清倉(cāng)機(jī)與壓濾機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)在高河煤礦的應(yīng)用

石 強(qiáng)

1 工程概述

煤礦采區(qū)水倉(cāng)的清淤工作是煤礦防治水的重要環(huán)節(jié)，人工清理淤泥工作繁重,費(fèi)時(shí)費(fèi)力一直困擾著清淤作業(yè)人員。尤其是隨著煤礦大型機(jī)械設(shè)備的推廣應(yīng)用（如大型綜采設(shè)備、高效履帶式鉆機(jī)的使用）造成煤泥量越來(lái)越大,煤泥在水倉(cāng)中沉積速度加快，使本礦南輔3#、4#水倉(cāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)空倉(cāng)容量應(yīng)當(dāng)經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上的規(guī)程要求。

南輔3#、4#水倉(cāng)原安排公司探放水隊(duì)利用人工進(jìn)行清挖，當(dāng)一個(gè)水倉(cāng)清理時(shí)，另一個(gè)水倉(cāng)能夠正常使用。下面以南輔3#水倉(cāng)為例進(jìn)行淺析，該水倉(cāng)容積1298 m3左右，水倉(cāng)長(zhǎng)度為：72.8 m左右，斷面8 m2左右，原水倉(cāng)的清挖模式為人工清挖，具體方式為：在水倉(cāng)用編織袋把煤泥裝袋控水后，用膠輪車進(jìn)行裝車，后拉至西輔臟雜煤硐室，按每班6人，每袋容積0.04 m3，每人每班80袋，3個(gè)班同時(shí)生產(chǎn)計(jì)算（0.04 m3×80×6×3=57 m3），裝完水倉(cāng)煤泥需要1298 m3÷57 m3=22天，按每班6人，每班裝運(yùn)12 m3×3車×2班=72 m3，該煤泥倒運(yùn)至西輔臟雜煤硐室需要時(shí)間為1298 m3÷72 m3=18天，清倉(cāng)總時(shí)間為22天+18天=40天，再加上車協(xié)調(diào)困難等外界因素，最終清倉(cāng)時(shí)間為兩個(gè)月左右，該方式效率低下、費(fèi)工費(fèi)力。

針對(duì)公司排水含泥沙量大、清挖周期長(zhǎng)的現(xiàn)狀,地測(cè)部、機(jī)電部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)研究協(xié)調(diào)，利用南輔水倉(cāng)靠近南膠皮帶的優(yōu)勢(shì)，引入了MQC-45型清倉(cāng)機(jī)和MSYZ-900型壓濾機(jī)設(shè)備，設(shè)計(jì)了一套優(yōu)良的稀釋、攪拌、抽淤、排淤、過(guò)濾、壓濾的運(yùn)行方案。將人工清淤的工期由兩個(gè)月縮短為20天左右，大大提高了清倉(cāng)工作效率，省略了裝、轉(zhuǎn)、運(yùn)、提、卸等繁瑣的環(huán)節(jié)，節(jié)省了大量的勞動(dòng)成本，降低了水倉(cāng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，確保了礦井主排水的安全。

2 MQC-45型清倉(cāng)機(jī)主要技術(shù)特征

清倉(cāng)機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、挖裝機(jī)構(gòu)、泵送機(jī)構(gòu)、油配管總成、電氣系統(tǒng)、動(dòng)力總成等組成。

（1）行走機(jī)構(gòu)，清倉(cāng)機(jī)主要靠行走機(jī)構(gòu)來(lái)牽引運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也是聯(lián)接及支承整個(gè)機(jī)器的核心部件。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 行走機(jī)構(gòu)

（2）挖裝機(jī)構(gòu)，通過(guò)螺旋集泥結(jié)構(gòu)進(jìn)行煤泥裝挖，經(jīng)鏈輪傳動(dòng)裝置進(jìn)行煤泥輸送工作，該裝挖機(jī)構(gòu)對(duì)于粘性相對(duì)較大的煤泥及松散物料均具有很好的適應(yīng)性，通過(guò)可以升降的懸臂結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大集泥的范圍，提高工作效率。裝挖機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 挖裝機(jī)構(gòu)

（3）泵送機(jī)構(gòu)為清倉(cāng)機(jī)運(yùn)送物料的主要機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 泵送機(jī)構(gòu)

