新型煤礦水倉(cāng)自動(dòng)清挖處理系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用

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1、新型煤礦水倉(cāng)自動(dòng)清挖處理系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用　　【摘要】本文介紹了某深井煤礦為解決井下水倉(cāng)煤泥的清挖處理難題，研制開(kāi)發(fā)的一種新型的模塊化煤泥清挖處理系統(tǒng)，介紹了該系統(tǒng)的工作原理，技術(shù)參數(shù)，設(shè)備組成，應(yīng)用狀況以及推廣前景。【關(guān)鍵詞】水倉(cāng)煤泥清挖；壓濾脫水；模塊化設(shè)計(jì)1.前言水倉(cāng)是煤礦井下必要的設(shè)施之一。為確保礦井生產(chǎn)和安全度汛，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的要求，在每年雨季來(lái)臨之前，必須對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行清挖，以保證度汛期間井下的生產(chǎn)安全。因此水倉(cāng)至少每年清理一次，短者每月都要清挖。通常一個(gè)煤礦在幾個(gè)主要水平面上會(huì)設(shè)置局部水倉(cāng)或主水倉(cāng)，水倉(cāng)一般由兩個(gè)獨(dú)立的巷道系統(tǒng)組成，總?cè)莘e為4-8小時(shí)的

2、涌水量。水倉(cāng)沉淀通常分為自然沉降和加絮凝劑沉降，水倉(cāng)沉淀物為煤炭顆粒、巖石顆粒、煤泥、鉆探泥漿、巖塵和噴漿料等，當(dāng)水倉(cāng)沉淀物以煤炭顆粒和煤塵為主時(shí)，煤泥的回收利用價(jià)值很大。一般情況下，水倉(cāng)口沉降顆粒較大，越往倉(cāng)尾沉降顆粒越小，因此水倉(cāng)口的煤泥比較容易清挖，越往里越不容易清撈。7通過(guò)上述分析可見(jiàn)煤礦水倉(cāng)的清理是中國(guó)煤礦多年來(lái)的一個(gè)老大難問(wèn)題。水倉(cāng)的清理分為人工清挖和機(jī)械清挖，目前國(guó)內(nèi)大小煤礦仍以人工清挖方法為主。人工清挖的主要缺點(diǎn)是使用人員多、清挖周期長(zhǎng)、工作環(huán)境惡劣、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、礦車占用量大、污染運(yùn)輸巷道、清挖不及時(shí)會(huì)影響礦井安全生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的機(jī)械清挖方法如煤

3、泥自動(dòng)裝車機(jī)、泥漿泵抽排裝車，雖然降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但仍然存在礦車占用量大、污染運(yùn)輸巷道等問(wèn)題。2.現(xiàn)有水倉(cāng)清挖工藝某深井煤礦井底運(yùn)輸水平-990m，三個(gè)井筒均超千米，是目前國(guó)內(nèi)煤礦系統(tǒng)中最深的礦井之一。主水倉(cāng)由6個(gè)入倉(cāng)口沉淀池和內(nèi)外環(huán)水倉(cāng)組成，內(nèi)水倉(cāng)長(zhǎng)220.6m，外水倉(cāng)長(zhǎng)266.6m，水倉(cāng)斷面凈寬4m，斷面高2.8m，斷面面積7.8m2，水倉(cāng)建筑結(jié)構(gòu)為錨噴，水倉(cāng)總?cè)莘e4800m3。另有井下水處理系統(tǒng)沉淀池長(zhǎng)6m，寬4m，高3.3m，容積79.2m3，建筑結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)。因考慮礦井井下用水需要，在煤泥水入水倉(cāng)時(shí)加入絮凝劑聚氯乙烯酰銨和氯化鋁，加速煤泥水中煤泥

