0 引 言河

南神火煤電股份有限公司新莊煤礦位于河南省永城市永夏礦區(qū)東部，現(xiàn)核定生產能力為180萬t/a，采用主井、暗斜井、集中大巷開拓方式。該礦在南副井底、北副井底和27采區(qū)共有6個水倉和6個沉淀池，原采用人工清挖水倉，清挖周期長，不能保證水倉在每年汛期前清理一遍；水倉積渣含水較大，加上倉口有斜坡，礦車不能裝滿，導致礦車利用率低，增加了運輸量；水倉內渣面較高容易瞬間往外溢出，威脅施工人員的人身安全；清理到礦車內的水煤，通過反罐籠翻到主運輸皮帶進入煤倉，經常導致煤倉穿倉事故的發(fā)生；水倉清理時水煤泥在運輸過程中會出現(xiàn)拋灑、滴漏等現(xiàn)象，影響了沿線巷道的環(huán)境衛(wèi)生。另外，該礦井下涌水量比較大，水倉內介質成分比較復雜，既有較大顆粒的煤塊、矸石，也有木屑、棉絲等雜物，水倉前后端的介質成分差異比較大。通過調研分析，當前的工藝和設備不能很好滿足現(xiàn)場的需求，研究一套適合該礦清理水倉的工藝和裝備就非常必要。

1當前清理水倉的工藝及具體裝備簡介

1.1當前設備系統(tǒng)組成及主要技術參數(shù)目前清理水倉的具體裝備主要由MQ-2型自行式螺旋攪拌車、NB系列煤礦用泥漿泵、緩沖容器和雙工作區(qū)壓濾機等組成。其中MQ-2型自行式螺旋攪拌車和NB系列煤礦用泥漿泵完成對倉內不同性狀煤泥的攪拌、集料、拾取、輸送；緩沖容器主要用來緩沖貯存泥漿泵輸送來的煤泥水，便于壓濾泵抽取；雙工作區(qū)壓濾機完成對煤泥水的filter press固液分離，濾餅由自帶的皮帶輸送機轉運裝車。

1.2工藝流程工藝流程如圖1所示。

從圖1可以看出，目前清理水倉的清挖工藝流程為：MQ-2自行式螺旋攪拌車將井下水倉中的煤泥攪成煤泥漿，搭載于自行式攪拌車上，NB系列煤礦用泥漿泵將攪拌成的煤泥漿抽取并輸送至攪拌容器；攪拌容器主要緩存并攪拌煤泥漿，使之不會沉淀；壓濾泵從緩沖容器中抽取煤泥漿并給雙工作區(qū)壓濾機注漿；壓濾機完成對煤泥漿的固液分離，脫水后卸載的煤餅由壓濾機自帶的皮帶輸送機運送并裝入礦車運走。

1.3存在的一些問題經項目組調研，采用目前的水倉清挖工藝及其裝備存在的主要問題是：緩沖容器僅能暫存煤泥漿，遇到含有粗顆粒多的煤泥漿，沒法預分離其中的粗顆粒，對下道工序造成影響，易造成壓濾泵堵泵，也不利于壓濾機脫水；易造成壓濾泵到壓濾機之間的管道堵塞，經常清理管道，影響生產；當清理倉口物料時，不僅造成泵及管道堵塞，而且壓濾機壓濾脫水時不易成餅，含水量大，影響運輸；由于物料顆粒較大，濾布經常被磨損破壞，造成濾布壽命縮短。由此可見，目前的水倉清挖工藝及其裝備不能適應對水倉內沉積的不同性狀、不同顆粒煤泥進行清理的要求，有必要研發(fā)一套能解決粗、細顆粒煤泥通用的水倉清挖技術裝備及其工藝。

2復合式水倉清挖工藝及其裝備針對新莊煤礦井下水倉內的煤泥性狀，尤其是煤泥的顆粒分布范圍較廣，研發(fā)了一套能解決粗、細顆粒煤泥通用的水倉清挖技術裝備及其工藝。即在壓濾前增加煤泥水初步分離的設備，即MC-1型煤泥粗分機。MC-1型煤泥粗分機負責對煤泥水的初步分離，篩上粗顆粒煤泥直接由皮帶轉運裝車，篩下煤泥水進緩沖攪拌箱，由壓濾泵泵送到雙工作區(qū)壓濾機去壓濾脫水。

2.1復合式水倉清挖設備系統(tǒng)組成復合式水倉清挖系統(tǒng)設備主要由MQ-2型自行式螺旋攪拌車、NB系列煤礦用泥漿泵、煤泥粗分機和雙工作區(qū)壓濾機等組成。即將原有系統(tǒng)裝備中的緩沖容器更換為煤泥粗分機，以適應新莊煤礦井下煤泥水的不同性狀。

2.2MC-1型煤泥粗分機簡介MC-1型煤泥粗分機配套壓濾機使用，由振動篩分和緩沖攪拌2部分組成，實現(xiàn)對煤泥水的初步分離，篩上粗顆粒煤泥直接由皮帶轉運裝車，篩下煤泥水進緩沖攪拌箱，供壓濾泵抽取給煤泥脫水設備注漿。

（1）煤泥粗細分離。它是整個設備的核心部分，其工作過程是利用振動電機作為振動源，使物料在篩網上被拋起，同時向前作直線運動，物料從給料機（煤泥輸送泵）均勻地進入粗分機的進料口，通過篩網產生篩上物、篩下物，其分別從各自的出口排出。其中，篩下物通過安裝在振動篩下攪拌罐來向壓濾機輸送，進而進行加壓過濾；而篩上物主要是一些比較大的煤或者巖石顆粒（篩上物顆粒大小由篩網調節(jié)），隨后直接通過連接在緩沖攪拌罐的導料器輸送到壓濾機的皮帶上，與壓濾出的煤泥餅一起裝車、運出。為了節(jié)省空間，激振器采用頂置式結構。

（2）細煤泥緩沖攪拌。主要是在輸送泵和壓濾泵之間起緩沖和攪拌的作用。作為緩沖罐，可以有效地降低壓濾泵吸空的可能性；作為攪拌罐，可以為壓濾機輸送密度均勻且更容易成型的煤泥水，提高壓濾效率和效果，并有效防止煤泥顆粒的沉淀。

2.3 關鍵技術及主要創(chuàng)新點

①研發(fā)適合井下各種水倉煤泥清挖的特殊技術及其工藝方法。主要特點是實現(xiàn)對水倉內沉積的不同性狀、不同顆粒煤泥的處理，采用了不同的處理方法，即大顆粒（包括雜物）采用篩分，小顆粒采用壓濾。

②研制并應用MC-1型煤泥粗分機，真正實現(xiàn)了對水倉內不同性狀、不同顆粒煤泥的清挖、脫水。

③主要構件采用可拆卸組合式模塊化設計，便于井下運輸和井下安裝。主要材料和標準件、結構件全部符合煤礦的隔爆要求。④煤泥粗分機的激振器采用頂置式，使整個設備體積減少15%。

3應用效果

（1）節(jié)省了用工，提高了工效，與原來清倉方式相比，每年可節(jié)約資金55.05萬元。

（2）解決了管道堵塞、壓濾泵堵塞問題，提高了濾布的使用壽命。

（3）在壓濾的過程中，由于大顆粒提前處理，成餅性非常好，有利于井下運輸。

（4）提高了生產效率，縮短水倉清挖周期，降低了工人勞動強度和成本；消除了過去煤泥對運輸巷道的污染現(xiàn)象，利于礦井標準化建設；避免了人工清倉煤泥瞬間涌出對施工人員的威脅。