矿井水仓高效清挖技术在郭屯煤矿的应用
卢圣强 朱兴民 李大男
(1 山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿,274700)
(2 徐州天科机械制造有限公司,221000)
水仓 |
断面 |
仓长度 |
仓体容量(m3))< p> |
水仓煤泥量 | ||||
支护 |
净宽 |
墙高 |
净高 |
净面积 | ||||
内仓 |
半圆拱碹 |
4.0 |
1.1 |
3.3 |
10.28 |
320.00 |
3290 |
2542 |
外仓 |
半圆拱碹 |
4.0 |
1.1 |
3.3 |
10.28 |
400.00 |
4112 |
3475 |
合计 |
|
|
|
|
7402 |
6017 |
设备名称 |
型 号 |
序 号 |
参 数 |
单 位 |
规 格 |
脱水设备 |
MSYZ |
1 |
处理量(干物料) |
t/h |
5-8 |
2 |
入料浓度 |
% |
≥45 | ||
3 |
出料水份 |
% |
28-34 | ||
4 |
功 率 |
kW |
11+4 | ||
5 |
回收颗粒 |
mm |
0.02-10 | ||
自行式搅拌车 |
MQ-2 |
1 |
装机功率 |
kW |
4+4 |
煤矿用泥浆泵 |
NB15 |
1 |
转 速 |
r/min |
375 |
2 |
流 量 |
m3/h |
15 | ||
3 |
扬 程 |
m |
60/120 | ||
煤泥粗分机 |
ZMC |
1 |
容 积 |
m3 |
1.5 |
2 |
转 速 |
r/min |
158 | ||
3 |
装机功率 |
kW |
2×1.1+4 | ||
高效连续装车机 |
MZ-Ⅰ |
1 |
装机功率 |
kW |
11 |
3.清仓工艺系统的设计
3.1根据水仓前端煤泥颗粒大、脱水性好的特点,我们主要采用快速装车机进行清挖,直接装车,这样大大的提高了清挖效率,降低工人劳动强度,安全系数提高,实现了仓口煤泥的快速清挖,为仓内中后段煤泥的快速清挖打下一个基础。
3.2 中后段煤泥清挖
3.2.1 搅拌、输送
水仓清理周期为1个月,煤泥在水仓中逐层沉淀后,已形成较为密实的沉积体,使用水仓清挖设备前端配备的螺旋式煤泥搅拌车,把沉积的煤泥搅拌起来,并通过螺旋收料装置把含煤泥30%-50%到煤泥水收集到泵的吸口处,供煤泥清挖专用泵抽排,泵有一定的吸程而且扬程高、抽排浓度大、很适宜抽排这样的煤泥水,提高了抽排效率,为实现高效脱水处理打下了基础,抽排时吸水口加笼头过滤,以篦掉较大颗粒及杂物。
3.2.2 粗分,缓冲搅拌
高浓度的煤泥水通过煤泥清挖专用泵输送到粗分机机内,大颗粒通过高频振动筛筛分到皮带上,煤泥水落到缓冲罐体内,很快煤泥沉积到罐体底部,在通过搅拌功能把沉积的煤泥水搅拌均匀,供压滤泵输送到双工作区压滤机内脱水。
水仓中后段煤泥清挖工艺流程图
3.2.3 二级抽排
经过搅匀的煤泥浆用煤泥清挖专用泵输送到脱水设备,泵的进出口用软管连接,利于管道堵塞的处理;泵的动力用液压马达,具有过载保护能力。
3.2.4 脱水、装车
该清仓工艺系统主要设备是由徐州市天科机械制造有限公司生产。其核心设备是压滤脱水设备,由液压站、皮带输送机、固定压板、移动压板、滤板、油缸等组成。
脱水设备的工作原理是:压滤机工作时,操纵液压系统使压力油充入液压缸体,并推动活塞及中间板向前移动,将多片滤板压紧在端板和中间板之间,这时由相邻滤板构成的许多中空滤室被密封,压滤泵将煤泥浆从固定板的给料管送入压滤机,当所有中空滤室充满液浆后,压滤过程开始,煤泥浆借助于压滤泵产生的压力进行固液分离。固体颗粒留在滤室内,滤液经滤布、过滤网沿滤板上的泄水沟槽流出,压滤过程所需时间以煤泥性状和工艺操作条件而定,当达到一定的压力后,进行保压,保压达工艺规定时间后,停止给料。这时操作油缸换向阀,油缸回缩,滤板松开,进行人工卸料;同时另一端的滤板开始压紧,进入下一个工作循环。采用双工作区压滤机效率提高了1.5到2倍,也是公司一大创新。
水通过滤布泄出,煤泥留在滤板腔内,从而实现水煤分离;过滤后的水通过集水槽流入副仓,煤泥卸掉后通过底部的皮带运到巷道主皮带上。
3.2.5 挡煤浆坝(围堰)
井下水仓有千分之三到千分之五的坡度,为在一个小范围内煤泥浆有一定水位,便于泵抽排,在移动车后,设随作业点前移一定距离而前移的挡浆坝(围堰)。
3.3 设备布置方案
设备采用垂直布置方式,不占用巷道空间,不妨碍其他设备通行。
3.4系统使用、操作与维护
3.4.1 使用单位必须指定经专门培训的操作人员操作设备,操作人员必须认真学习使用说明书,参加专门培训,合格后才能上岗。
3.4.2 严格按设备操作说明书操作和使用设备,出现异常应立即停车。查清故障并排除后方可继续运转。
3.4.3 系统启动时,各设备应协调一致,确保管路畅通后方可启动。停车后应使用静压水清洗管道,防止管路堵塞。
3.4.4 按各设备使用说明书操作和保养。
4.工艺系统运行效果
(1)机械化、流水化连续作业,能够很好地处理水仓中的煤泥。
(2)设备先进 体积小、效率高。主机脱水设备利用压滤原理,在同样体积情况下,效率提高到2-3倍。
(3)工艺实用、全面。对设备的正常应用和故障情况下都考虑到解决方法,确保设备正常运行,并能很快解决。
5.结语
该矿井水仓高效机械清挖技术及其工艺系统在菏泽煤电公司郭屯煤矿的成功应用,取得了显著的效果。尤其在前端煤泥清挖中,增加采用了螺旋式装车机,水仓中的煤泥得到了有效的回收;清挖煤泥的含水量在30%—32%左右,清挖效率提高2—3倍,实现了煤泥搅拌、抽排、脱水、装车自动化和机械化的流水作业。降低了劳动强度,减少了人员投入,缩短了清仓周期,提高了工作效率,节约了成本投入。该系统工艺系统设计先进、自动化程度高、设备布局合理,该技术在国内处于***地位,可应用于我国其它矿区的水仓清挖,具有广阔的推广应用前景。
参考文献:
朱兴民,ZQ-I矿井水仓清挖工艺及其装备的推广应用[J]煤矿开采,2003,(3):79-80
作者简介:姓名 卢圣强 (1972.09.01 ),男,汉族,2005年7月毕业于山东科技大学。现任郭屯煤矿机电科科长,负责机电设备管理工作。