板框式壓濾機在煤礦清挖水倉中的應用

高寶安 王文娟 牛允剛

（棗莊大興礦業有限責任公司，山東 棗莊 277319）

1 工程概況

棗莊大興礦業有限責任公司采用立井開拓，礦井設有4個水倉。一水平水倉總容積1469m3，輔助水平水倉總容積為1750m3，22采區水倉總容積為674m3，北翼采區水倉總容積為870m3。在生產過程中，水中含有煤巖顆粒等雜物，流到各水平水倉，在水倉底部沉積，形成煤泥。時間久了，水倉有效容積減少，當水倉淤泥溢過配水井門檻，進入水泵吸水管無底閥，會增加水泵磨損。礦井各種污水流到一水平水倉后，會慢慢地沉淀、蠕動，水倉入口段30m范圍內沉淀的大部分是煤巖顆粒；30～50m范圍內沉淀的大部分是煤巖粉，較松散；50m范圍外基本處于一種渾濁液或蛋清漿，清理比較困難。基于水倉的特殊環境，無法安排多人同時作業，一直以來水倉清淤都利用人力清挖。挖出的淤泥呈流態或半流態，每輛礦車只能裝總量的50%，需要大量礦車頻繁運輸。如圖1所示。

圖1 水平水倉

2 板框壓濾機結構及工作原理

（1）板框壓濾機由支架、橫梁、油缸、液壓站、止推板、壓緊板、濾板和濾框等主要部件組成。板框壓濾機是通過交替排列的濾板和濾框構成濾室，濾板的表面有溝槽，其凸出部分用以支撐濾布，濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構成完整的內部通道，能通懸浮液、淤泥、洗滌水等液體，板、框兩側各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板框，板、框之間的濾布起密封墊片的作用。板框壓濾機結構如圖2所示。

圖2 壓濾機結構

（2）由污水污物潛水泵將淤泥壓入濾室，淤泥流進壓濾機內經過濾布分離，將固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅，而濾液則經過濾布滲透，成為不含固體的清液溢出。隨著淤泥不斷流進壓濾機，泥餅厚度逐漸增加，清液流出越來越少，可將污水污物潛水泵停止，隨后打開壓濾機卸掉泥餅，清理濾布，重新壓緊板框，開始新一工作循環。

（3）板框式壓濾機適用于各種懸浮液的固液分離或近于不可壓縮的懸浮液，是一種間歇式過濾設備。板框式壓濾機適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下，操作壓力一般為0.3～1.6MPa，特殊的可達3MPa以上，過濾面積可以隨所用的板框數目增減。

（4）板框式壓濾機是依靠壓緊裝置將濾板壓緊，再將懸浮液用泵壓入濾室，通過濾布來將固體顆粒和液體顆粒分離。

（5）在60%～85%的水中壓濾出40%～15%的泥餅，且泥餅含水率低于12%。

3 設施改造過程及壓濾機安裝

（1）地面污水處理廠濃縮池污泥經壓濾機處理后，能達到節能環保的目的。結合壓濾機與井下水倉傳統清挖方式，通過更換壓濾機液壓油箱、電機和電磁閥，滿足了井下及地面的使用條件。

（2）原XMY50/800-U型板框式壓濾機液壓站、電氣控制與支撐油缸架一體式布置，為方便操作，將液壓站、電氣控制部分與支撐架分離。

（3）利用井下退役的軌道施工道岔液壓站，660V/1.5kW電機，Φ14mm高壓油管及手動換向閥，QJZ-30/660(380)型礦用隔爆兼本質安全型真空磁力起動器，XMY50/800-U板框式壓濾機，7.5kW、揚程40m、流量20m3污水污物潛水泵，Φ50mm高壓膠管，組成水倉清挖裝備。XMY50/800-U板框式壓濾機安裝在內環與外環水倉三岔口平巷處，其他水倉安裝位置基本相同，不再敘述。

（4）使用壓濾機清挖水倉工藝流程：

① 啟動液壓站油泵→操縱手動換向閥→油缸推動板框壓緊→達到最大值→手動換向閥回到零位→停止液壓站油泵；

② 水倉淤泥→抽排設備→壓濾脫水→泥餅→礦車運輸，濾液水排至另一水倉。

4 改造前與改造后效果比較

（1）推進新舊動能轉換，實現“機械化換人，自動化減人”科技強安工程。

（2）改造前每天清挖水倉需用21人，清挖淤泥為74.88m3；改造后每天需用9人，抽排淤泥480m3。改造后人數占改造前的42%，工作效率提高了6倍以上。

（3）改造前每天清挖水倉需用144輛礦車，改造后每天需用18輛礦車，礦車的使用數量減少到原來的1/8，節約礦車綜合費用87696元，大大降低了生產成本。

（4）改造前4個水平水倉清挖需用55d，人工工資115500元；改造后4個水平水倉清挖需用34d，人工工資30600元。工期提前21d，節約人工工資84900元。

（5）板框壓濾機的結構較簡單，操作容易，穩定，脫水清澈，固體回收率高。

（6）提高了礦車利用率，改善了作業人員工作環境，大大減少了提升運輸、地面礦車翻卡頻次，避免了對巷道環境的污染。

（7）消除了礦車斜巷提升脫鉤或運輸中斷繩跑車帶來的安全隱患，降低了安全風險。

5 結語

板框式壓濾機通過在井下水倉清挖工作，有效完成水倉清淤，給企業帶來了效益，減少礦車運輸，降低了生產成本。