CN103670512A - 井下超大水仓水体下连续自动清淤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，包括外水仓和内水仓，沿外水仓和内水仓的走向设置有排泥槽，外水仓和内水仓内均设置有井下防爆移动式集泥装置，井下防爆移动式集泥装置用于将对应水仓底部污泥提升并排放到排泥槽；排泥槽设置有能沿排泥槽走向行走的刮泥装置，刮泥装置用于将排泥槽中的污泥输送至污泥池；污泥池底部通过污泥泵与浓缩脱水装置相连接；还包括控制装置，控制装置用于控制井下防爆移动式集泥装置、刮泥装置、以及污泥泵和浓缩脱水装置的运行。本发明提高了煤矿井下清淤的工作效率，降低了清淤劳动强度，提高清淤设备的自动化程度。

Description

井下超大水仓水体下连续自动清淤系统

技术领域

本发明属于煤矿清淤技术领域，具体涉及一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统。

背景技术

煤矿井中央水仓清淤一直是困扰煤矿企业的一个难题，虽然各工矿企业也都做出了不同程度的探索和研究，但都不能完全解决现场实际所遇到的各种问题，自动化程度仍偏低，清淤效果较差，现处在被动局面，给煤矿排水工作带来最大隐患问题。

目前，国内外煤矿清淤方式多采用半机械化人工清淤，清淤前必须先安装局部通风机、牵引绞车和排污泵，临时管路及相应配电设施，再把排污泵人工挪移到水仓，将积存的水排干，然后配合高压水和清淤泵将淤泥水排至矿车或泥罐车及临时储存设施，故前期准备工作繁琐。清淤期间，必须停止使用一条水仓，对排水工作造成一定影响；职工劳动强度大，清淤周期较长，一般每班5人施工，共计25天左右。清出的淤泥采用泥罐车运输，运输时对沿线造成一定程度的污染。特别是水量较大浓度较高的矿井，由于水仓设计长度较短，按照水体自净规律，进入水仓的矿井水含泥浓度较高，只是水仓淤泥较为严重，尽管每年对水仓进行2-4次清淤仍不能较好解决根本问题，特别是高浓度水进入吸水小井后，造成排水泵设备及配件磨损较快，同时容易造成排水泵吸水龙头堵塞或配水阀打不开，直接影响排水设备的正常排水。不仅如此，排放到地面水质较差，影响水处理效果，造成净水困难，浪费药剂和污染周围环境。如何提高煤矿井下中央水仓清淤的工作效率，降低职工的劳动强度，提高排水水泵进水水质，提高清淤设备的自动化程度，具有非常广阔的发展应用空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，提高了煤矿井下清淤的工作效率，降低了清淤劳动强度，提高清淤设备的自动化程度。

本发明所采用的技术方案是，一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，包括外水仓和内水仓，沿外水仓和内水仓的走向设置有排泥槽，外水仓和内水仓内均设置有井下防爆移动式集泥装置，井下防爆移动式集泥装置用于将对应水仓底部污泥提升并排放到排泥槽；排泥槽设置有能沿排泥槽走向行走的刮泥装置，刮泥装置用于将排泥槽中的污泥输送至污泥池；污泥池底部通过污泥泵与浓缩脱水装置相连接；还包括控制装置，控制装置用于控制井下防爆移动式集泥装置、刮泥装置、以及污泥泵和浓缩脱水装置的运行。

进一步的，外水仓和内水仓均为直角半框形状。

进一步的，井下防爆移动式集泥装置包括位于水面上的工作平台和集泥行走小车，工作平台上通过链条传动机构实现在集泥区的纵向行走，集泥行走小车安装在工作平台上，集泥行走小车通过驱动机构实现在工作平台上的横向行走，集泥行走小车上连接有向下深入在底部内的集泥提升装置，集泥提升装置用于将水仓内污泥提升并排放到排泥槽。

