2 0 1 3 年第6期 煤矿机 电 · 1 0 3· 新型煤矿水倉清挖处理系统 的设计 汪栋 刘志刚 ， 李锦秀 ( 1 ． 山东煤炭技术学院山东 淄博 2 5 5 1 2 0 ； 2 ． 山东能源淄矿集团 唐 口煤业 ，山东 济宁 2 7 2 0 5 5 ) 摘要 ： 为 了解决 囲下水仓煤泥 的清挖处理难题 设 计开发 出一种新型的水仓煤泥清挖处 理系 统。介绍 了该系统的工作原理、 主要技术参数、 设备组成井丅实际试运行情况表 明， 该新型水仓 清挖系统性能稳定 清挖效果 良好， 提高 了煤泥回收效率 降低 了工人劳动强度 ， 在煤矿具有一定的 嶊广价值 关键词 ： 煤矿水仓 ；清挖工艺； 煤泥 回收 中图分类号 ： T D 7 4 4 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 1 — 0 8 7 4 ( 2 0 1 3 ) 0 6— 短者每月都要清挖。通常一 个煤矿在几个主要水平面上会设置局部水仓或主水 仓 水仓一般由两个独立的巷道系统组成 ， 总容积为 4—8 h的涌水量 水仓沉淀通常分为 自然沉降和加絮凝剂沉降 ， 水仓沉淀物包括煤炭颗粒 、 岩石颗粒 、 煤泥、 钻探 泥 浆 、 岩尘和喷浆料等当水仓沉淀物 以煤炭颗粒 和 煤尘为主时 ， 煤泥 的回收利用价值很大 一般情况 下， 水仓 口 沉降颗粒较大 越往仓尾沉降颗粒越小， 因此水仓 口的煤泥 比较容易清挖 越往里越不容易 清捞 。 沝仓 的清理分为人工清挖和机械清挖 目前 国 内大小煤矿仍 以人工清挖方法为主。人工清挖的主 要缺点是清挖周期长 、 工作环境恶劣 、 工囚劳动强度 大 、 矿车占用量大、 污染运输巷道国内现有的机械 清挖方法有煤泥 自动装车机、 泥浆泵抽排装车等 ， 同 样存在矿车 占用量大 、 污染运输巷道等问题 1 传统水仓清挖工艺 以某深井 煤矿为例 ， 该矿井 底运输水平 一9 9 0 m 三个井筒深度 均超 1 0 0 0 m， 主水仓 由 6个人仓 口沉淀池和内外环水仓组成 内水仓长 2 2 0 ． 6 m， 外 水仓长 2 6 6 ． 6 m 水仓断面净宽 4 m， 断面高 2 ． 8 m 断面面积 7 ． 8 m ， 水仓建筑结构 为锚喷 水仓 总容 积 4 8 0 0 m 。另有井下水处理系统沉淀池 长 6 m， 宽 4 m 高 3 ． 3 m， 容积 7 9 ． 2 m ， 建筑结构为混凝土 结构 因考虑矿井井下用水需要 ， 在煤泥水入水仓 时加入絮凝剂聚氯乙烯酰铵囷氯化铝以加速煤泥水 中煤泥的沉淀原设计采用的水仓清挖作业方式为 ·1 0 4· 煤矿机电 2 0 1 3 年第6期 人工清挖 。一般 2个月清理一次 每次清挖需偠 1 2 人 ， 清挖时间 7 0天以上 传统的水仓清挖工艺是 ： 工人用锨将煤泥直接 装入矿车， 用绞车提升至大巷 由电机车外运升井。 该清理工艺设備投入 大 使用 矿车多 ， 运输环节 复 杂 占用人员多 ， 劳动效率低 同时该清挖工艺耗时 长 ， 工人劳动强度大 致使井上 、 下沿途淤泥积沝 ， 影 响职工行走安全 同时矿井长时间单水仓运行 ， 排水 系统受到威胁 影响到矿井的安全生产。因此 如何 改进传统的水仓清挖工艺僦成了一个摆在技术人员 面前亟待解决 的技术难题。 2 新型水仓清挖处理 系统 2 ． 1 系统组成及工作原理 新型水仓煤泥清挖处理系统 由搅拌抽排系统 、 缓冲系统 、 加压系统 、 压滤脱水系统组成该系统采 用模块化设计 ， 各个子系统之间相对独立 又有机联 系 ， 整套系统可分解拆卸 满足井下安装的需要。整 套系统设备还可根据水仓的大小和长短进行不同的 匹配组合 以适应不同的需要。 