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        煤礦制漿系統(tǒng)現(xiàn)狀及回流除渣新工藝

        2018-07-30 10:27:08呂英華陳明浩陳紀(jì)兵
        陜西煤炭 2018年1期
        關(guān)鍵詞:除渣排渣廢渣

        呂英華,陳明浩,陳紀(jì)兵

        (神華神東煤炭集團(tuán)公司防滅火大隊(duì),內(nèi)蒙古 伊旗 017200)

        0 引言

        火災(zāi)是礦井五大災(zāi)害之一,嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn),由煤炭自燃引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的90%以上[1]。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第265條的規(guī)定,“開采容易自燃和自燃的煤層時(shí),必須制定防治采空區(qū)、巷道高冒區(qū)、煤柱破壞區(qū)自然發(fā)火的技術(shù)措施……”[2],采空區(qū)注漿是礦井防治采空區(qū)煤炭自燃的長(zhǎng)久、有效方法[3-4]。

        1 制漿系統(tǒng)現(xiàn)狀和問題

        1.1 技術(shù)背景

        目前神東各礦井均設(shè)立了固定注漿系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由供水管路、蓄水池、定量給料機(jī)、輸送皮帶、制漿機(jī)、攪拌機(jī)、泵、輸漿管路等部分構(gòu)成[5]。在注漿過程中,先啟動(dòng)清水泵為系統(tǒng)供水,再依次啟動(dòng)渣漿泵、制漿機(jī)、供土皮帶、定量給料機(jī),然后裝載機(jī)將黃土等注漿材料放入定量給料機(jī)中,材料通過室外定量給料機(jī)、供土皮帶進(jìn)入制漿機(jī),在制漿機(jī)內(nèi)與黃土混合制成漿液,漿液通過制漿機(jī)出漿口流入緩漿池內(nèi),再通過與緩漿池相連的渣漿泵和輸漿管路輸送到井下預(yù)注漿區(qū)域,如圖1所示。制漿機(jī)具有制漿和排渣功能,可以通過制漿機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的排渣片,利用離心力的作用將石塊、雜草等廢渣從漿液中分離出來(lái)。

        1.2 原礦井固定注漿系統(tǒng)存在的問題

        清理廢渣任務(wù)繁重:在注漿防滅火工程過程中,需要使用兩臺(tái)手推車交替放置在出渣口處接渣,另外“二次過濾裝置”過濾出的細(xì)渣需由注漿工用鍬裝到手推車中,待手推車裝滿后,再由注漿工推至室外存渣場(chǎng)地,當(dāng)注漿材料含渣量較大時(shí),往往需要兩個(gè)人清理,平均需要1~3 min傾倒一次廢渣,若傾倒不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致廢渣撒落,所以在實(shí)際工作過程中,清理廢渣工作任務(wù)比較繁重。

        漿液堆積易引發(fā)事故:原注漿系統(tǒng)漿液回收工藝為將灑落的漿液通過回漿池排到渣漿泵基坑內(nèi)的排水坑內(nèi),注漿工需定時(shí)檢查排水基坑內(nèi)的水位,并啟動(dòng)排水基坑內(nèi)的排污泵將回收的漿液排入緩漿池內(nèi),此工藝在實(shí)際工作過程中,由于回流的漿液量比較大,排污泵需要頻繁開啟,對(duì)排污泵造成了一定的磨損,且一旦開啟不及時(shí)將會(huì)造成渣漿泵基坑內(nèi)漿液堆積,引起電機(jī)損毀事故。

        無(wú)室外存渣場(chǎng)地:原注漿系統(tǒng)室外未設(shè)置室外存渣場(chǎng)地,且無(wú)硬化的地面和擋墻,排出室外的廢渣使用裝載機(jī)清理中,需一名注漿工每4~6 h配合裝載機(jī)清理一次廢渣。該清理過程不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還存在臨時(shí)存渣場(chǎng)地附近衛(wèi)生條件較差問題。