进一步的，集泥提升装置为防爆潜水泵。

进一步的，刮泥装置包括通过驱动装置沿排泥槽行走的刮泥小车，刮泥小车上连接有刮泥板，刮泥板向下深入在排泥槽内。

进一步的，刮泥板的顶端铰接在刮泥小车上，刮泥板和刮泥小车之间还连接有提升牵引装置。

进一步的，浓缩脱水装置包括搅拌浓缩罐和全自动厢式压滤机。

进一步的，排泥槽的深度小于外水仓和内水仓的深度。

进一步的，外水仓和内水仓的末端均设置有用于使上清水回流的水沟。

本发明的有益效果是：

1、改变了传统的煤矿水仓清淤模式，水仓的设计模式，将被动清仓改为主动清仓，达到水中“捞泥”的目的。

2、实现连续无间断清淤工作，有效的降低清淤带来的巷道污染。清淤期间不影响水仓正常使用，确保了排水系统的安全运行，消除了排水隐患。

3、清淤系统自动化程度高，能实现自动和远程操作，降低了工人的劳动强度。

4、工作人员可以进入水仓查看情况和直接操作设备，广泛适用于井下其他类似场所。

5、设备安装方便，互换性强，大大减小了维修量。

附图说明

图1是本发明井下超大水仓水体下连续自动清淤系统的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本发明中的井下防爆移动式集泥装置的结构示意图；

图4是本发明中的井下防爆移动式集泥装置平面布局示意图；

图5是本发明中的刮泥装置的结构示意图；

图6是图1的B-B向剖视图；

图7是图1的C-C向剖视图。

1、外水仓，2、内水仓，3、井下防爆移动式集泥装置，3-1、集泥行走小车，3-2、集泥提升装置，3-3、工作平台，3-4、链条传动机构，3-5、轨道，3-6、驱动装置，4、刮泥装置，4-1、刮泥小车，4-2、刮泥板，4-3、提升牵引装置，4-4、驱动装置，4-5、刮泥小车行走轮，5、排泥槽，6、防爆潜水泵，7、污泥池，8、浓缩脱水装置，9、轨道大巷，10、水沟，11、离心泵，12、变电所，13、管子道，14、排水管，15、防爆电动葫芦，16、配水阀，17、可调通风机。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，包括与轨道大巷9相连接的外水仓1和内水仓2，外水仓1和内水仓2均为直角半框形状。外水仓1和内水仓2的直角半框形状，一方面方便了在其入口处淤泥的清除，另一方面方便了在水仓内分别设置移动式集泥装置3。沿外水仓1和内水仓2的走向设置有排泥槽5，排泥槽5的深度小于外水仓1和内水仓2的深度。

结合图2所示，外水仓1和内水仓2内均设置有井下防爆移动式集泥装置3，井下防爆移动式集泥装置3用于将对应水仓底部污泥提升并排放到排泥槽5。排泥槽5设置有能沿排泥槽5走向行走的刮泥装置4，刮泥装置4用于将排泥槽5中的污泥输送至污泥池7。污泥池7底部通过污泥泵与浓缩脱水装置8相连接。本发明还包括控制装置，控制装置用于控制井下防爆移动式集泥装置3、刮泥装置4、以及污泥泵和浓缩脱水装置的运行。

目前国内常见的清挖设备主要有扒抓式、链条刮板式和泵吸式，其各具特点，但均具有设备大、检修难度大、且附属设施多等缺点。

为克服以上缺点，结合图3和图4所示，本发明井下防爆移动式集泥装置3包括位于水面上的工作平台3-3和集泥行走小车3-1。本发明的特点之一是工作平台3-3的传动部分，传动原理主要有齿轮传动、链轮传动和带式传动。结合三种传动方式的优缺点对比，结合煤矿井下水仓的现场工作情况，选择链条传动机构3-4作为工作平台3-3的传动部分。链条传动机构3-4的特点是：能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作；与齿轮传动比较，它可以在两轴中心相距较远的情况下传动运动和动力；和带传动比较，它能保证准确的平均传动比，传递功率较大，且工作在轴和轴承上的力较小。本发明中在工作平台3-3上安装减速机，通过驱动装置3-6带动链条传动机构3-4的主动轮运转，进而带动工作平台3-3沿水仓纵向方向移动。

