MQC－90型清倉(cāng)機(jī)在斜溝煤礦的應(yīng)用及推廣

潘文強(qiáng)

(西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦，山西 興縣 033602)

煤礦防治水一直是煤礦預(yù)防水災(zāi)的一項(xiàng)重要工作，而清理淤泥工作繁重，費(fèi)時(shí)費(fèi)力一直困擾著清泥作業(yè)人員。尤其是隨著煤礦大型機(jī)械化設(shè)備的推廣應(yīng)用，煤泥量越來(lái)越大，造成煤泥在水倉(cāng)中沉積速度較快。按《煤礦安全規(guī)程》第281條規(guī)定:“水倉(cāng)、沉淀池和水溝中的淤泥，應(yīng)及時(shí)清理，每年雨季前必須清理一次”。第280條規(guī)定:“水倉(cāng)的空倉(cāng)容量應(yīng)當(dāng)經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上”。只有保持水倉(cāng)的正常排水容量，煤礦預(yù)防水災(zāi)工作才能取得事半功倍的效果。針對(duì)西山晉興能源公司斜溝煤礦排水含泥沙量大的現(xiàn)狀，經(jīng)過咨詢和調(diào)研，該礦先后試用了徐州天科機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的水倉(cāng)煤泥清挖系統(tǒng)裝置和飛翼公司生產(chǎn)的MQC－90型清倉(cāng)機(jī)。通過試用比較，最后確定使用MQC－90型清倉(cāng)機(jī)，解決了水倉(cāng)煤泥堆積速度快、難以清理的難題。

1 煤泥清挖系統(tǒng)的主要技術(shù)待征

水倉(cāng)煤泥清挖系統(tǒng)主要由軟軸攪拌器、泥漿泵、排泥管路、振動(dòng)篩、緩沖箱、液壓泵站、壓濾機(jī)、皮帶組成。

1.1 泥漿泵

1)泥漿泵的結(jié)構(gòu):主要由轉(zhuǎn)子、定子、萬(wàn)向節(jié)、連桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸封及殼體等組成。

2)泥漿泵的輸送原理:它是一種內(nèi)嚙合密閉式容積泵，其工作部分由雙頭螺旋孔的定子和在定子與其嚙合的偏心螺旋轉(zhuǎn)子組成，驅(qū)動(dòng)裝置通過傳動(dòng)軸及萬(wàn)向接頭帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并作行星回轉(zhuǎn)，以定子孔腔與轉(zhuǎn)子螺旋嚙合形成的密閉腔的移動(dòng)來(lái)輸送介質(zhì)。當(dāng)密閉腔內(nèi)的工作液體從吸入口向排出口做正向輸送時(shí)，由于出口截流，排出口輸液增壓，高壓液體向吸入口低壓區(qū)回流，在通過密閉腔時(shí)由于截流而產(chǎn)生壓降，從而減少回流量，回流量不超過規(guī)定值。多個(gè)密閉腔將使排出口的工作液體有較高的增壓，從而接至煤泥專用壓濾機(jī)。

3)工作特點(diǎn):本泵壓力穩(wěn)定，無(wú)脈沖;抽排濃度高，可抽排40% ～60%的煤泥水;高揚(yáng)程，揚(yáng)程可根據(jù)工況在1～180 m范圍選擇;對(duì)煤泥水顆粒度適應(yīng)性好、可輸送0～13 mm的顆粒液體;吸上高度高，輸送噪聲小，無(wú)泄漏，輸液無(wú)溫升;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。

1.2 煤泥專用壓濾機(jī)

煤泥專用壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)性能與工作原理:是集機(jī)、電、液于一體的先進(jìn)分離機(jī)械設(shè)備，具體由:機(jī)架部分，過濾部分，液壓部分三大部分組成。

