煤礦水倉自動清挖系統設計探析

李崗

【摘 要】 本文首先介紹了礦井水倉的概況，結合礦井實際闡述了煤礦水倉清挖系統機電設備組成，并分析了水倉自動清挖系統機電設備設計參數，重點論述水倉自動清挖系統的技術和社會效益，為礦井的發展做出了重要的貢獻。

【關鍵詞】 煤礦 水倉 自動清挖系統 設計

眾所周知，水是煤礦的五大自然災害之一，為了保證煤礦的安全生產，必須確保礦井水的及時排除，因此對于水倉來說可靠有效的蓄水就成為了一個重要的環節。正常生產的礦井每年都需要在汛期來臨之前讀水倉進行徹底的清挖，并結合水泵的聯合試運行，來確保礦井的防汛和抗洪的能力。傳統的水倉清挖是人工進行的，這樣就在很大程度上受到現場條件的限制，而且人工清挖時勞動量大、作業環境差，這樣就很大程度上影響了職工的身心健康。為了改善職工的作業環境，很多礦井引用了先進的自動化排水系統，這樣就極大的提高了礦井的排水效率和安全系數，為礦井的發展節約了大量的人力物力。為保證煤礦井下的生產工作正常進行，《煤礦安全規程》中的一條細則規定，應在每年雨季到來之前清挖水倉。對于水倉的清挖頻率，要根據各礦井所在地實際情況而定，少則每年一次，多則每月一次。

在實際的實踐中，水倉清理方式主要有兩種：第一，人工清理；第二，機械清理，但目前我國很多礦井主要以人工清理方式為主，而這一方式卻具有一些不足之處，如清挖周期長、勞動強度大等。機械清挖方式雖然也有很多缺點，如巷道易被污染，但其相對來說具有更多的便利之處，尤其是水倉自動清挖系統，采用了先進機電清挖設備系統。下面以我國煤礦為例簡要敘述一下煤礦水倉自動清挖系統設計與應用情況。

1 礦井水倉概況

該礦之前采用的水倉清挖方式為人工清挖方式，即采用人工的方式，用鐵鍬來處理水倉中的煤泥，這一清挖方式主要缺點有：第一，勞動強度大；第二，效率低；第三，清挖周期長；第四，運輸過程的環境污染。這種清理出來的煤泥還面臨一個較為嚴重的困難，即為運輸問題，若采用箕斗運輸，這會造成洗煤困難等問題。再者，某些采區具有水量大等特點，因此，該采區中的水倉也具有較大的儲水能力，同時也需要較大的清理工作量。這一情況若得不到改善，將會對礦井的正常生產工作造成不利影響。為此，本礦結合礦井水倉實際，設計了一套水倉自動清挖系統，從而實現水倉自動清挖，則可以解決這些弊端，并能帶來一定的經濟意義。

2 煤礦水倉清挖系統機電設備組成

組成這一系統的機電設備主要有：第一，自行履帶式煤泥清挖輸送車；第二，煤泥粗分機；第三，液壓站；第四，離心式泥漿壓濾泵；第五，PLC電氣控制系統；第六，全自動煤泥專用壓濾機；第七，帶式輸送機。

首先煤泥清挖輸送機可以把水倉中的塊狀煤泥收集起來，而后傳到刮板輸送機上，最后由礦車運至煤泥粗分機中，由煤泥粗分機進行煤泥分離工作，粗煤泥直接由礦車運走，細煤泥還需要進行攪拌，然后通過離心式泥漿壓濾泵進入壓濾機，從而實現煤泥固液分離，分離后的煤泥快則由礦車運至地面，而水則又流到水倉。整個過程實現了高度自動化，大大提高了清挖效率，滿足應用要求。

3 自動清挖系統特點

該系統采用雙螺旋高效集泥、分段運輸方式，可實現井下煤泥裝運機械化， 集泥懸臂可升降、集泥范圍大；采用履帶式行走機構，可整機下井，自行調運，牽引力大，走動靈活、爬坡能力強；下鏈刮板輸送機，對黏性較大的物料有較強的運輸能力，清挖效率高；整機結構緊湊，體積小，拆卸、安裝簡單。清挖部分的所有運動操縱都在一個多路換向閥上完成，機體的行走動力由左右液壓馬達直接驅動，通過操作手柄可實現機體的前進、后退和左轉右轉。所有的動力均采用液壓馬達帶動，噪聲小，運行平穩。

4 系統機電設備設計參數

為獲得一套高性能水倉自動清挖系統，各機電設備設計參數的確定要以該礦說倉工作實際為依據，其相關設備參數如下：

（1）全自動煤泥專用壓濾機

入料濃度/% ≥45；處理量（干物料）/t/h 3-5；出料水分/% 28-34；電機功率/Kw 11±3；回收物料粒度/mm 0.02-11；電機電壓/v 380/660；外形尺寸/mm 5560×1600×1700。

（2）攪拌器

電機功率/kW 3；外形尺寸/mm φ1200×2650；容積/，m3 2.5.

（3）煤泥清挖輸送泵

電機功率/kW 11；電機電壓/v 380/660；流量/m3/h 8-13；揚程/m 0-120；進口尺寸mm 100；出口尺寸/mm 100。

5 技術和社會經濟效益

該礦設計了一套符合自身實際的水倉自動清挖系統，并將其應用于本礦水倉中，經分析，該自動系統的設計與應用實現了良好的技術和社會經濟效益：第一，減少工人數量，縮短清理周期；第二，節約煤炭資源。這一自動清挖系統的應用可以避免煤泥運輸過程中對巷道造成的污染，而且分離后放入煤泥快還能創造可觀的經濟效益；第三，機械化程度提高。這一系統的投入使用，在提高工作效率的同時，也改善了該礦的機械化作業水平；第四，安全可靠性好。這一系統的使用可以使得工作人員減少勞動量，避免直接作業，大大改善了勞動環境，提高了作業的安全性。

6 結語

總之，水倉自動清挖系統設計在礦井生產中的應用，有效地提高了礦井的清挖效率，同時也在很大程度上降低了職工的勞動強度，減少了維修費用。該水倉自動清挖系統的成功設計與應用對國內礦井這一領域的發展而言具有極大的推動作用，更為重要的是，它也提高了本礦的清挖效率，大大縮短了清挖周期和減少了勞動強度，從而增大了水倉的儲水能力，保證了礦井安全生產。

參考文獻：

[1]尹雪峰，李文剛，王桂.水射流造漿、泥漿泵清理水倉新工藝[J].煤炭科學技術，2003，31（6）：36-38.

[2]宋德玉，段楠，王桂梅.煤礦水倉清理機電纜收放裝置開發[J].煤炭科學技術，2000，28（7）：14-15，13.

[3]柳青，李仁坤.輕型淤煤裝載機提裝部鏈輪的設計[J].煤礦機械，2008，29（3）：113-115.

[4]侯波，毛平淮，王志明.滾筒式水倉清理機液壓系統改進設計[J].礦山機械，2006，34 （1）：137-139.

[5]毛平淮，葉琦，邊水梅.基于煤礦安全的水倉輕型淤煤裝載機的設計[J].煤炭科學技術，2007，35（8）：18-21.endprint