        圖1 漿液回流及機(jī)械除渣工藝示意圖

        2 技術(shù)方案和實(shí)施

        2.1 技術(shù)方案

        除渣系統(tǒng)新工藝由傾斜溜槽、膠帶輸送機(jī)、漿液回收工藝、室外臨時(shí)存渣場(chǎng)地及防護(hù)裝置組成。

        加工傾斜溜槽:傾斜溜槽起到引導(dǎo)從制漿機(jī)排出的廢渣向下滑動(dòng)的作用,另外在溜槽上加工篩孔,起到濾除廢渣中少量漿液的作用。

        改造原回流工藝:在回流基坑內(nèi)砌筑擋墻,阻擋漿液流入排水基坑內(nèi),在回流基坑內(nèi)向緩漿池內(nèi)向下傾斜60°角施工φ80 mm鉆孔,使回收的漿液直接流入緩漿池內(nèi),如圖2所示。

        1-傾斜料槽;2-濾網(wǎng);3-集漿口;4-回流基坑;5-俯角鉆孔;6-緩漿池圖2 漿液回流工藝示意圖

        安裝機(jī)架、設(shè)備:根據(jù)設(shè)計(jì)加工、組裝膠帶輸送機(jī)架體結(jié)構(gòu),安裝托輥、皮帶、電機(jī);傾斜料槽上口與制漿機(jī)出渣口相連,下口放置在皮帶機(jī)尾上部,膠帶輸送機(jī)機(jī)頭處于室外臨時(shí)存渣場(chǎng)地上部。

        存渣場(chǎng)地:室外臨時(shí)存渣場(chǎng)地需根據(jù)膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)合適的尺寸,除渣口寬度與裝載機(jī)鏟斗寬度匹配,存渣場(chǎng)地具有20方以上廢渣儲(chǔ)存空間,擋墻具有一定抗撞擊、抗水浸強(qiáng)度,如圖3所示。

        圖3 除渣工藝左視圖

        控制系統(tǒng):敷設(shè)電纜至注漿站電控室,使用注漿電控柜備用控制開關(guān)控制膠帶輸送機(jī)電機(jī)。另外,對(duì)原遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)升級(jí),使其實(shí)現(xiàn)“雙控”功能,如圖4所示。

        圖4 除渣系統(tǒng)新工藝控制系統(tǒng)圖

        2.2 實(shí)施方式

        漿液回流工藝:注漿過程中,從排渣口排出的石塊、雜草中混有一定的漿液,利用排渣口處漿液回收裝置,漿液流入回流基坑內(nèi),漿液再通過回流基坑直接流入緩漿池內(nèi),如圖5所示。

        機(jī)械除渣工藝:注漿過程中,制漿機(jī)內(nèi)排渣片將石塊、雜草等廢渣通過排渣口排出,落到自動(dòng)除渣系統(tǒng)上,自動(dòng)排渣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)將石塊、雜草排到室外臨時(shí)存渣場(chǎng)地,裝載機(jī)清理廢渣,如圖6所示。

        a-舊工藝;b-新工藝圖5 回流工藝

        a-舊工藝;b-新工藝圖6 排渣工藝

        3 結(jié)論

        (1)漿液回流及機(jī)械除渣新工藝實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排除廢渣、優(yōu)化漿液回收工藝、高效清理廢渣功能。解決了原工藝存在的耗費(fèi)人工、衛(wèi)生條件差,漿液回收工藝復(fù)雜、耗能高、磨損大、易引發(fā)電機(jī)浸水事故,室外清理廢渣費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問題。

        (2)注漿站通過對(duì)制漿機(jī)除渣系統(tǒng)工藝改造后,每年預(yù)計(jì)可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益30萬(wàn)元。目前我國(guó)礦井制漿系統(tǒng)除渣工藝仍為人工除渣,技術(shù)比較落后,制漿機(jī)除渣系統(tǒng)的研發(fā),將會(huì)解決這一技術(shù)難題,從而必將提升神東公司在防滅火工程機(jī)械領(lǐng)域的硬實(shí)力。契合了企業(yè)的實(shí)際需要,有效提倡知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主化,具有顯著的社會(huì)效益。

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