MQC－90型清仓机在斜沟煤矿的应用及推广

潘文强

(西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县 033602)

煤矿防治水一直是煤矿预防水灾的一项重要工作，而清理淤泥工作繁重，费时费力一直困扰着清泥作业人员。尤其是随着煤矿大型机械化设备的推广应用，煤泥量越来越大，造成煤泥在水仓中沉积速度较快。按《煤矿安全规程》第281条规定:“水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理一次”。第280条规定:“水仓的空仓容量应当经常保持在总容量的50%以上”。只有保持水仓的正常排水容量，煤矿预防水灾工作才能取得事半功倍的效果。针对西山晋兴能源公司斜沟煤矿排水含泥沙量大的现状，经过咨询和调研，该矿先后试用了徐州天科机械制造有限公司生产的水仓煤泥清挖系统装置和飞翼公司生产的MQC－90型清仓机。通过试用比较，最后确定使用MQC－90型清仓机，解决了水仓煤泥堆积速度快、难以清理的难题。

1 煤泥清挖系统的主要技术待征

水仓煤泥清挖系统主要由软轴搅拌器、泥浆泵、排泥管路、振动筛、缓冲箱、液压泵站、压滤机、皮带组成。

1.1 泥浆泵

1)泥浆泵的结构:主要由转子、定子、万向节、连杆、转动轴、轴封及壳体等组成。

2)泥浆泵的输送原理:它是一种内啮合密闭式容积泵，其工作部分由双头螺旋孔的定子和在定子与其啮合的偏心螺旋转子组成，驱动装置通过传动轴及万向接头带动转子旋转并作行星回转，以定子孔腔与转子螺旋啮合形成的密闭腔的移动来输送介质。当密闭腔内的工作液体从吸入口向排出口做正向输送时，由于出口截流，排出口输液增压，高压液体向吸入口低压区回流，在通过密闭腔时由于截流而产生压降，从而减少回流量，回流量不超过规定值。多个密闭腔将使排出口的工作液体有较高的增压，从而接至煤泥专用压滤机。

3)工作特点:本泵压力稳定，无脉冲;抽排浓度高，可抽排40% ～60%的煤泥水;高扬程，扬程可根据工况在1～180 m范围选择;对煤泥水颗粒度适应性好、可输送0～13 mm的颗粒液体;吸上高度高，输送噪声小，无泄漏，输液无温升;结构简单，维修方便。

1.2 煤泥专用压滤机

煤泥专用压滤机结构性能与工作原理:是集机、电、液于一体的先进分离机械设备，具体由:机架部分，过滤部分，液压部分三大部分组成。

1)机架部分。

它是整套设备的基础，主要用于支撑过滤机构，由止推板、压紧板、机座、油缸体和主梁等联接组成。设备运行时，油缸体上的活塞杆推动压紧板，将位于压紧板和止推板之间的滤板及过滤介质压紧，以保证带有一定压力的滤浆在滤室内进行加压过滤，机座上装有皮带输送机，可将卸下的滤饼直接上盘曲皮带运走。

2)压滤机。

压滤机是整齐排列在主梁上的滤板和夹在滤板之间的过滤介质所组成的，滤板采用优质聚丙稀材料制成。过滤开始时，滤浆在压滤泵的推动下，经止推板的料口进入各滤室内，滤浆借助压滤泵产生的压力进行固、液分离，由于过滤介质(滤布)的作用，使固体留在滤室内形成煤泥饼，滤液由水嘴或出液阀排出。

3)液压泵站。

液压泵站是压滤机及压滤泵的动力源，集动力提供与控制操作于一体。由油箱、液压泵、防爆电机、溢流阀、高低压过滤器、集成块、压力表等组成。

4)压滤机的操作使用。

压滤机的操作分3步:压紧、保压、松开。

a)启动液压泵站电机，操纵换向阀手把，压滤泵开始转动，将缓冲箱内的煤泥水打入压滤机，开始压紧，压紧后，换向阀手把打至中位，压滤机处于保压状态，此时，液压站处于空载状态。

b)压滤机处于保压状态，打开进料口开始进料，在保证压力的作用下，滤浆经过过滤介质开始过滤。

c)当过滤完成时，操纵换向阀手把至另一位，压紧板自动后退，到位后，换向阀手把至中位，系统处于卸载状态，液压站处于空载运转状态。当人工卸料完成以后，一个循环完毕，进入下一个过滤周期。

2 使用效果

该矿的主、副水仓有效容量分别为2000 m3、1800 m3，以主水仓的清理为例。

2.1 原来的清理水仓工艺

1)按工艺流程:需要工人8个，使用工具:双向胶轮矿车、铁锹、水筒。

2)工人一天清理的淤泥数量:按2个班，16车淤泥计算，0.75 m3×2/3 ×16=8 m3/天(0.75—矿车的容积，2/3—矿车容积的2/3)。

3)人工清理水仓淤泥的数量:淤泥按水仓有效容量的1/2计算:2000 m3÷2=1000 m3，1000×2/3=666 m3(2/3—人工清理淤泥所达到的程度)。