4、的沉淀。原設(shè)計(jì)采用的水倉(cāng)清挖作業(yè)方式為人工清挖。一般2個(gè)月清理一次，每次清挖需要12人，清挖時(shí)間70天以上。7以往的清挖工藝是：工人用大锨將煤泥直接裝礦車，用絞車提升至大巷，由電機(jī)車外運(yùn)升井，設(shè)備投入大，使用車皮多，運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，占用人員多，勞動(dòng)效率低。同時(shí)該清挖工藝耗時(shí)長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，致使井上、下沿途淤泥積水，影響職工行走安全及環(huán)境面貌，同時(shí)礦井長(zhǎng)時(shí)間單水倉(cāng)運(yùn)行，排水系統(tǒng)受到威脅，影響到礦井的安全生產(chǎn)。因此，如何改進(jìn)水倉(cāng)清挖工藝就成了一個(gè)擺在技術(shù)人員面前函待解決的技術(shù)難題。3.新型自動(dòng)清挖系統(tǒng)研發(fā)3.1系統(tǒng)組成及工作原理為解決水倉(cāng)清挖難題，技術(shù)人員經(jīng)過(guò)努力開(kāi)發(fā)

5、了一種新型的水倉(cāng)煤泥清挖處理系統(tǒng)，它由攪拌抽排系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、壓濾脫水系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)子系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立，又有機(jī)聯(lián)系，整套系統(tǒng)可分解拆卸，滿足井下安裝的需要。整套系統(tǒng)設(shè)備還可根據(jù)水倉(cāng)的大小和長(zhǎng)短進(jìn)行不同的匹配組合，以適應(yīng)不同的需要。系統(tǒng)工作原理：該水倉(cāng)清挖處理設(shè)備由攪拌抽排系統(tǒng)設(shè)備從煤礦井下水倉(cāng)中攪拌煤泥，形成一定濃度的煤泥水，并通過(guò)排水管路排入緩沖系統(tǒng)裝置，煤泥水在過(guò)濾、緩沖裝置作用下，過(guò)濾掉大顆粒物料，形成穩(wěn)定的細(xì)物料從緩沖裝置底口由加壓泵抽排出，進(jìn)入壓濾脫水系統(tǒng)設(shè)備，煤泥水混合物在煤水分離設(shè)備作用下，使水、煤混合物分離，水經(jīng)溢流管

6、排出后回流到另一水倉(cāng)，再由井口主排水泵排出，煤水分離設(shè)備中的煤泥餅進(jìn)入礦車裝車。工藝流程如圖1所示。73.2系統(tǒng)主要工藝參數(shù)及與其他方法比較（1）回收粒度0.01～5mm（2）工效3～5t/h（3）最大裝車高度1450mm（4）最佳入料濃度25%～45%（5）回收煤泥水分〈25%（6）電壓380V/660V（7）裝機(jī)總功率45Kw表1所示為本自動(dòng)清挖處理方法與其他常用清挖方法對(duì)比。4.系統(tǒng)試運(yùn)行情況該清挖設(shè)備自3月10日開(kāi)始裝車下井，由維修人員進(jìn)行安裝，3月19日安裝、調(diào)試完畢，正式投入使用。首先在井下水處理系統(tǒng)沉淀池清挖，水處理系統(tǒng)沉淀池共有6個(gè)，清挖一個(gè)沉淀池用

7、工2人，時(shí)間為2天，脫水后的煤泥共計(jì)30車，每礦車裝料約1.7m3，而過(guò)去用人工清挖，每清挖一個(gè)沉淀池用工5人，時(shí)間為5天，需用礦車90車左右。由于設(shè)備到貨時(shí)內(nèi)倉(cāng)人工已經(jīng)清挖完畢，人工清挖內(nèi)倉(cāng)每天用12人，共計(jì)35天。而用設(shè)備清挖外倉(cāng)，煤泥堆積高度為1.4m左右，煤泥容積約1500m3，清挖期間每天用工4人，每天經(jīng)清挖脫水后的煤泥30車，實(shí)際使用清挖時(shí)間為20天。7通過(guò)使用情況可知，每次清倉(cāng)用工4～5人，清挖周期（連同清挖沉淀池在內(nèi)）50天左右，需用礦車1500車次左右。而人工清挖每次用工12人，清挖周期（不含清挖沉淀池在內(nèi)）70天左右，需用礦車4100車次。該