石 强

1 工程概述

煤矿采区水仓的清淤工作是煤矿防治水的重要环节，人工清理淤泥工作繁重,费时费力一直困扰着清淤作业人员。尤其是随着煤矿大型机械设备的推广应用（如大型综采设备、高效履带式钻机的使用）造成煤泥量越来越大,煤泥在水仓中沉积速度加快，使本矿南辅3#、4#水仓无法实现空仓容量应当经常保持在总容量的50%以上的规程要求。

南辅3#、4#水仓原安排公司探放水队利用人工进行清挖，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。下面以南辅3#水仓为例进行浅析，该水仓容积1298 m3左右，水仓长度为：72.8 m左右，断面8 m2左右，原水仓的清挖模式为人工清挖，具体方式为：在水仓用编织袋把煤泥装袋控水后，用胶轮车进行装车，后拉至西辅脏杂煤硐室，按每班6人，每袋容积0.04 m3，每人每班80袋，3个班同时生产计算（0.04 m3×80×6×3=57 m3），装完水仓煤泥需要1298 m3÷57 m3=22天，按每班6人，每班装运12 m3×3车×2班=72 m3，该煤泥倒运至西辅脏杂煤硐室需要时间为1298 m3÷72 m3=18天，清仓总时间为22天+18天=40天，再加上车协调困难等外界因素，最终清仓时间为两个月左右，该方式效率低下、费工费力。

针对公司排水含泥沙量大、清挖周期长的现状,地测部、机电部相关领导研究协调，利用南辅水仓靠近南胶皮带的优势，引入了MQC-45型清仓机和MSYZ-900型压滤机设备，设计了一套优良的稀释、搅拌、抽淤、排淤、过滤、压滤的运行方案。将人工清淤的工期由两个月缩短为20天左右，大大提高了清仓工作效率，省略了装、转、运、提、卸等繁琐的环节，节省了大量的劳动成本，降低了水仓运行的风险，确保了矿井主排水的安全。

2 MQC-45型清仓机主要技术特征

清仓机由行走机构、挖装机构、泵送机构、油配管总成、电气系统、动力总成等组成。

（1）行走机构，清仓机主要靠行走机构来牵引运动，同时也是联接及支承整个机器的核心部件。其结构见图1。

图1 行走机构

（2）挖装机构，通过螺旋集泥结构进行煤泥装挖，经链轮传动装置进行煤泥输送工作，该装挖机构对于粘性相对较大的煤泥及松散物料均具有很好的适应性，通过可以升降的悬臂结构，可以扩大集泥的范围，提高工作效率。装挖机构见图2。

图2 挖装机构

（3）泵送机构为清仓机运送物料的主要机构。其结构见图3。

图3 泵送机构

（4）清仓机存在的问题

① 清仓机清理速度快，但排出的煤泥含水量较大，而南胶主皮带上后方掘进队出煤量无法满足水仓煤泥的混合干燥及有效覆盖，只能在南胶皮带前方综采队工作面出煤时才能正常生产，而综采队经常会因各种原因不能连续出煤，造成我队组无法正常生产，出现窝工现象，因此该设备受综采队生产制约较为明显；

② 油温上升较快，开机半小时达到40℃，3 h可达到60℃以上，工作3 h必须停1 h降温，否则，因油温高导致橡胶密封圈烧毁；

③ 清仓机有8个注油点，需要每班进行加注000#锂基脂。清仓机刮板需要每天紧固，否则会出现螺丝脱落等现象，履带张紧装置时常松脱，也需要每周紧固一次。

3 MSYZ-900型压滤机的主要技术特征

MSYZ-900型压滤机是一种双向作用的固液分离设备，通常用于清挖和处理井下水仓煤泥，该机器具有较高的工作效率，能够实现机械化开挖，因而广泛应用于煤矿井下各类水仓及洗煤厂需进行煤泥清挖的场所，压滤机系统结构见图4。