4)这样清挖淤泥所用时间:666 m3÷8 m3/天≈83天。

以上结果显示，原来水仓清理至少需要2个多月时间，水仓清理必须在每年雨季前2个月就开始。不但浪费精力和时间，而且水仓清理的效果不佳。

2.2 使用水仓煤泥清挖系统装置后效果

本系统根据井下实际条件安装使用，该设备一般过滤5～10 min后，就可完成一个工作循环。

1)完成此系统的工艺流程需要工人6个(见图1)。

图1 工艺流程示意图

2)一天该系统清挖淤泥的数量:按2个班12 h计算，一矿车淤泥压滤所需时间按10 min计算，12×60 ÷10 ×0.75 m3=54 m3/天。

3)该系统清挖淤泥所用时间:淤泥按水仓有效容量的1/2计算:2000 m3÷2÷54 m3/天≈18.5天。

以上结果显示，使用该系统装置后，可以大大节省人力物力，提高工效，清仓效果明显。

2.3 水仓煤泥清挖系统存在的问题

采用电机驱动橡胶轮胎前进或后退，泥潭中移动困难不灵活，仅适应于断面大的巷道和水仓;煤泥清挖泵若吸入大颗粒硬质东西，容易损坏泥浆泵和压滤泵内转子和定子，定转子堵塞处理困难。相关设备多，维护工作繁重。

3 MQC－90型清仓机的主要技术特征

清仓机由行走机构、挖装机构、泵送机构、油配管总成、电气系统、动力总成等组成。主机的随机附件包括输送管总成。设备具体结构见图2。

图2 行走机构结构示意图

1)行走机构。

行走机构是清仓机行走的运动机构，也是整机联接支撑的基础。主要由履带、涨紧机构、机架和液压马达组成。2条履带分别由2个液压马达独立驱动。履带与履带架为滑动接触，履带架上设有沟槽导向，防止脱轨。

履带由履带板、履带轴和弹性挡圈构成。

涨紧机构由导向轮、导向轮支架、导向轮轴、涨紧螺母轴、轴套和内外密封端盖等组成。它是履带的涨紧装置。按照涨紧螺母要求，旋转机架固定板上的涨紧螺母，使涨紧轴轴向移动，带动导向轮伸出，以涨紧履带链。

机架的两侧是履带架体，中间用2个圆形管子焊接而成。

支撑板焊接在机架上，用于支撑挖装部的尾部。

2)挖装机构。

挖装机构示意图见3。

图3 挖装机构示意图

挖装部采用螺旋集泥装置和链轮传动装置作为装载机构，可输送煤泥，对黏性比较大的煤泥和松散物料均能适应，挖装部悬臂可升降，集泥范围大，效率高。其结构主要由集料装置、前支架、尾架、传动装置和驱动装置等组成，它是清仓机工作的第一步骤。其工作原理为:驱动装置由液压马达驱动主链轮转动，由双排圆环链带动螺旋给煤轮轴旋转，挖翻煤泥并使煤泥挤到轮轴输送槽前端，圆环链上装有刮板，将煤泥刮运到料斗里，完成挖装工作。为了适应煤泥厚度的变化，挖装部可上下移动(由升降油缸推拉完成)，螺旋由左、右螺旋组成，输送槽由两段组成，在下井时可拆开。在主动链轮两侧设有张紧螺杆，可根据需要调整工作中链条的松紧程度。

3)动力部分。

动力部分主要包括:隔爆型三相异步电动机、连接法兰、冷却泵、辅油泵、主油泵等。其各主要部件的结构见图4。

图4 动力部分示意图

动力部分为清仓机提供动力。主油泵组由隔爆型三相异步电动机带动，从液压油箱吸入液压油，主油泵泵出的压力油经高压胶管进入液压阀组，经液压阀组控制分配后进入泵送主油缸完成泵送作业，辅油泵泵出的压力油经多路阀进入行走和挖装液压马达和升降油缸，并驱动其工作。冷却泵泵出的压力油驱动冷却风扇工作。

4)泵送机构。

泵送机构主要包括:料斗总成、S阀总成、泵送总成。其各主要部件的结构见图5。

图5 泵送机构示意图

泵送机构为清仓机运送物料的主要机构。动力部分输出的压力油经油配管总成控制分配进入主油缸，驱动主油缸活塞工作;主油缸活塞杆与输送缸内砼活塞连接，带动砼活塞工作;输送缸一端与料斗连接，并经S阀总成控制与料斗联通;正常泵送作业时，砼活塞前进时压送的煤泥经S阀泵出，而砼活塞后退时，将料斗中的煤泥吸入输送缸。通过液动换向阀控制，使主油缸活塞换向，实现循环往复连续泵送。反泵时，通过反泵操作，使处在吸入行程的输送缸与S管分配阀联通，处在推送行程的输送缸与料斗联通，从而将输送管路中的煤泥抽回料斗。

4 清仓机使用后的效果及存在的问题

1)完成此系统的工艺流程需要工人4人。

2)1天本系统清挖淤泥的数量:按2个班，每班6 h计算，每小时清理35 m3，(35×6 ×2)m3=420 m3/天。

3)该系统清挖淤泥所用时间:淤泥按整个水仓容量计算:2000 m3÷420 m3/天≈4.76 天。

使用该清仓机后，可以大大节省人力物力，提高清泥速度，但在清泥过程中，因配水井阀门施工防水不够严密，经常出现返水现象，影响清泥工作进度，每天2班，每班6 h最快需要10天时间清理完毕。

4)清仓机存在的问题。

清仓机清理速度快，但排出的煤泥水上皮带，受皮带必须出煤的限制;油温上升快，工作2 h必须停机1 h降温，否则，因油温高导致橡胶密封圈烧毁;履带张紧装置时常松脱，需要经常紧固。

5 结语

综上所述，清仓机性价比较高，适合该矿淤泥堆积速度快，没有设立专门沉淀池，必须每月清理的现有条件。清仓机运行稳定，安全可靠，移动灵活性强，基本可以清理水仓各个角落，清泥效果彻底、干净，大大节省了清泥时间，同时减少了工人数量，降低了劳动强度，值得推广使用。对清仓机存在的问题需要今后在工作中进一步改进。