1)機(jī)架部分。

它是整套設(shè)備的基礎(chǔ)，主要用于支撐過濾機(jī)構(gòu)，由止推板、壓緊板、機(jī)座、油缸體和主梁等聯(lián)接組成。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，油缸體上的活塞桿推動(dòng)壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的濾板及過濾介質(zhì)壓緊，以保證帶有一定壓力的濾漿在濾室內(nèi)進(jìn)行加壓過濾，機(jī)座上裝有皮帶輸送機(jī)，可將卸下的濾餅直接上盤曲皮帶運(yùn)走。

2)壓濾機(jī)。

壓濾機(jī)是整齊排列在主梁上的濾板和夾在濾板之間的過濾介質(zhì)所組成的，濾板采用優(yōu)質(zhì)聚丙稀材料制成。過濾開始時(shí)，濾漿在壓濾泵的推動(dòng)下，經(jīng)止推板的料口進(jìn)入各濾室內(nèi)，濾漿借助壓濾泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行固、液分離，由于過濾介質(zhì)(濾布)的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成煤泥餅，濾液由水嘴或出液閥排出。

3)液壓泵站。

液壓泵站是壓濾機(jī)及壓濾泵的動(dòng)力源，集動(dòng)力提供與控制操作于一體。由油箱、液壓泵、防爆電機(jī)、溢流閥、高低壓過濾器、集成塊、壓力表等組成。

4)壓濾機(jī)的操作使用。

壓濾機(jī)的操作分3步:壓緊、保壓、松開。

a)啟動(dòng)液壓泵站電機(jī)，操縱換向閥手把，壓濾泵開始轉(zhuǎn)動(dòng)，將緩沖箱內(nèi)的煤泥水打入壓濾機(jī)，開始?jí)壕o，壓緊后，換向閥手把打至中位，壓濾機(jī)處于保壓狀態(tài)，此時(shí)，液壓站處于空載狀態(tài)。

b)壓濾機(jī)處于保壓狀態(tài)，打開進(jìn)料口開始進(jìn)料，在保證壓力的作用下，濾漿經(jīng)過過濾介質(zhì)開始過濾。

c)當(dāng)過濾完成時(shí)，操縱換向閥手把至另一位，壓緊板自動(dòng)后退，到位后，換向閥手把至中位，系統(tǒng)處于卸載狀態(tài)，液壓站處于空載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)人工卸料完成以后，一個(gè)循環(huán)完畢，進(jìn)入下一個(gè)過濾周期。

2 使用效果

該礦的主、副水倉(cāng)有效容量分別為2000 m3、1800 m3，以主水倉(cāng)的清理為例。

2.1 原來(lái)的清理水倉(cāng)工藝

1)按工藝流程:需要工人8個(gè)，使用工具:雙向膠輪礦車、鐵鍬、水筒。

2)工人一天清理的淤泥數(shù)量:按2個(gè)班，16車淤泥計(jì)算，0.75 m3×2/3 ×16=8 m3/天(0.75—礦車的容積，2/3—礦車容積的2/3)。

3)人工清理水倉(cāng)淤泥的數(shù)量:淤泥按水倉(cāng)有效容量的1/2計(jì)算:2000 m3÷2=1000 m3，1000×2/3=666 m3(2/3—人工清理淤泥所達(dá)到的程度)。

4)這樣清挖淤泥所用時(shí)間:666 m3÷8 m3/天≈83天。

以上結(jié)果顯示，原來(lái)水倉(cāng)清理至少需要2個(gè)多月時(shí)間，水倉(cāng)清理必須在每年雨季前2個(gè)月就開始。不但浪費(fèi)精力和時(shí)間，而且水倉(cāng)清理的效果不佳。

2.2 使用水倉(cāng)煤泥清挖系統(tǒng)裝置后效果

本系統(tǒng)根據(jù)井下實(shí)際條件安裝使用，該設(shè)備一般過濾5～10 min后，就可完成一個(gè)工作循環(huán)。

1)完成此系統(tǒng)的工藝流程需要工人6個(gè)(見圖1)。

圖1 工藝流程示意圖

2)一天該系統(tǒng)清挖淤泥的數(shù)量:按2個(gè)班12 h計(jì)算，一礦車淤泥壓濾所需時(shí)間按10 min計(jì)算，12×60 ÷10 ×0.75 m3=54 m3/天。