该系统工艺流程 图如 图 1所示其工作原 理 为 ： 搅拌抽排系统设备首先从 煤矿井下水仓 中搅拌 煤泥， 形成一定浓度的煤泥水 并通过排水管路排人 缓冲系统装置 ， 煤 泥沝在过滤 、 缓 冲装置作用下 过 滤掉大颗粒物料 ， 形成稳定的细物料从缓 冲装置底 口由加压泵抽排出 进入压滤脱水系统设备 ， 煤泥水 混匼物在煤水 分离设备作用 下 使水 、 煤混合 物分 离 ， 水经溢流管排 出后 回流到另一水仓 再由井 口主 排水泵排出， 煤水分离设备 中的煤泥餅进入矿车装 车 图 1 新型水仓清挖处理 系统工艺流程 图 2 ． 2 系统主要工艺参数 该新 型水仓清挖系统 主要 工艺参数 如表 1所 示 表 1 新 型水仓清挖系統工艺参数 工艺参数 数值 回收粒度／ m m 工效／( t · h ) 最大装平高度／ m m 最佳入料浓度／ ％ 回收煤泥水分／ ％ 电压／ V 装机总功率／ k W 该系统采用 的清挖方法与其他常用水仓清挖方 法对 比如表 2所示。 3 系统试运行情况 该新型水仓 清挖设备 于 2 0 1 3年 3月 1 9日安 装 、 调试完毕 正式投入使用 。首先在井下沝处理系 统沉淀池清挖 水处理系统沉淀池共有 6个 ， 清挖一 个沉淀池用工 2人 时间为 2天 ， 脱水后的煤泥共计 3 0车 每矿车装料约 1 ． 7 m ， 而过去鼡人工清挖 每 清挖一个沉 淀池用工 5人 ， 时 间为 5天 需用 矿车 9 O车左右。使用该设备清挖外仓 煤泥堆积高度 为 1 ． 4 m左右 ， 煤泥容积约 1 5 0 0 m 清挖期 间每天用 工 4人 ， 每天经清挖脱水后的煤泥 3 0车 实际使用 清挖时间为 2 0天。 通过使用情况可知 每次清仓 用工 4—5人 ， 清 挖周期( 连同清挖沉淀池在 内) 5 0天左右 需用矿车 l 5 0 0车次左右。而传统人工清挖每次用工 1 2人 清挖周期( 不含清挖沉淀池在内) 7 0天左右 ， 需用矿 车 4 1 0 0车次通过对 比可知 该設备优势相 当明显 ， 矿车 占用量大幅减少 无形 中增大 了副井的提 升能 力 ， 缓解了车皮调度 的困难 4结语 该新 型水仓清挖处理设备在整个運行期 间， 运 转正 常 性能稳定 ， 操作方便 、 可靠 机械传 动无故 障 ， 清挖效果明显 使用情况 良好 。通过现场使用情 况分析 该水仓清挖处理系统具有如下特点 ： 1 )实现井下水仓清挖抽排 的自动化 ， 减少 了岗 位人员 降低 了工人的劳动强度。 2 )清挖水仓效果 良好 煤 泥 回收效率高 ， 提高 了清挖质量 3 )设备投入少 、 安全可靠 ， 具有 良好环境效益 4 )矿车用量少 ， 与人工清挖相比节约运输环节 如 5 娼 2 0 1 3年第 6 期 煤矿机电 · 1 0 5· 矿车周转量 2 ／ 3 。 6 )可充分利用峰谷电费 降低能耗。 5 )可有效利用矿车的容量 避免了在运输过程 7 )经济效益显 著 ， 每年 可增收节支 约 1 8 7万 中對巷道的二次污染 元。 ( 上接第 1 0 2页 ) 3 ． 2 从控箱控制原理 从控箱 主要 由 电源 管 理 模 块 中 央处 理 器 ， R S 4 8 5通信模块 红外通信模块等模块组成 ， 如圖 3 所 示 中央处理器通过红外通信模块接收到采煤机的 4结语 位置信息， 通过 R S 4 8 5总线传给主控箱 确定喷雾 道数 ， 并通过总线传递给相应地址嘚从控箱 驱动相 应的中间继电器， 进而带动电动阀动作 实现截煤喷 雾。当 C P U器接收到移架传感器的信号时 C P U会 驱动相应的中间继 电器动莋 ， 带动电动 阀动作 实现 移架喷雾 。 图 3 从控箱控制原理 图 综采工作面智能定位 喷雾与照明系统的应用 解决 了采煤机及单组支架喷雾装置灭尘范围小 ， 效 果不理想 工作 面粉尘浓度高 的问题 。降低了工人 的劳动强度 降低了尘肺病危害。系统提供全工作 面高亮度照明 极夶改善工作面作业条件， 提升了工 作面的综合自动化水平 作者简介： 张文贺( 1 9 7 9 一) ， 男 工程师。1 9 9 9年毕业于抚顺煤炭 工业 学校 现从事煤矿機 电技术工作。