李慶雙　孫成國　李向鑫

摘要：離心式水倉清挖機(jī)較原有壓濾式水倉清挖機(jī)相比能夠減少大量人員需求，有效的減少井下運(yùn)輸壓力，降低水倉清挖成本，減少水倉清挖工作的勞動(dòng)量，是未來水倉清挖機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：水倉清挖機(jī);壓濾式;離心式

煤礦井下水倉是保證安全生產(chǎn)、防止礦井水災(zāi)的重要設(shè)施。隨著礦井開采的延伸，礦井涌水量逐漸增大，排水泵不能及時(shí)排往地面的涌水積存在井下水倉中。由于大量涌水?dāng)y帶固體顆粒物進(jìn)入水倉，使得井下水倉有效蓄水容積減小，必須定期對(duì)水倉內(nèi)淤積的固體物進(jìn)行清理?！睹旱V安全規(guī)程》第一百八十條規(guī)定，主要水倉必須有主倉和副倉，一個(gè)水倉清理時(shí)，另一個(gè)水倉能正常使用，并始終保持原設(shè)計(jì)容積的3/4以上，如此循環(huán)交替工作。

井下水倉清挖工作條件惡劣，淤積物中含水量大，攪動(dòng)后往往變成半流態(tài)或流態(tài)，用傳統(tǒng)的鐵鍬裝礦車運(yùn)出清倉方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，壓濾式水倉清挖機(jī)，設(shè)備較多，操作復(fù)雜，需要人工較多，占地面積大。而離心式水倉清挖機(jī)不僅具備壓濾式水倉清挖機(jī)所有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)具備安裝占地面積小、安裝簡單，使用人員少，操作簡單，容易維護(hù)保養(yǎng)是水倉清挖機(jī)今后發(fā)展的主要方向。

1、清倉機(jī)工作原理

清倉機(jī)有兩部分組成，包括自動(dòng)集料泵送車與礦用離心式固液分離機(jī)。工作時(shí)通過軌輪式/履帶式清淤小車攪拌集料系統(tǒng)對(duì)煤礦井下煤泥進(jìn)行攪拌，軌輪式/履帶式清淤小車的泵送系統(tǒng)通過管路將煤泥輸送至礦用固液分離機(jī)內(nèi)，煤泥水混合物在礦用固液分離機(jī)作用下，使水、煤混合物分離，水經(jīng)溢流管排出后回流到另一水倉，再由井口排水泵排出，固液離心機(jī)中的脫水煤泥進(jìn)入礦車/皮帶運(yùn)輸。

2、清倉機(jī)主要結(jié)構(gòu)及其特性

2.1車體行走裝置

車體行走系統(tǒng)主要有行走動(dòng)力裝置、行走輪組和車架組成。動(dòng)力裝置采用油泵液壓驅(qū)動(dòng)，使行走輪組能夠在水倉中行走，在小車安裝有行走踏板，前踩為前進(jìn)，后踩為后退，中間位置為制動(dòng)。

2.2攪拌集料系統(tǒng)

攪拌集料裝置安裝在車體行走機(jī)構(gòu)前端，主要有攪拌裝置、升降油缸、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架、渣漿泵等部分組成。工作時(shí)調(diào)節(jié)升降油缸將攪拌裝置處于合適位置，啟動(dòng)攪拌裝置將收集到中間位置，泥漿泵將煤機(jī)直接通過管路輸送到礦用離心式固液分離機(jī)。

2.3液壓控制系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)采用全開式回路，用于驅(qū)動(dòng)清淤機(jī)行走、螺旋集料輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)和控制升降液壓缸伸縮，能夠很好的適用水倉濕熱環(huán)境。

3、礦用離心式固液分離機(jī)

分離機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、差速器、機(jī)座、罩殼、潤滑系統(tǒng)等部件組成。

3.1螺旋推料器

螺旋輸送器能連續(xù)地把沉渣送至排渣口并排出機(jī)外。螺旋輸送器的筒體與轉(zhuǎn)鼓同心安裝在軸承上，螺旋輸送器邊緣所形成的回轉(zhuǎn)外廓通常同轉(zhuǎn)鼓的形狀相同。螺旋推料器由柱錐體及葉片構(gòu)成，葉片焊接在筒體上成螺旋線形，螺旋出料口處增加布料內(nèi)筒，螺旋采用單錐，可以確保沉降至轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料可靠地被輸送。

螺旋推料器在錐段采用變螺距的結(jié)構(gòu)形式，主要的目的是增加沉降時(shí)間，提高分離效果;另外逐漸減小螺距使物料在錐段受到漸變的擠壓作用，可以減小泥餅的含水量。

3.2轉(zhuǎn)鼓

分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓由柱轉(zhuǎn)鼓與錐轉(zhuǎn)鼓組成。在轉(zhuǎn)鼓的大端軸向分布有6個(gè)出液口。轉(zhuǎn)鼓最大內(nèi)直徑為500mm，長徑比為3/1。

3.3工作原理

分離機(jī)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由兩對(duì)皮帶輪分別傳動(dòng)，一對(duì)皮帶輪與臥螺分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓相連，另一對(duì)與螺旋推料器相連，由于傳動(dòng)比不同，這樣就使得轉(zhuǎn)鼓與螺旋同向旋轉(zhuǎn)但具有一定差轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。

4、對(duì)比分析

壓濾式水倉清挖機(jī)有行走小車、攪拌罐、加壓泵、液壓站、壓濾機(jī)組成。離心式水倉清挖機(jī)僅有行走小車、離心式固液分離機(jī)組成，結(jié)構(gòu)更為簡答緊湊，便于安裝維護(hù)，安裝占地面積較壓濾式水倉清挖機(jī)減少80%，巷道開拓費(fèi)用昂貴?？晒?jié)約大量安裝費(fèi)用。

離心式固液分離機(jī)尺寸?。ㄕ麢C(jī)尺寸長2900mm×寬990mm×高1450mm）可以直接安裝在原有的皮帶上，不需要使用礦車接煤泥，每天可減少使用礦車30輛，減少推礦車人員6人。

壓濾式水倉清挖機(jī)需要安裝專人操作液壓站、攪拌罐、加壓泵，而離心式固液分離機(jī)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人操作，只需要安排1人巡回檢查即可，每天可減少操作人員3人。

挖水倉期間離心式固液分離機(jī)可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無故障運(yùn)行，不需要安排人員對(duì)其拆機(jī)檢查，減少了維修量，延長施工時(shí)間提高工作效率。

5、結(jié)論

現(xiàn)代的煤礦向自動(dòng)化發(fā)展，人員需求越來越少，離心式水倉清挖機(jī)較原有壓濾式水倉清挖機(jī)相比能夠減少大量人員需求，有效的減少井下運(yùn)輸壓力，降低水倉清挖成本，減少水倉清挖工作的勞動(dòng)量，是未來水倉清挖機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。