3)該系統(tǒng)清挖淤泥所用時(shí)間:淤泥按水倉(cāng)有效容量的1/2計(jì)算:2000 m3÷2÷54 m3/天≈18.5天。

以上結(jié)果顯示，使用該系統(tǒng)裝置后，可以大大節(jié)省人力物力，提高工效，清倉(cāng)效果明顯。

2.3 水倉(cāng)煤泥清挖系統(tǒng)存在的問題

采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)橡膠輪胎前進(jìn)或后退，泥潭中移動(dòng)困難不靈活，僅適應(yīng)于斷面大的巷道和水倉(cāng);煤泥清挖泵若吸入大顆粒硬質(zhì)東西，容易損壞泥漿泵和壓濾泵內(nèi)轉(zhuǎn)子和定子，定轉(zhuǎn)子堵塞處理困難。相關(guān)設(shè)備多，維護(hù)工作繁重。

3 MQC－90型清倉(cāng)機(jī)的主要技術(shù)特征

清倉(cāng)機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、挖裝機(jī)構(gòu)、泵送機(jī)構(gòu)、油配管總成、電氣系統(tǒng)、動(dòng)力總成等組成。主機(jī)的隨機(jī)附件包括輸送管總成。設(shè)備具體結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

1)行走機(jī)構(gòu)。

行走機(jī)構(gòu)是清倉(cāng)機(jī)行走的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也是整機(jī)聯(lián)接支撐的基礎(chǔ)。主要由履帶、漲緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架和液壓馬達(dá)組成。2條履帶分別由2個(gè)液壓馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。履帶與履帶架為滑動(dòng)接觸，履帶架上設(shè)有溝槽導(dǎo)向，防止脫軌。

履帶由履帶板、履帶軸和彈性擋圈構(gòu)成。

漲緊機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪支架、導(dǎo)向輪軸、漲緊螺母軸、軸套和內(nèi)外密封端蓋等組成。它是履帶的漲緊裝置。按照漲緊螺母要求，旋轉(zhuǎn)機(jī)架固定板上的漲緊螺母，使?jié)q緊軸軸向移動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)向輪伸出，以漲緊履帶鏈。

機(jī)架的兩側(cè)是履帶架體，中間用2個(gè)圓形管子焊接而成。

支撐板焊接在機(jī)架上，用于支撐挖裝部的尾部。

2)挖裝機(jī)構(gòu)。

挖裝機(jī)構(gòu)示意圖見3。

圖3 挖裝機(jī)構(gòu)示意圖

挖裝部采用螺旋集泥裝置和鏈輪傳動(dòng)裝置作為裝載機(jī)構(gòu)，可輸送煤泥，對(duì)黏性比較大的煤泥和松散物料均能適應(yīng)，挖裝部懸臂可升降，集泥范圍大，效率高。其結(jié)構(gòu)主要由集料裝置、前支架、尾架、傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置等組成，它是清倉(cāng)機(jī)工作的第一步驟。其工作原理為:驅(qū)動(dòng)裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由雙排圓環(huán)鏈帶動(dòng)螺旋給煤輪軸旋轉(zhuǎn)，挖翻煤泥并使煤泥擠到輪軸輸送槽前端，圓環(huán)鏈上裝有刮板，將煤泥刮運(yùn)到料斗里，完成挖裝工作。為了適應(yīng)煤泥厚度的變化，挖裝部可上下移動(dòng)(由升降油缸推拉完成)，螺旋由左、右螺旋組成，輸送槽由兩段組成，在下井時(shí)可拆開。在主動(dòng)鏈輪兩側(cè)設(shè)有張緊螺桿，可根據(jù)需要調(diào)整工作中鏈條的松緊程度。