图4 压滤机系统结构

（1）压滤机主要由压滤机主体、压滤泵、液压泵站三部分构成。压滤机主体负责煤泥水的固液分离，并将过滤完成的煤饼送出。其工作原理：当压滤机当做双作用安装布置时：当缓冲搅拌罐里的煤泥水达到标定高度的时候，分别启动液压泵站、皮带输送机。假设此时是B向压滤，A向卸料。液压缸驱动移动压板压向B端，压紧滤板，进料蝶阀B通A闭。压滤泵将混合好的煤泥水通过管道压入B段滤室，滤布将煤泥水滤出，固体物压缩成滤饼，实现煤泥的固液分离。在B段压滤的同时，拉板小车从B端启动，操作卸料换向阀，将A段滤板逐一拉开（此时A滤室里面已经有了上个工作流程里产生的煤泥饼），煤泥饼从拉开的滤板间掉落到输送带上，通过皮带延伸架装入矿车或皮带机。下一个工作循环为A向压滤、B向卸料。A、B两压滤区轮流工作，煤泥连续卸料，压滤机实现连续工作。压滤泵负责将煤泥水给以持续稳定的压力（本系统为0.6 MPa）压入压滤机主体实现固液分离。液压泵站为压滤机的整个系统提供控制和动力液压油。

（2）使用压滤机系统存在的问题

① 由于压滤机采用橡胶轮胎进行移动，因而在泥潭中移动不灵活，仅对于断面较大的巷道和水仓有较好的适应性。

② 煤泥清挖泵吸入大颗粒硬质东西，容易损坏泥浆泵和压滤泵内转子和定子，定转子堵塞处理困难。为此在机电部领导的带领下设计了专门的过滤漏斗装置。

③ 当水仓煤泥含水量低较干燥时，造成泥浆泵无法正常从水仓中吸取煤泥，需要提前加水并把煤泥提前搅匀后吸入泥浆泵。

4 压滤机与清仓机联合运转方案

综上所述不难发现，MQC-45型清仓机虽然清仓速度快，但因管路中排出的泥煤较稀，看护不当容易出现水煤上皮带的现象发生，对矿井安全生产造成事故隐患，压滤机的工作性质可以弥补这末节管理问题。而清仓机可以搅拌煤泥、行动灵活等优点又可有效的保证压滤机泥浆泵抽煤泥不受煤泥含水量影响，并且能避免因涌仓造成的人员伤亡事故。

因此，在机电部部长及地测部各领导的牵头下，结合施工队组一个月来的施工经验得出一套值得推广的清仓机和压滤机联合运转的方案。

利用清仓机代替压滤机原电机驱动橡胶轮及泥浆泵抽煤泥装置，实现清仓机和压滤机的管路对接，根据压滤机每7分钟能完成一次循环，把清仓机的泵送系统有效功率调节为中档，最终达到两设备协调运行。该项革新的优点：

（1）既能避免清仓机在清仓过程中受综采队出煤的影响造成生产中断，又能保证避免压滤机使用过程中因煤泥固化程度过高造成浪费人力物力专门对煤泥进行提前处理。

（2）清仓机的泵送系统上有一个孔径较大的过滤装置，可提前对较大的石块进行过滤，后又在清仓机与压滤机之间增加一个内径7 mm孔径的漏斗装置 （当滤渣过多时可实现人工提前清理），两道分级过滤系统可有效的避免内径过大的颗粒损坏泥浆泵内转子和定子，延长了压滤机泥浆泵的寿命。

（3）两设备共同使用可以实现在皮带上没有煤的情况下，正常清仓连续作业的目的，大大降低了清仓工作受外界因素的干扰，提高了设备的可操作性。

（4）因清仓机的灵活、可靠性，避免了在清仓过程中因涌仓造成的埋人事故和设备损坏的事故，增强了清仓工作的安全可靠性。

5 联合运转方案经济效益分析

1）该模式的运行节省了大量的人力物力，提高了清仓工作效率，省略了装、转、运、提、卸等繁琐的环节，节省了大量的劳动成本；南辅3#水仓用时20天清理完毕，期间基本没有因外界因素造成停产或中断，比原来的人工清挖节约40天左右，按每人每班200元，每天3×6=18人计算，清理一次水仓节省费用200×40×18=144000元，再计算上运输的费用后，经济效益可见明显。

2）因由人工清理改为设备清挖，除司机外其余人员实现了与煤泥远距离分离的目的，大大降低了由于涌仓造成的人员受伤事故，保证了人员的安全。因两设备的联合运转，避免了外界因素的影响，清仓速度明显加快，增加了水仓倒换的频率，降低了水仓运行的风险，确保了采区排水的安全。

3）该模式的运行实现了煤、水的分离，更使煤泥的运输实现了机械化、自动化，既降低了因运送煤泥造成的井下辅助运输压力，又避免了因煤泥运输对井下大巷的污染和地面环境的破坏，最终为公司煤矿类《国家一级安全生产标准化矿井》的动态达标提供了有力的保障。

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