一次性洗管連接裝置在膏體充填接力泵送系統(tǒng)的應(yīng)用

林淑文 曾廣東 趙 郵

（滕州市級翔（集團(tuán)）級索煤礦，山東 滕州 277500）

滕州市級翔（集團(tuán)）級索煤礦（以下簡稱級索煤礦）隸屬山東滕州辰龍能源集團(tuán)有限公司。礦井核定生產(chǎn)能力35萬t/a。井田內(nèi)地勢平坦，村莊密集，村莊壓煤占礦井可采儲量的80%以上。從2011年開始，級索煤礦與山東科技大學(xué)、省技術(shù)服務(wù)公司等機構(gòu)研究應(yīng)用了充填法回采建筑物下壓煤，取得了良好的效果。

礦井充填系統(tǒng)由地面充填站和井下充填站共同組成。膏體充填材料為建筑垃圾（煤矸石）、粉煤灰、水泥、水等混合物。地面充填站由建筑垃圾（煤矸石）儲存場、充填輸送泵系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、計量系統(tǒng)以及攪拌系統(tǒng)等組成。

充填輸送泵選擇主要考慮的影響因素為充填速度和充填距離，輸送泵的工作壓力應(yīng)滿足礦井的泵送距離要求。管道泵送子系統(tǒng)由充填泵機組、充填管及其配件、管道壓氣清洗組件、沉淀池等組成；攪拌系統(tǒng)的主要功能是將矸石進(jìn)行粉碎，按照充填材料配比參數(shù)的要求進(jìn)行篩分，然后與粉煤灰、水泥及水等進(jìn)行攪拌，形成膏體混凝土；破碎系統(tǒng)設(shè)備主要由裝載機、破碎機、強力振動篩、皮帶輸送機、振動給料機和矸石喂料斗等組成。

井下充填站為二級充填站，由泵站硐室、攪拌硐室、入站管子道、出站管子道、排水點、儲料池等組成，充填工業(yè)泵、攪拌設(shè)備、計量設(shè)備等布置其間，負(fù)責(zé)將地面充填站輸送的膏體充填材料進(jìn)行二次泵送至采煤工作面充填區(qū)。

礦井膏體充填工藝主要包括管道打水、灰漿推水、矸石漿推灰漿及水流洗管等過程。管道打水主要是檢驗確認(rèn)管道是否暢通、設(shè)備是否完好、系統(tǒng)是否正常；灰漿推水與矸石漿推灰漿主要是排除管內(nèi)清水、保持灰漿進(jìn)面的過程；水流洗管主要是完成充填任務(wù)、保持管路暢通的過程。

不同的洗管方式對充填管路暢通情況、充填體充填效果及充填操作過程安全程度起到至關(guān)重要的作用。

1 分次洗管裝置及方式

分次洗管裝置主要由地面充填泵、充填管路、儲料池及井下充填泵等部分組成。洗管時，地面充填泵首先啟動運行，先把一級泵送管路內(nèi)的殘余骨料沖冼至一級管路末端儲料池，殘余骨料再由人工清理運輸至地面，然后再啟動運行二級充填泵對二級泵送管路進(jìn)行沖冼，殘余骨料沖洗至充填區(qū)域，完成兩級管路的沖洗。

分次洗管方式因涉及充填泵的運轉(zhuǎn)，具有以下缺點：一是延長設(shè)備運行時間，加大設(shè)備磨損；二是造成水源和電的浪費，增加生產(chǎn)成本；三是加大工人勞動強度，延長工作時間；四是因殘余骨料儲料池而增大工作場所的占用空間；五是加壓泵送沖洗有時會造成沖洗管路不徹底，引起管路堵塞。

2 一次性洗管裝置及方式

為減少設(shè)備磨損和能源消耗，避免管路堵塞，降低工人勞動強度，減少安全風(fēng)險和隱患，提高礦井安全程度，我們組織工程技術(shù)人員對洗管方式進(jìn)行了反復(fù)研究，發(fā)明了一次性洗管連接裝置，實現(xiàn)了一次性沖洗管路的目的。

一次性洗管連接裝置主要由入口兩位三通閥、連接管路及出口兩位三通閥等部分組成。

該裝置并入到原充填膏體接力泵送系統(tǒng)中的二級泵送管路的入口端和出口端，洗管時通過兩位三通閥動作,閥芯洗管孔與連接管路對接,水流由一級泵送管路經(jīng)連接裝置直接進(jìn)入二級泵送管路，一次性洗管至工作面。實現(xiàn)了一二級泵送管路的連續(xù)沖洗。配備該裝置后，不再需要一二級充填泵運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)節(jié)能降耗，同時一次性把管路中的殘余骨料沖冼干凈，并排放至充填區(qū)域，提高了充填材料的利用率，減少了管路堵塞情況的發(fā)生。充填膏體接力泵送一次性洗管連接裝置如圖1所示。

圖1 充填膏體接力泵送系統(tǒng)一次性洗管連接裝置

3 一次性洗管連接裝置的應(yīng)用效果

一次性洗管連接裝置自發(fā)明以來，應(yīng)用于我礦充填膏體接力泵送系統(tǒng)的管路沖洗，取得了良好的效果。一次性洗管方式與分次洗管方式相比，具有以下方面的優(yōu)勢。（1）減少設(shè)備運行時間，降低設(shè)備磨損，延長設(shè)備使用壽命；（2）實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本；（3）減少工人工作時間，降低工人勞動強度，提高工作效率；（4）減少儲料倉的設(shè)計環(huán)節(jié)和設(shè)備占用空間，改善工作環(huán)境；（5）管路沖洗更加徹底，減少管路堵塞事故；（6）降低了因運行設(shè)備帶來的安全風(fēng)險和隱患，提高了礦井安全程度。