（4）清倉(cāng)機(jī)存在的問(wèn)題

① 清倉(cāng)機(jī)清理速度快，但排出的煤泥含水量較大，而南膠主皮帶上后方掘進(jìn)隊(duì)出煤量無(wú)法滿足水倉(cāng)煤泥的混合干燥及有效覆蓋，只能在南膠皮帶前方綜采隊(duì)工作面出煤時(shí)才能正常生產(chǎn)，而綜采隊(duì)經(jīng)常會(huì)因各種原因不能連續(xù)出煤，造成我隊(duì)組無(wú)法正常生產(chǎn)，出現(xiàn)窩工現(xiàn)象，因此該設(shè)備受綜采隊(duì)生產(chǎn)制約較為明顯；

② 油溫上升較快，開(kāi)機(jī)半小時(shí)達(dá)到40℃，3 h可達(dá)到60℃以上，工作3 h必須停1 h降溫，否則，因油溫高導(dǎo)致橡膠密封圈燒毀；

③ 清倉(cāng)機(jī)有8個(gè)注油點(diǎn)，需要每班進(jìn)行加注000#鋰基脂。清倉(cāng)機(jī)刮板需要每天緊固，否則會(huì)出現(xiàn)螺絲脫落等現(xiàn)象，履帶張緊裝置時(shí)常松脫，也需要每周緊固一次。

3 MSYZ-900型壓濾機(jī)的主要技術(shù)特征

MSYZ-900型壓濾機(jī)是一種雙向作用的固液分離設(shè)備，通常用于清挖和處理井下水倉(cāng)煤泥，該機(jī)器具有較高的工作效率，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化開(kāi)挖，因而廣泛應(yīng)用于煤礦井下各類水倉(cāng)及洗煤廠需進(jìn)行煤泥清挖的場(chǎng)所，壓濾機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 壓濾機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）壓濾機(jī)主要由壓濾機(jī)主體、壓濾泵、液壓泵站三部分構(gòu)成。壓濾機(jī)主體負(fù)責(zé)煤泥水的固液分離，并將過(guò)濾完成的煤餅送出。其工作原理：當(dāng)壓濾機(jī)當(dāng)做雙作用安裝布置時(shí)：當(dāng)緩沖攪拌罐里的煤泥水達(dá)到標(biāo)定高度的時(shí)候，分別啟動(dòng)液壓泵站、皮帶輸送機(jī)。假設(shè)此時(shí)是B向壓濾，A向卸料。液壓缸驅(qū)動(dòng)移動(dòng)壓板壓向B端，壓緊濾板，進(jìn)料蝶閥B通A閉。壓濾泵將混合好的煤泥水通過(guò)管道壓入B段濾室，濾布將煤泥水濾出，固體物壓縮成濾餅，實(shí)現(xiàn)煤泥的固液分離。在B段壓濾的同時(shí)，拉板小車從B端啟動(dòng)，操作卸料換向閥，將A段濾板逐一拉開(kāi)（此時(shí)A濾室里面已經(jīng)有了上個(gè)工作流程里產(chǎn)生的煤泥餅），煤泥餅從拉開(kāi)的濾板間掉落到輸送帶上，通過(guò)皮帶延伸架裝入礦車或皮帶機(jī)。下一個(gè)工作循環(huán)為A向壓濾、B向卸料。A、B兩壓濾區(qū)輪流工作，煤泥連續(xù)卸料，壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。壓濾泵負(fù)責(zé)將煤泥水給以持續(xù)穩(wěn)定的壓力（本系統(tǒng)為0.6 MPa）壓入壓濾機(jī)主體實(shí)現(xiàn)固液分離。液壓泵站為壓濾機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)提供控制和動(dòng)力液壓油。

（2）使用壓濾機(jī)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

① 由于壓濾機(jī)采用橡膠輪胎進(jìn)行移動(dòng)，因而在泥潭中移動(dòng)不靈活，僅對(duì)于斷面較大的巷道和水倉(cāng)有較好的適應(yīng)性。

② 煤泥清挖泵吸入大顆粒硬質(zhì)東西，容易損壞泥漿泵和壓濾泵內(nèi)轉(zhuǎn)子和定子，定轉(zhuǎn)子堵塞處理困難。為此在機(jī)電部領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)了專門的過(guò)濾漏斗裝置。

③ 當(dāng)水倉(cāng)煤泥含水量低較干燥時(shí)，造成泥漿泵無(wú)法正常從水倉(cāng)中吸取煤泥，需要提前加水并把煤泥提前攪勻后吸入泥漿泵。

