一次性洗管連接裝置在膏體充填接力泵送系統的應用

林淑文 曾廣東 趙 郵

（滕州市級翔（集團）級索煤礦，山東 滕州 277500）

滕州市級翔（集團）級索煤礦（以下簡稱級索煤礦）隸屬山東滕州辰龍能源集團有限公司。礦井核定生產能力35萬t/a。井田內地勢平坦，村莊密集，村莊壓煤占礦井可采儲量的80%以上。從2011年開始，級索煤礦與山東科技大學、省技術服務公司等機構研究應用了充填法回采建筑物下壓煤，取得了良好的效果。

礦井充填系統由地面充填站和井下充填站共同組成。膏體充填材料為建筑垃圾（煤矸石）、粉煤灰、水泥、水等混合物。地面充填站由建筑垃圾（煤矸石）儲存場、充填輸送泵系統、破碎系統、計量系統以及攪拌系統等組成。

充填輸送泵選擇主要考慮的影響因素為充填速度和充填距離，輸送泵的工作壓力應滿足礦井的泵送距離要求。管道泵送子系統由充填泵機組、充填管及其配件、管道壓氣清洗組件、沉淀池等組成；攪拌系統的主要功能是將矸石進行粉碎，按照充填材料配比參數的要求進行篩分，然后與粉煤灰、水泥及水等進行攪拌，形成膏體混凝土；破碎系統設備主要由裝載機、破碎機、強力振動篩、皮帶輸送機、振動給料機和矸石喂料斗等組成。

井下充填站為二級充填站，由泵站硐室、攪拌硐室、入站管子道、出站管子道、排水點、儲料池等組成，充填工業泵、攪拌設備、計量設備等布置其間，負責將地面充填站輸送的膏體充填材料進行二次泵送至采煤工作面充填區。

礦井膏體充填工藝主要包括管道打水、灰漿推水、矸石漿推灰漿及水流洗管等過程。管道打水主要是檢驗確認管道是否暢通、設備是否完好、系統是否正常；灰漿推水與矸石漿推灰漿主要是排除管內清水、保持灰漿進面的過程；水流洗管主要是完成充填任務、保持管路暢通的過程。

不同的洗管方式對充填管路暢通情況、充填體充填效果及充填操作過程安全程度起到至關重要的作用。

1 分次洗管裝置及方式

分次洗管裝置主要由地面充填泵、充填管路、儲料池及井下充填泵等部分組成。洗管時，地面充填泵首先啟動運行，先把一級泵送管路內的殘余骨料沖冼至一級管路末端儲料池，殘余骨料再由人工清理運輸至地面，然后再啟動運行二級充填泵對二級泵送管路進行沖冼，殘余骨料沖洗至充填區域，完成兩級管路的沖洗。

分次洗管方式因涉及充填泵的運轉，具有以下缺點：一是延長設備運行時間，加大設備磨損；二是造成水源和電的浪費，增加生產成本；三是加大工人勞動強度，延長工作時間；四是因殘余骨料儲料池而增大工作場所的占用空間；五是加壓泵送沖洗有時會造成沖洗管路不徹底，引起管路堵塞。

2 一次性洗管裝置及方式

為減少設備磨損和能源消耗，避免管路堵塞，降低工人勞動強度，減少安全風險和隱患，提高礦井安全程度，我們組織工程技術人員對洗管方式進行了反復研究，發明了一次性洗管連接裝置，實現了一次性沖洗管路的目的。

一次性洗管連接裝置主要由入口兩位三通閥、連接管路及出口兩位三通閥等部分組成。

該裝置并入到原充填膏體接力泵送系統中的二級泵送管路的入口端和出口端，洗管時通過兩位三通閥動作,閥芯洗管孔與連接管路對接,水流由一級泵送管路經連接裝置直接進入二級泵送管路，一次性洗管至工作面。實現了一二級泵送管路的連續沖洗。配備該裝置后，不再需要一二級充填泵運轉，實現節能降耗，同時一次性把管路中的殘余骨料沖冼干凈，并排放至充填區域，提高了充填材料的利用率，減少了管路堵塞情況的發生。充填膏體接力泵送一次性洗管連接裝置如圖1所示。

圖1 充填膏體接力泵送系統一次性洗管連接裝置

3 一次性洗管連接裝置的應用效果

一次性洗管連接裝置自發明以來，應用于我礦充填膏體接力泵送系統的管路沖洗，取得了良好的效果。一次性洗管方式與分次洗管方式相比，具有以下方面的優勢。（1）減少設備運行時間，降低設備磨損，延長設備使用壽命；（2）實現節能降耗，降低生產成本；（3）減少工人工作時間，降低工人勞動強度，提高工作效率；（4）減少儲料倉的設計環節和設備占用空間，改善工作環境；（5）管路沖洗更加徹底，減少管路堵塞事故；（6）降低了因運行設備帶來的安全風險和隱患，提高了礦井安全程度。