1概述
原有受煤漏斗+脱水刮板输送机清理撒煤系统(见图1)是把整个主立井井筒看做一个煤仓,距清理撒煤巷底板适当高度做井底漏斗,漏斗下设溜槽,落入井底的煤和水通过漏斗下的溜槽落入刮板输送机尾部沉淀池内,经沉淀后开动刮板输送机,煤缓慢通过刮板输送机渐变的斜坡,利用刮板输送机网状的底板脱水,水流回刮板输送机尾部的煤泥水池,煤随刮板输送机到达头部,卸载到翻斗车或矿车里。在煤泥水池靠近巷道排水沟的一侧设有一块块木板组成的木制闸门,闸门略低于煤泥水池,经过沉淀的煤泥水溢出闸门后经排水沟流到井底水仓,一般无需另设沉淀池。同时,在检修刮板输送机和清理沉淀池时打开闸门,放出煤泥水。如果是井底车场与清理撒煤巷在同一标高,可用载煤矿车(翻斗车)或矿车直接通过井底车场进入罐笼提升到地面。经沉淀的煤泥水直接流入井底主水仓。如果是井底车场与装载皮带巷同一标高或井底车场与井底煤仓上口同一标高,则需另设专门的清理撒煤斜巷,载煤翻斗车编组牵引至上仓带式输送机上方溜煤眼处或井底煤仓上,将煤卸入输送机进入井底煤仓或直接进入井底煤仓,也可把矿车提升到井底车场进入罐笼提升到地面。但脏杂煤直接进入井底煤流系统,可避免地面另设脏杂煤处理系统,也不污染环境,只是注意,脏杂煤不要在同一时间集中进入井底煤仓,以免发生堵仓事故。同时,还需另设清理撒煤巷积水仓,用扬程较高的潜水泵把水排到井底主水仓。山西潞安矿业屯留矿井即为上述清理撒煤形式。
2优缺点分析及技术改进
2.1优点
(1)整套系统相对简单,实现了清理机械化,改善了工作条件。(2)无需另设专用水仓,减少了巷道工程。(3)无论主井是否提煤,都可开动刮板输送机清理脏杂煤。
2.2缺点分析及相应技术改进
2.2.1缺点分析(1)井底漏斗下的溜槽由于长期经受井筒淋水的腐蚀寿命较短,同时,固定溜槽的螺栓受腐蚀后极易锈死,为更换溜槽带来很大的麻烦。针对这一点,我们曾做过改进。把溜槽法兰盘和漏斗口下外伸出的与溜槽相连的法兰盘的螺栓孔改为U型开口,用哑铃型螺栓直接卡住两个法兰盘,在拆卸时直接砸开哑铃型螺栓即可。虽然情况有所改善,但问题依然存在。(2)木料、钢丝绳等杂物落入井底,又长期疏于清理,或大量水煤泻入井底,导致漏斗堵塞时,清理特别困难。同时,清理时容易发生人员伤亡事故。某矿因大量水煤进入箕斗,导致箕斗超载无法提升,只能打开箕斗闸门让水煤泻入井底,导致漏斗堵塞。在疏通漏斗过程中,大量水煤突然泻下,两名工人躲闪不及,造成两死多伤的重大事故。(3)更换箕斗尾绳时需拆下溜槽,比较麻烦。2.2.2技术改进针对上述缺点,进行了技术改进(见图2)。取消了集煤漏斗及漏斗下溜槽,改为对称的两个斜坡直接落在沉淀池上(见图2B-B剖面),在撒煤巷内斜坡前后是开式的。箕斗撒煤和井筒淋水落在斜坡上滑入沉淀池内,清理脏杂煤时开动脱水刮板输送机即可,系统其他部分与原有受煤漏斗+脱水刮板输送机清理撒煤系统一样。斜坡用掺入铁钢砂的高标号水泥进行耐磨和强化处理。根据各矿情况不同,如果撒煤严重,大块较多可考虑在斜坡上铺设钢轨防砸耐磨。山西国投白羊岭矿,陕西彬长小庄矿等矿井应用了技术改进后脱水刮板输送机清理撒煤系统。
