煤矿水仓自动清挖系统设计探析

李岗

【摘 要】 本文首先介绍了矿井水仓的概况，结合矿井实际阐述了煤矿水仓清挖系统机电设备组成，并分析了水仓自动清挖系统机电设备设计参数，重点论述水仓自动清挖系统的技术和社会效益，为矿井的发展做出了重要的贡献。

【关键词】 煤矿 水仓 自动清挖系统 设计

众所周知，水是煤矿的五大自然灾害之一，为了保证煤矿的安全生产，必须确保矿井水的及时排除，因此对于水仓来说可靠有效的蓄水就成为了一个重要的环节。正常生产的矿井每年都需要在汛期来临之前读水仓进行彻底的清挖，并结合水泵的联合试运行，来确保矿井的防汛和抗洪的能力。传统的水仓清挖是人工进行的，这样就在很大程度上受到现场条件的限制，而且人工清挖时劳动量大、作业环境差，这样就很大程度上影响了职工的身心健康。为了改善职工的作业环境，很多矿井引用了先进的自动化排水系统，这样就极大的提高了矿井的排水效率和安全系数，为矿井的发展节约了大量的人力物力。为保证煤矿井下的生产工作正常进行，《煤矿安全规程》中的一条细则规定，应在每年雨季到来之前清挖水仓。对于水仓的清挖频率，要根据各矿井所在地实际情况而定，少则每年一次，多则每月一次。

在实际的实践中，水仓清理方式主要有两种：第一，人工清理；第二，机械清理，但目前我国很多矿井主要以人工清理方式为主，而这一方式却具有一些不足之处，如清挖周期长、劳动强度大等。机械清挖方式虽然也有很多缺点，如巷道易被污染，但其相对来说具有更多的便利之处，尤其是水仓自动清挖系统，采用了先进机电清挖设备系统。下面以我国煤矿为例简要叙述一下煤矿水仓自动清挖系统设计与应用情况。

1 矿井水仓概况

该矿之前采用的水仓清挖方式为人工清挖方式，即采用人工的方式，用铁锹来处理水仓中的煤泥，这一清挖方式主要缺点有：第一，劳动强度大；第二，效率低；第三，清挖周期长；第四，运输过程的环境污染。这种清理出来的煤泥还面临一个较为严重的困难，即为运输问题，若采用箕斗运输，这会造成洗煤困难等问题。再者，某些采区具有水量大等特点，因此，该采区中的水仓也具有较大的储水能力，同时也需要较大的清理工作量。这一情况若得不到改善，将会对矿井的正常生产工作造成不利影响。为此，本矿结合矿井水仓实际，设计了一套水仓自动清挖系统，从而实现水仓自动清挖，则可以解决这些弊端，并能带来一定的经济意义。

2 煤矿水仓清挖系统机电设备组成

组成这一系统的机电设备主要有：第一，自行履带式煤泥清挖输送车；第二，煤泥粗分机；第三，液压站；第四，离心式泥浆压滤泵；第五，PLC电气控制系统；第六，全自动煤泥专用压滤机；第七，带式输送机。

首先煤泥清挖输送机可以把水仓中的块状煤泥收集起来，而后传到刮板输送机上，最后由矿车运至煤泥粗分机中，由煤泥粗分机进行煤泥分离工作，粗煤泥直接由矿车运走，细煤泥还需要进行搅拌，然后通过离心式泥浆压滤泵进入压滤机，从而实现煤泥固液分离，分离后的煤泥快则由矿车运至地面，而水则又流到水仓。整个过程实现了高度自动化，大大提高了清挖效率，满足应用要求。

3 自动清挖系统特点

该系统采用双螺旋高效集泥、分段运输方式，可实现井下煤泥装运机械化， 集泥悬臂可升降、集泥范围大；采用履带式行走机构，可整机下井，自行调运，牵引力大，走动灵活、爬坡能力强；下链刮板输送机，对黏性较大的物料有较强的运输能力，清挖效率高；整机结构紧凑，体积小，拆卸、安装简单。清挖部分的所有运动操纵都在一个多路换向阀上完成，机体的行走动力由左右液压马达直接驱动，通过操作手柄可实现机体的前进、后退和左转右转。所有的动力均采用液压马达带动，噪声小，运行平稳。

4 系统机电设备设计参数

为获得一套高性能水仓自动清挖系统，各机电设备设计参数的确定要以该矿说仓工作实际为依据，其相关设备参数如下：

（1）全自动煤泥专用压滤机

入料浓度/% ≥45；处理量（干物料）/t/h 3-5；出料水分/% 28-34；电机功率/Kw 11±3；回收物料粒度/mm 0.02-11；电机电压/v 380/660；外形尺寸/mm 5560×1600×1700。

（2）搅拌器

电机功率/kW 3；外形尺寸/mm φ1200×2650；容积/，m3 2.5.

（3）煤泥清挖输送泵

电机功率/kW 11；电机电压/v 380/660；流量/m3/h 8-13；扬程/m 0-120；进口尺寸mm 100；出口尺寸/mm 100。

5 技术和社会经济效益

该矿设计了一套符合自身实际的水仓自动清挖系统，并将其应用于本矿水仓中，经分析，该自动系统的设计与应用实现了良好的技术和社会经济效益：第一，减少工人数量，缩短清理周期；第二，节约煤炭资源。这一自动清挖系统的应用可以避免煤泥运输过程中对巷道造成的污染，而且分离后放入煤泥快还能创造可观的经济效益；第三，机械化程度提高。这一系统的投入使用，在提高工作效率的同时，也改善了该矿的机械化作业水平；第四，安全可靠性好。这一系统的使用可以使得工作人员减少劳动量，避免直接作业，大大改善了劳动环境，提高了作业的安全性。

6 结语

总之，水仓自动清挖系统设计在矿井生产中的应用，有效地提高了矿井的清挖效率，同时也在很大程度上降低了职工的劳动强度，减少了维修费用。该水仓自动清挖系统的成功设计与应用对国内矿井这一领域的发展而言具有极大的推动作用，更为重要的是，它也提高了本矿的清挖效率，大大缩短了清挖周期和减少了劳动强度，从而增大了水仓的储水能力，保证了矿井安全生产。

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