4 壓濾機(jī)與清倉(cāng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)方案

綜上所述不難發(fā)現(xiàn)，MQC-45型清倉(cāng)機(jī)雖然清倉(cāng)速度快，但因管路中排出的泥煤較稀，看護(hù)不當(dāng)容易出現(xiàn)水煤上皮帶的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)礦井安全生產(chǎn)造成事故隱患，壓濾機(jī)的工作性質(zhì)可以彌補(bǔ)這末節(jié)管理問(wèn)題。而清倉(cāng)機(jī)可以攪拌煤泥、行動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)又可有效的保證壓濾機(jī)泥漿泵抽煤泥不受煤泥含水量影響，并且能避免因涌倉(cāng)造成的人員傷亡事故。

因此，在機(jī)電部部長(zhǎng)及地測(cè)部各領(lǐng)導(dǎo)的牽頭下，結(jié)合施工隊(duì)組一個(gè)月來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)得出一套值得推廣的清倉(cāng)機(jī)和壓濾機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的方案。

利用清倉(cāng)機(jī)代替壓濾機(jī)原電機(jī)驅(qū)動(dòng)橡膠輪及泥漿泵抽煤泥裝置，實(shí)現(xiàn)清倉(cāng)機(jī)和壓濾機(jī)的管路對(duì)接，根據(jù)壓濾機(jī)每7分鐘能完成一次循環(huán)，把清倉(cāng)機(jī)的泵送系統(tǒng)有效功率調(diào)節(jié)為中檔，最終達(dá)到兩設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行。該項(xiàng)革新的優(yōu)點(diǎn)：

（1）既能避免清倉(cāng)機(jī)在清倉(cāng)過(guò)程中受綜采隊(duì)出煤的影響造成生產(chǎn)中斷，又能保證避免壓濾機(jī)使用過(guò)程中因煤泥固化程度過(guò)高造成浪費(fèi)人力物力專門對(duì)煤泥進(jìn)行提前處理。

（2）清倉(cāng)機(jī)的泵送系統(tǒng)上有一個(gè)孔徑較大的過(guò)濾裝置，可提前對(duì)較大的石塊進(jìn)行過(guò)濾，后又在清倉(cāng)機(jī)與壓濾機(jī)之間增加一個(gè)內(nèi)徑7 mm孔徑的漏斗裝置 （當(dāng)濾渣過(guò)多時(shí)可實(shí)現(xiàn)人工提前清理），兩道分級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)可有效的避免內(nèi)徑過(guò)大的顆粒損壞泥漿泵內(nèi)轉(zhuǎn)子和定子，延長(zhǎng)了壓濾機(jī)泥漿泵的壽命。

（3）兩設(shè)備共同使用可以實(shí)現(xiàn)在皮帶上沒(méi)有煤的情況下，正常清倉(cāng)連續(xù)作業(yè)的目的，大大降低了清倉(cāng)工作受外界因素的干擾，提高了設(shè)備的可操作性。

（4）因清倉(cāng)機(jī)的靈活、可靠性，避免了在清倉(cāng)過(guò)程中因涌倉(cāng)造成的埋人事故和設(shè)備損壞的事故，增強(qiáng)了清倉(cāng)工作的安全可靠性。

5 聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)方案經(jīng)濟(jì)效益分析

1）該模式的運(yùn)行節(jié)省了大量的人力物力，提高了清倉(cāng)工作效率，省略了裝、轉(zhuǎn)、運(yùn)、提、卸等繁瑣的環(huán)節(jié)，節(jié)省了大量的勞動(dòng)成本；南輔3#水倉(cāng)用時(shí)20天清理完畢，期間基本沒(méi)有因外界因素造成停產(chǎn)或中斷，比原來(lái)的人工清挖節(jié)約40天左右，按每人每班200元，每天3×6=18人計(jì)算，清理一次水倉(cāng)節(jié)省費(fèi)用200×40×18=144000元，再計(jì)算上運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用后，經(jīng)濟(jì)效益可見(jiàn)明顯。

2）因由人工清理改為設(shè)備清挖，除司機(jī)外其余人員實(shí)現(xiàn)了與煤泥遠(yuǎn)距離分離的目的，大大降低了由于涌倉(cāng)造成的人員受傷事故，保證了人員的安全。因兩設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了外界因素的影響，清倉(cāng)速度明顯加快，增加了水倉(cāng)倒換的頻率，降低了水倉(cāng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，確保了采區(qū)排水的安全。

3）該模式的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了煤、水的分離，更使煤泥的運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，既降低了因運(yùn)送煤泥造成的井下輔助運(yùn)輸壓力，又避免了因煤泥運(yùn)輸對(duì)井下大巷的污染和地面環(huán)境的破壞，最終為公司煤礦類《國(guó)家一級(jí)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化礦井》的動(dòng)態(tài)達(dá)標(biāo)提供了有力的保障。

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