煤礦井下水倉清挖系統配置的技術分析

金 晉

（西山煤電集團公司東曲礦，山西太原030200）

東曲礦井下中央水倉設置在+860主水平運輸大巷，為主副水倉設計。主水倉長260 m，副水倉長160 m，寬均約為4 m，高均約為3.6 m。倉口平臺巷道長18 m，巷道內敷設有軌道，其軌道向外與+860運輸大巷軌道相連，向內延伸至主副水倉內，軌距為600 mm。水倉內煤泥積沉厚度約為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 系統的基本思路

1）采用帶雙螺旋攪拌器的自動行走抽排小車，且攪拌器的寬度和高度均可調節。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、不同沉積厚度煤泥的要求。

2）煤泥漿水的輸送，采用長距離軟管式煤泥漿輸送帶。以確保輸送距離的可調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每壓濾一次對煤泥漿水的需求量。

4）采用離心式渣漿泵作為加壓泵，以確保煤泥壓濾機的壓濾效果。

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

6）采用皮帶輸送機實現干煤泥的轉載裝運。

由上述系統的基本思路形成的煤礦井下水倉煤泥清挖系統的設備配置及作業流程，見圖1[3]。

圖1 水倉清挖設備配置及作業流程

2 系統的技術要求與技術參數

2.1 技術要求

根據水倉及水倉清挖系統的配套情況，水倉清挖系統從前向后的位置排列為：自動行走抽排小車、緩沖攪拌設備、加壓設備、壓濾設備、皮帶輸送設備[4]。根據水倉的現有情況各設備的技術要求為：

1）自動行走抽排小車

小車采用軌道式，軌距為600 mm。自動行走小車通過帶錨靴的液壓缸和液壓馬達雙系統驅動，液壓馬達和2組油缸協同工作來推動小車前進。其中，1組油缸帶有錨靴裝置與地面接觸產生推力，另1組油缸用來調節錨靴與地面的壓力，可以驅動小車前進、后退、轉彎。實現全液壓操控，全液壓自動行走。車上安裝和載有：雙螺旋攪拌器、液下式渣漿泵、電控開關、液壓泵站等。

（1）雙螺旋攪拌器 雙螺旋攪拌器的螺旋角度設計要合理，須確保雙向集泥與煤泥水混合的雙重效果，且攪拌器的寬度應在1 400～3 800 mm之間可調，攪拌器的垂直高度可調空間須在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，揚程須＞35 m，功率22 kw，以確保系統的清倉效率和＞800 m的水平輸送距離。

（3）電控開關 電控開關須選用QBZ-80型礦用開關。

（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提供動力。泵站的工作壓力為4/16 Mpa，電機功率為5.5 kw，電壓為660 V/1140 V。要求液壓系統設計合理，液壓泵選型正確、控制閥組操作方便，能夠可靠的實現預想動作（前進、后退、升降）；油箱強度足夠無滲漏，壓力表、溫度表、放氣塞、放油塞、油標、油管等附屬部件，設計合理、齊全有效。

2）緩沖攪拌設備

緩沖攪拌設備包括緩沖倉、過濾篩網、攪拌器、液壓馬達和管路等。緩沖倉為方形結構，其外形尺寸1 500 mm×1 200 mm×1 700 mm，容積約3 m3，在緩沖倉的上部裝有進料法蘭，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；過濾篩網裝在緩沖倉內入料口下部，用來過濾掉＞12 mm的顆粒；攪拌裝置由液壓馬達驅動，其動力由壓濾機液壓泵站提供。

3)加壓設備

加壓設備包括礦用煤泥壓濾泵、強力膠管、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，揚程40 m，功率22 kw，出口壓力不低于0.4 MPa。

4）壓濾設備

壓濾設備由壓濾機、液壓泵站、濾板與濾布、連接管路、壓濾機支架和蝶閥等組成。壓濾機為液壓驅動，采用雙座雙工作區全自動開板式；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，在自動開板后隨著自重力自動下落到壓濾機下部的干煤泥轉載設備上；壓濾機出水方式為明流，即通過壓濾機兩端的接水槽出水口，將濾出的水經管路排出。

5)皮帶輸送機

皮帶輸送機的規格為 800 mm，其驅動方式為液壓馬達，最大輸送距離20 m。

2.2 技術參數

綜合上述水倉清挖系統的技術要求，得出整套系統的技術參數，見表1。

表1 水倉清挖系統技術性能參數表

2.3 設備配置

依據上述水倉清挖系統設計的基本思路以及系統的技術要求與技術參數確定的水倉清挖系統的設備配置，見表2。

表2 水倉清挖系統配置表

3 結論

針對西山煤電采曲礦水倉清挖的個案，經上述技術分析結論如下：

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

2）從對技術要求以及由技術要求提出的技術參數分析上講，該系統的設備配置完全滿足井下水倉清控的技術要求與效率要求。

感謝中礦大機電科技有限公司提供的技術支持與幫助。

[1]杜長龍，丁開旭，蔡津嶺，等.礦井水倉細煤泥自動清挖處理設備[Z].徐州：中國礦業大學，2006.

[2]閆世春.煤泥處理[M].北京：煤炭工業出版社，2001.

[3]李翔，天華，于兵，等.QW08-II型水倉自動清挖設備及其應用[J].煤炭科技，2009(2):90-91.

[4]劉井旭，馮新軍，何東方，等.QW-IIIA型水倉清挖系統的應用[J].煤礦機電，2010(2)：111-112.