāng)清挖的個(gè)案，經(jīng)上述技術(shù)分析結(jié)論如下：

1）由煤礦井下水倉(cāng)清挖系統(tǒng)的基本思路引出的該系統(tǒng)的作業(yè)流程是符合井下水倉(cāng)清淤作業(yè)要求的，技術(shù)上完整可行，且可靠。

2）從對(duì)技術(shù)要求以及由技術(shù)要求提出的技術(shù)參數(shù)分析上講，該系統(tǒng)的設(shè)備配置完全滿足井下水倉(cāng)清控的技術(shù)要求與效率要求。

感謝中礦大機(jī)電科技有限公司提供的技術(shù)支持與幫助。

[1]杜長(zhǎng)龍，丁開旭，蔡津嶺，等.礦井水倉(cāng)細(xì)煤泥自動(dòng)清挖處理設(shè)備[Z].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2006.

[2]閆世春.煤泥處理[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[3]李翔，天華，于兵，等.QW08-II型水倉(cāng)自動(dòng)清挖設(shè)備及其應(yīng)用[J].煤炭科技，2009(2):90-91.

[4]劉井旭，馮新軍，何東方，等.QW-IIIA型水倉(cāng)清挖系統(tǒng)的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2010(2)：111-112.