3与传统撒煤清理方式及采用耙斗装岩机的直落式清理撒煤系统的比较
近年来,由于技术的进步、设备的更新和新材料的应用,主立井井底撒煤大大减少,井筒淋水大幅下降,再加上大中型煤矿的不断增多,小型矿井不断减少,原有的传统清理撒煤方式用的越来越少,如主立井小箕斗清理、斜巷小箕斗清理、立井抓斗清理、摇摆式闸门平巷矿车清理等等。一直沿用的沉淀池式扒斗清理撒煤特点是:基本实现了清理机械化,对工作条件有所改善,但翘板式畚箕溜槽将井筒的撒煤定点卸载到沉淀池内,撒煤容易起堆,需经常用水冲开或用耙斗耙开,堵仓及堵仓后清理时的安全问题也没得到解决,同时仍有大量煤泥进入水仓,人工清理劳动强度大。以下就经改造的脱水刮板输送机清理撒煤和这几年兴起的直落式耙斗装岩机清理撒煤做一下比较。
3.1改造后脱水刮板输送机清理撒煤系统的特点
(1)系统简单,可靠性高,清理撒煤硐室的设计和施工较简单,改善了工作条件。(2)实现了机械化,可远程操控刮板输送机开关,工人仅需在机头观察装车情况即可。(3)沉淀池设在地面以上机尾处,充分利用空间减少了硐室工程量,节约了投资。(4)取消井底集煤漏斗,彻底解决了因堵仓问题引发的安全问题。同时,使更换箕斗尾绳更加方便。(5)井筒可在深度上缩短3~4m,对于临近含水层的矿井意义较大,同时节约了投资。
3.2与直落式耙斗装岩机清理撒煤系统的比较
(1)基础工程。改进的刮板输送机清理撒煤系统下口需做斜坡,斜坡落在沉淀池上,另外为抬高刮板输送机机头需做渐变的缓坡。但此种清理方式可以用在清理撒煤巷一端是盲端的情况。例如现在正在施工中的陕西旭升矿,是主副提升在一个井筒内的混合井兼做进风井。井底车场与装载皮带巷同一标高布置,清理撒煤巷为以井筒壁为终端的盲端布置。采用此种清理方式只需把刮板尾部前移,并在尾部上方设置一块斜放的防砸钢板,即可满足此种工况需要。直落式清理撒煤系统井筒下端无需收口,但撒煤硐室内需留出专门的位置设置沉淀池。同时,为防止硐室底板不被耙斗装岩机扒出沟槽,需做耐磨和强化处理。(2)应用比较。对于改进的刮板输送机清理撒煤系统来说,撒煤和井筒淋水直接落入沉淀池,因沉淀池在巷道底板以上,所以可根据具体井筒淋水情况把沉淀池做大或做小,基本不受硐室大小限制;溢出的煤泥水沿巷道有排水沟一侧流出,另一侧检修时行人,环境较好;可远程控制刮板输送机,无需考虑箕斗是否提煤。对于直落式清理撒煤系统来说,撒煤和井筒淋水直接落入硐室底板上,如淋水较多时易造成煤泥水横流;硐室底板虽经耐磨和强化处理,但长期来看仍然易扒出沟槽,破坏底板;不适用于一端为盲端的清理撒煤硐室中。
4结语
经过技术改造后的脱水刮板输送机清理撒煤系统结构简单,适用于多种工况,系统可靠性高,可远程操控,降低了工人劳动强度,同时改善了工作环境。一定程度上减少了硐室工程量,缩短了井筒深度,经济效益明显。提高了安全性,杜绝了堵仓现象,使更换尾绳更加方便。在应用的多个矿井中得到了业主的肯定。
作者:陈华颖 单位:中煤科工集团北京华宇工程有限公司