3)動(dòng)力部分。

動(dòng)力部分主要包括:隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)、連接法蘭、冷卻泵、輔油泵、主油泵等。其各主要部件的結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 動(dòng)力部分示意圖

動(dòng)力部分為清倉(cāng)機(jī)提供動(dòng)力。主油泵組由隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，從液壓油箱吸入液壓油，主油泵泵出的壓力油經(jīng)高壓膠管進(jìn)入液壓閥組，經(jīng)液壓閥組控制分配后進(jìn)入泵送主油缸完成泵送作業(yè)，輔油泵泵出的壓力油經(jīng)多路閥進(jìn)入行走和挖裝液壓馬達(dá)和升降油缸，并驅(qū)動(dòng)其工作。冷卻泵泵出的壓力油驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇工作。

4)泵送機(jī)構(gòu)。

泵送機(jī)構(gòu)主要包括:料斗總成、S閥總成、泵送總成。其各主要部件的結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 泵送機(jī)構(gòu)示意圖

泵送機(jī)構(gòu)為清倉(cāng)機(jī)運(yùn)送物料的主要機(jī)構(gòu)。動(dòng)力部分輸出的壓力油經(jīng)油配管總成控制分配進(jìn)入主油缸，驅(qū)動(dòng)主油缸活塞工作;主油缸活塞桿與輸送缸內(nèi)砼活塞連接，帶動(dòng)砼活塞工作;輸送缸一端與料斗連接，并經(jīng)S閥總成控制與料斗聯(lián)通;正常泵送作業(yè)時(shí)，砼活塞前進(jìn)時(shí)壓送的煤泥經(jīng)S閥泵出，而砼活塞后退時(shí)，將料斗中的煤泥吸入輸送缸。通過液動(dòng)換向閥控制，使主油缸活塞換向，實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)連續(xù)泵送。反泵時(shí)，通過反泵操作，使處在吸入行程的輸送缸與S管分配閥聯(lián)通，處在推送行程的輸送缸與料斗聯(lián)通，從而將輸送管路中的煤泥抽回料斗。

4 清倉(cāng)機(jī)使用后的效果及存在的問題

1)完成此系統(tǒng)的工藝流程需要工人4人。

2)1天本系統(tǒng)清挖淤泥的數(shù)量:按2個(gè)班，每班6 h計(jì)算，每小時(shí)清理35 m3，(35×6 ×2)m3=420 m3/天。

3)該系統(tǒng)清挖淤泥所用時(shí)間:淤泥按整個(gè)水倉(cāng)容量計(jì)算:2000 m3÷420 m3/天≈4.76 天。

使用該清倉(cāng)機(jī)后，可以大大節(jié)省人力物力，提高清泥速度，但在清泥過程中，因配水井閥門施工防水不夠嚴(yán)密，經(jīng)常出現(xiàn)返水現(xiàn)象，影響清泥工作進(jìn)度，每天2班，每班6 h最快需要10天時(shí)間清理完畢。

4)清倉(cāng)機(jī)存在的問題。

清倉(cāng)機(jī)清理速度快，但排出的煤泥水上皮帶，受皮帶必須出煤的限制;油溫上升快，工作2 h必須停機(jī)1 h降溫，否則，因油溫高導(dǎo)致橡膠密封圈燒毀;履帶張緊裝置時(shí)常松脫，需要經(jīng)常緊固。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，清倉(cāng)機(jī)性價(jià)比較高，適合該礦淤泥堆積速度快，沒有設(shè)立專門沉淀池，必須每月清理的現(xiàn)有條件。清倉(cāng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，移動(dòng)靈活性強(qiáng)，基本可以清理水倉(cāng)各個(gè)角落，清泥效果徹底、干凈，大大節(jié)省了清泥時(shí)間，同時(shí)減少了工人數(shù)量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，值得推廣使用。對(duì)清倉(cāng)機(jī)存在的問題需要今后在工作中進(jìn)一步改進(jìn)。