煤礦水倉自動清挖系統(tǒng)設(shè)計探析

李崗

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

【關(guān)鍵詞】 煤礦 水倉 自動清挖系統(tǒng) 設(shè)計

眾所周知，水是煤礦的五大自然災(zāi)害之一，為了保證煤礦的安全生產(chǎn)，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(huán)節(jié)。正常生產(chǎn)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(jié)合水泵的聯(lián)合試運行，來確保礦井的防汛和抗洪的能力。傳統(tǒng)的水倉清挖是人工進行的，這樣就在很大程度上受到現(xiàn)場條件的限制，而且人工清挖時勞動量大、作業(yè)環(huán)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(yè)環(huán)境，很多礦井引用了先進的自動化排水系統(tǒng)，這樣就極大的提高了礦井的排水效率和安全系數(shù)，為礦井的發(fā)展節(jié)約了大量的人力物力。為保證煤礦井下的生產(chǎn)工作正常進行，《煤礦安全規(guī)程》中的一條細則規(guī)定，應(yīng)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(jù)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(tǒng)，采用了先進機電清挖設(shè)備系統(tǒng)。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(tǒng)設(shè)計與應(yīng)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(huán)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(qū)具有水量大等特點，因此，該采區(qū)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(chǎn)工作造成不利影響。為此，本礦結(jié)合礦井水倉實際，設(shè)計了一套水倉自動清挖系統(tǒng)，從而實現(xiàn)水倉自動清挖，則可以解決這些弊端，并能帶來一定的經(jīng)濟意義。

2 煤礦水倉清挖系統(tǒng)機電設(shè)備組成

組成這一系統(tǒng)的機電設(shè)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(tǒng)；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(xiàn)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(xiàn)了高度自動化，大大提高了清挖效率，滿足應(yīng)用要求。

3 自動清挖系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)采用雙螺旋高效集泥、分段運輸方式，可實現(xiàn)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(gòu)，可整機下井，自行調(diào)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(jié)構(gòu)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(qū)動，通過操作手柄可實現(xiàn)機體的前進、后退和左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)。所有的動力均采用液壓馬達帶動，噪聲小，運行平穩(wěn)。

4 系統(tǒng)機電設(shè)備設(shè)計參數(shù)

為獲得一套高性能水倉自動清挖系統(tǒng)，各機電設(shè)備設(shè)計參數(shù)的確定要以該礦說倉工作實際為依據(jù)，其相關(guān)設(shè)備參數(shù)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(shù)和社會經(jīng)濟效益

該礦設(shè)計了一套符合自身實際的水倉自動清挖系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于本礦水倉中，經(jīng)分析，該自動系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用實現(xiàn)了良好的技術(shù)和社會經(jīng)濟效益：第一，減少工人數(shù)量，縮短清理周期；第二，節(jié)約煤炭資源。這一自動清挖系統(tǒng)的應(yīng)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(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益；第三，機械化程度提高。這一系統(tǒng)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(yè)水平；第四，安全可靠性好。這一系統(tǒng)的使用可以使得工作人員減少勞動量，避免直接作業(yè)，大大改善了勞動環(huán)境，提高了作業(yè)的安全性。

6 結(jié)語

總之，水倉自動清挖系統(tǒng)設(shè)計在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)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(tǒng)的成功設(shè)計與應(yīng)用對國內(nèi)礦井這一領(lǐng)域的發(fā)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(chǎn)。

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