MQC－90型清倉機在斜溝煤礦的應用及推廣

潘文強

(西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦，山西 興縣 033602)

煤礦防治水一直是煤礦預防水災的一項重要工作，而清理淤泥工作繁重，費時費力一直困擾著清泥作業人員。尤其是隨著煤礦大型機械化設備的推廣應用，煤泥量越來越大，造成煤泥在水倉中沉積速度較快。按《煤礦安全規程》第281條規定:“水倉、沉淀池和水溝中的淤泥，應及時清理，每年雨季前必須清理一次”。第280條規定:“水倉的空倉容量應當經常保持在總容量的50%以上”。只有保持水倉的正常排水容量，煤礦預防水災工作才能取得事半功倍的效果。針對西山晉興能源公司斜溝煤礦排水含泥沙量大的現狀，經過咨詢和調研，該礦先后試用了徐州天科機械制造有限公司生產的水倉煤泥清挖系統裝置和飛翼公司生產的MQC－90型清倉機。通過試用比較，最后確定使用MQC－90型清倉機，解決了水倉煤泥堆積速度快、難以清理的難題。

1 煤泥清挖系統的主要技術待征

水倉煤泥清挖系統主要由軟軸攪拌器、泥漿泵、排泥管路、振動篩、緩沖箱、液壓泵站、壓濾機、皮帶組成。

1.1 泥漿泵

1)泥漿泵的結構:主要由轉子、定子、萬向節、連桿、轉動軸、軸封及殼體等組成。

2)泥漿泵的輸送原理:它是一種內嚙合密閉式容積泵，其工作部分由雙頭螺旋孔的定子和在定子與其嚙合的偏心螺旋轉子組成，驅動裝置通過傳動軸及萬向接頭帶動轉子旋轉并作行星回轉，以定子孔腔與轉子螺旋嚙合形成的密閉腔的移動來輸送介質。當密閉腔內的工作液體從吸入口向排出口做正向輸送時，由于出口截流，排出口輸液增壓，高壓液體向吸入口低壓區回流，在通過密閉腔時由于截流而產生壓降，從而減少回流量，回流量不超過規定值。多個密閉腔將使排出口的工作液體有較高的增壓，從而接至煤泥專用壓濾機。

3)工作特點:本泵壓力穩定，無脈沖;抽排濃度高，可抽排40% ～60%的煤泥水;高揚程，揚程可根據工況在1～180 m范圍選擇;對煤泥水顆粒度適應性好、可輸送0～13 mm的顆粒液體;吸上高度高，輸送噪聲小，無泄漏，輸液無溫升;結構簡單，維修方便。

1.2 煤泥專用壓濾機

煤泥專用壓濾機結構性能與工作原理:是集機、電、液于一體的先進分離機械設備，具體由:機架部分，過濾部分，液壓部分三大部分組成。

1)機架部分。

它是整套設備的基礎，主要用于支撐過濾機構，由止推板、壓緊板、機座、油缸體和主梁等聯接組成。設備運行時，油缸體上的活塞桿推動壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板及過濾介質壓緊，以保證帶有一定壓力的濾漿在濾室內進行加壓過濾，機座上裝有皮帶輸送機，可將卸下的濾餅直接上盤曲皮帶運走。

2)壓濾機。

壓濾機是整齊排列在主梁上的濾板和夾在濾板之間的過濾介質所組成的，濾板采用優質聚丙稀材料制成。過濾開始時，濾漿在壓濾泵的推動下，經止推板的料口進入各濾室內，濾漿借助壓濾泵產生的壓力進行固、液分離，由于過濾介質(濾布)的作用，使固體留在濾室內形成煤泥餅，濾液由水嘴或出液閥排出。

