板框式壓濾機(jī)在煤礦清挖水倉(cāng)中的應(yīng)用

高寶安 王文娟 牛允剛

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277319）

1 工程概況

棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司采用立井開(kāi)拓，礦井設(shè)有4個(gè)水倉(cāng)。一水平水倉(cāng)總?cè)莘e1469m3，輔助水平水倉(cāng)總?cè)莘e為1750m3，22采區(qū)水倉(cāng)總?cè)莘e為674m3，北翼采區(qū)水倉(cāng)總?cè)莘e為870m3。在生產(chǎn)過(guò)程中，水中含有煤巖顆粒等雜物，流到各水平水倉(cāng)，在水倉(cāng)底部沉積，形成煤泥。時(shí)間久了，水倉(cāng)有效容積減少，當(dāng)水倉(cāng)淤泥溢過(guò)配水井門檻，進(jìn)入水泵吸水管無(wú)底閥，會(huì)增加水泵磨損。礦井各種污水流到一水平水倉(cāng)后，會(huì)慢慢地沉淀、蠕動(dòng)，水倉(cāng)入口段30m范圍內(nèi)沉淀的大部分是煤巖顆粒；30～50m范圍內(nèi)沉淀的大部分是煤巖粉，較松散；50m范圍外基本處于一種渾濁液或蛋清漿，清理比較困難?；谒畟}(cāng)的特殊環(huán)境，無(wú)法安排多人同時(shí)作業(yè)，一直以來(lái)水倉(cāng)清淤都利用人力清挖。挖出的淤泥呈流態(tài)或半流態(tài)，每輛礦車只能裝總量的50%，需要大量礦車頻繁運(yùn)輸。如圖1所示。

圖1 水平水倉(cāng)

2 板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）板框壓濾機(jī)由支架、橫梁、油缸、液壓站、止推板、壓緊板、濾板和濾框等主要部件組成。板框壓濾機(jī)是通過(guò)交替排列的濾板和濾框構(gòu)成濾室，濾板的表面有溝槽，其凸出部分用以支撐濾布，濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的內(nèi)部通道，能通懸浮液、淤泥、洗滌水等液體，板、框兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板框，板、框之間的濾布起密封墊片的作用。板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)

（2）由污水污物潛水泵將淤泥壓入濾室，淤泥流進(jìn)壓濾機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)濾布分離，將固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過(guò)濾泥餅，而濾液則經(jīng)過(guò)濾布滲透，成為不含固體的清液溢出。隨著淤泥不斷流進(jìn)壓濾機(jī)，泥餅厚度逐漸增加，清液流出越來(lái)越少，可將污水污物潛水泵停止，隨后打開(kāi)壓濾機(jī)卸掉泥餅，清理濾布，重新壓緊板框，開(kāi)始新一工作循環(huán)。

（3）板框式壓濾機(jī)適用于各種懸浮液的固液分離或近于不可壓縮的懸浮液，是一種間歇式過(guò)濾設(shè)備。板框式壓濾機(jī)適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下，操作壓力一般為0.3～1.6MPa，特殊的可達(dá)3MPa以上，過(guò)濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。

（4）板框式壓濾機(jī)是依靠壓緊裝置將濾板壓緊，再將懸浮液用泵壓入濾室，通過(guò)濾布來(lái)將固體顆粒和液體顆粒分離。

（5）在60%～85%的水中壓濾出40%～15%的泥餅，且泥餅含水率低于12%。

3 設(shè)施改造過(guò)程及壓濾機(jī)安裝

（1）地面污水處理廠濃縮池污泥經(jīng)壓濾機(jī)處理后，能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。結(jié)合壓濾機(jī)與井下水倉(cāng)傳統(tǒng)清挖方式，通過(guò)更換壓濾機(jī)液壓油箱、電機(jī)和電磁閥，滿足了井下及地面的使用條件。

（2）原XMY50/800-U型板框式壓濾機(jī)液壓站、電氣控制與支撐油缸架一體式布置，為方便操作，將液壓站、電氣控制部分與支撐架分離。

（3）利用井下退役的軌道施工道岔液壓站，660V/1.5kW電機(jī)，Φ14mm高壓油管及手動(dòng)換向閥，QJZ-30/660(380)型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空磁力起動(dòng)器，XMY50/800-U板框式壓濾機(jī)，7.5kW、揚(yáng)程40m、流量20m3污水污物潛水泵，Φ50mm高壓膠管，組成水倉(cāng)清挖裝備。XMY50/800-U板框式壓濾機(jī)安裝在內(nèi)環(huán)與外環(huán)水倉(cāng)三岔口平巷處，其他水倉(cāng)安裝位置基本相同，不再敘述。

（4）使用壓濾機(jī)清挖水倉(cāng)工藝流程：

① 啟動(dòng)液壓站油泵→操縱手動(dòng)換向閥→油缸推動(dòng)板框壓緊→達(dá)到最大值→手動(dòng)換向閥回到零位→停止液壓站油泵；

② 水倉(cāng)淤泥→抽排設(shè)備→壓濾脫水→泥餅→礦車運(yùn)輸，濾液水排至另一水倉(cāng)。

4 改造前與改造后效果比較

（1）推進(jìn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”科技強(qiáng)安工程。

（2）改造前每天清挖水倉(cāng)需用21人，清挖淤泥為74.88m3；改造后每天需用9人，抽排淤泥480m3。改造后人數(shù)占改造前的42%，工作效率提高了6倍以上。

（3）改造前每天清挖水倉(cāng)需用144輛礦車，改造后每天需用18輛礦車，礦車的使用數(shù)量減少到原來(lái)的1/8，節(jié)約礦車綜合費(fèi)用87696元，大大降低了生產(chǎn)成本。

（4）改造前4個(gè)水平水倉(cāng)清挖需用55d，人工工資115500元；改造后4個(gè)水平水倉(cāng)清挖需用34d，人工工資30600元。工期提前21d，節(jié)約人工工資84900元。

（5）板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作容易，穩(wěn)定，脫水清澈，固體回收率高。

（6）提高了礦車?yán)寐?，改善了作業(yè)人員工作環(huán)境，大大減少了提升運(yùn)輸、地面礦車翻卡頻次，避免了對(duì)巷道環(huán)境的污染。

（7）消除了礦車斜巷提升脫鉤或運(yùn)輸中斷繩跑車帶來(lái)的安全隱患，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

板框式壓濾機(jī)通過(guò)在井下水倉(cāng)清挖工作，有效完成水倉(cāng)清淤，給企業(yè)帶來(lái)了效益，減少礦車運(yùn)輸，降低了生產(chǎn)成本。