3)液壓泵站。

液壓泵站是壓濾機及壓濾泵的動力源，集動力提供與控制操作于一體。由油箱、液壓泵、防爆電機、溢流閥、高低壓過濾器、集成塊、壓力表等組成。

4)壓濾機的操作使用。

壓濾機的操作分3步:壓緊、保壓、松開。

a)啟動液壓泵站電機，操縱換向閥手把，壓濾泵開始轉動，將緩沖箱內的煤泥水打入壓濾機，開始壓緊，壓緊后，換向閥手把打至中位，壓濾機處于保壓狀態，此時，液壓站處于空載狀態。

b)壓濾機處于保壓狀態，打開進料口開始進料，在保證壓力的作用下，濾漿經過過濾介質開始過濾。

c)當過濾完成時，操縱換向閥手把至另一位，壓緊板自動后退，到位后，換向閥手把至中位，系統處于卸載狀態，液壓站處于空載運轉狀態。當人工卸料完成以后，一個循環完畢，進入下一個過濾周期。

2 使用效果

該礦的主、副水倉有效容量分別為2000 m3、1800 m3，以主水倉的清理為例。

2.1 原來的清理水倉工藝

1)按工藝流程:需要工人8個，使用工具:雙向膠輪礦車、鐵鍬、水筒。

2)工人一天清理的淤泥數量:按2個班，16車淤泥計算，0.75 m3×2/3 ×16=8 m3/天(0.75—礦車的容積，2/3—礦車容積的2/3)。

3)人工清理水倉淤泥的數量:淤泥按水倉有效容量的1/2計算:2000 m3÷2=1000 m3，1000×2/3=666 m3(2/3—人工清理淤泥所達到的程度)。

4)這樣清挖淤泥所用時間:666 m3÷8 m3/天≈83天。

以上結果顯示，原來水倉清理至少需要2個多月時間，水倉清理必須在每年雨季前2個月就開始。不但浪費精力和時間，而且水倉清理的效果不佳。

2.2 使用水倉煤泥清挖系統裝置后效果

本系統根據井下實際條件安裝使用，該設備一般過濾5～10 min后，就可完成一個工作循環。

1)完成此系統的工藝流程需要工人6個(見圖1)。

圖1 工藝流程示意圖

2)一天該系統清挖淤泥的數量:按2個班12 h計算，一礦車淤泥壓濾所需時間按10 min計算，12×60 ÷10 ×0.75 m3=54 m3/天。

3)該系統清挖淤泥所用時間:淤泥按水倉有效容量的1/2計算:2000 m3÷2÷54 m3/天≈18.5天。

以上結果顯示，使用該系統裝置后，可以大大節省人力物力，提高工效，清倉效果明顯。

2.3 水倉煤泥清挖系統存在的問題

采用電機驅動橡膠輪胎前進或后退，泥潭中移動困難不靈活，僅適應于斷面大的巷道和水倉;煤泥清挖泵若吸入大顆粒硬質東西，容易損壞泥漿泵和壓濾泵內轉子和定子，定轉子堵塞處理困難。相關設備多，維護工作繁重。

3 MQC－90型清倉機的主要技術特征

清倉機由行走機構、挖裝機構、泵送機構、油配管總成、電氣系統、動力總成等組成。主機的隨機附件包括輸送管總成。設備具體結構見圖2。

圖2 行走機構結構示意圖

1)行走機構。

行走機構是清倉機行走的運動機構，也是整機聯接支撐的基礎。主要由履帶、漲緊機構、機架和液壓馬達組成。2條履帶分別由2個液壓馬達獨立驅動。履帶與履帶架為滑動接觸，履帶架上設有溝槽導向，防止脫軌。

履帶由履帶板、履帶軸和彈性擋圈構成。

漲緊機構由導向輪、導向輪支架、導向輪軸、漲緊螺母軸、軸套和內外密封端蓋等組成。它是履帶的漲緊裝置。按照漲緊螺母要求，旋轉機架固定板上的漲緊螺母，使漲緊軸軸向移動，帶動導向輪伸出，以漲緊履帶鏈。

機架的兩側是履帶架體，中間用2個圓形管子焊接而成。

支撐板焊接在機架上，用于支撐挖裝部的尾部。

2)挖裝機構。

挖裝機構示意圖見3。

圖3 挖裝機構示意圖

挖裝部采用螺旋集泥裝置和鏈輪傳動裝置作為裝載機構，可輸送煤泥，對黏性比較大的煤泥和松散物料均能適應，挖裝部懸臂可升降，集泥范圍大，效率高。其結構主要由集料裝置、前支架、尾架、傳動裝置和驅動裝置等組成，它是清倉機工作的第一步驟。其工作原理為:驅動裝置由液壓馬達驅動主鏈輪轉動，由雙排圓環鏈帶動螺旋給煤輪軸旋轉，挖翻煤泥并使煤泥擠到輪軸輸送槽前端，圓環鏈上裝有刮板，將煤泥刮運到料斗里，完成挖裝工作。為了適應煤泥厚度的變化，挖裝部可上下移動(由升降油缸推拉完成)，螺旋由左、右螺旋組成，輸送槽由兩段組成，在下井時可拆開。在主動鏈輪兩側設有張緊螺桿，可根據需要調整工作中鏈條的松緊程度。

3)動力部分。

動力部分主要包括:隔爆型三相異步電動機、連接法蘭、冷卻泵、輔油泵、主油泵等。其各主要部件的結構見圖4。

圖4 動力部分示意圖

動力部分為清倉機提供動力。主油泵組由隔爆型三相異步電動機帶動，從液壓油箱吸入液壓油，主油泵泵出的壓力油經高壓膠管進入液壓閥組，經液壓閥組控制分配后進入泵送主油缸完成泵送作業，輔油泵泵出的壓力油經多路閥進入行走和挖裝液壓馬達和升降油缸，并驅動其工作。冷卻泵泵出的壓力油驅動冷卻風扇工作。

4)泵送機構。

泵送機構主要包括:料斗總成、S閥總成、泵送總成。其各主要部件的結構見圖5。

圖5 泵送機構示意圖

泵送機構為清倉機運送物料的主要機構。動力部分輸出的壓力油經油配管總成控制分配進入主油缸，驅動主油缸活塞工作;主油缸活塞桿與輸送缸內砼活塞連接，帶動砼活塞工作;輸送缸一端與料斗連接，并經S閥總成控制與料斗聯通;正常泵送作業時，砼活塞前進時壓送的煤泥經S閥泵出，而砼活塞后退時，將料斗中的煤泥吸入輸送缸。通過液動換向閥控制，使主油缸活塞換向，實現循環往復連續泵送。反泵時，通過反泵操作，使處在吸入行程的輸送缸與S管分配閥聯通，處在推送行程的輸送缸與料斗聯通，從而將輸送管路中的煤泥抽回料斗。

4 清倉機使用后的效果及存在的問題

1)完成此系統的工藝流程需要工人4人。

2)1天本系統清挖淤泥的數量:按2個班，每班6 h計算，每小時清理35 m3，(35×6 ×2)m3=420 m3/天。

3)該系統清挖淤泥所用時間:淤泥按整個水倉容量計算:2000 m3÷420 m3/天≈4.76 天。

使用該清倉機后，可以大大節省人力物力，提高清泥速度，但在清泥過程中，因配水井閥門施工防水不夠嚴密，經常出現返水現象，影響清泥工作進度，每天2班，每班6 h最快需要10天時間清理完畢。

4)清倉機存在的問題。

清倉機清理速度快，但排出的煤泥水上皮帶，受皮帶必須出煤的限制;油溫上升快，工作2 h必須停機1 h降溫，否則，因油溫高導致橡膠密封圈燒毀;履帶張緊裝置時常松脫，需要經常緊固。

5 結語

綜上所述，清倉機性價比較高，適合該礦淤泥堆積速度快，沒有設立專門沉淀池，必須每月清理的現有條件。清倉機運行穩定，安全可靠，移動靈活性強，基本可以清理水倉各個角落，清泥效果徹底、干凈，大大節省了清泥時間，同時減少了工人數量，降低了勞動強度，值得推廣使用。對清倉機存在的問題需要今后在工作中進一步改進。