集泥行走小车3-1安装在工作平台3-3的横向轨道3-5上，工作平台3-3上还安装有驱动传动机构，集泥行走小车3-3通过驱动机构实现在轨道3-5上的横向行走，集泥行走小车3-1上连接有向下深入在底部内的集泥提升装置3-2，集泥提升装置3-2用于将水仓内污泥提升并排放到排泥槽5。集泥提升装置3-2为防爆潜水泵。

如图5所示，刮泥装置4包括沿排泥槽5行走的刮泥小车4-1，刮泥小车4-1的刮泥小车行走轮4-5上连接有驱动装置4-4。刮泥小车4-1上连接有刮泥板4-2，刮泥板4-2向下深入在排泥槽5内。刮泥板4-2的顶端铰接在刮泥小车4-1上，刮泥板4-2和刮泥小车4-1之间还连接有提升牵引装置4-3。提升牵引装置4-3包括固定在行走小车4-1上的提升牵引滑轮，提升牵引滑轮和刮泥板4-2之间连接有提升牵引绳。行走小车4-1在行走中，刮泥板4-2在提升牵引装置4-3的作用下，能有效刮泥，在排泥槽7实现主动刮泥输送。

浓缩脱水装置8包括搅拌浓缩罐和全自动厢式压滤机。

如图6所示，外水仓1和内水仓2的末端均设置有用于使上清水回流的水沟10。

结合图1和图7所示，外水仓1和内水仓2入口处设置有用于将污泥提升至水仓的防爆潜水泵6，防爆潜水泵6的排水管14通过离心泵11与管子道13相连接，并根据需要设置有用于提升防爆潜水泵6的防爆电动葫芦15，以及变电所12、配水阀16和可调通风机17。本发明还包括控制装置，控制装置用于控制井下防爆移动式集泥装置3、刮泥装置4、以及污泥泵和浓缩脱水装置8的运行。控制装置由可编程控制箱和可编程操作台组成，控制方式有三种即遥控、自动操作模式和就地操作模式。推荐使用自动操作模式，即利用可编程控制箱上按钮或者可编程操作台上自动操作模式下的屏幕上案件，来实现PLC控制各个电机的启动和停车，最终实现本系统的自动化作业。

Claims (9)

1.一种井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，包括外水仓（1）和内水仓（2），沿所述外水仓（1）和内水仓（2）的走向设置有排泥槽（5），所述外水仓（1）和内水仓（2）内均设置有井下防爆移动式集泥装置（3），所述井下防爆移动式集泥装置（3）用于将对应水仓底部污泥提升并排放到排泥槽（5）；所述排泥槽（5）设置有能沿排泥槽（5）走向行走的刮泥装置（4），所述刮泥装置（4）用于将排泥槽（5）中的污泥输送至污泥池（7）；所述污泥池（7）底部通过污泥泵与浓缩脱水装置（8）相连接；

还包括控制装置，所述控制装置用于控制井下防爆移动式集泥装置（3）、刮泥装置（4）、以及污泥泵和浓缩脱水装置的运行。

2.按照权利要求1所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述外水仓（1）和内水仓（2）均为直角半框形状。

3.按照权利要求1或2所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述井下防爆移动式集泥装置（3）包括位于水面上的工作平台（3-3）和集泥行走小车（3-1），所述工作平台上（3-3）通过链条传动机构（3-4）实现在集泥区的纵向行走，所述集泥行走小车（3-1）安装在工作平台（3-3）上，所述集泥行走小车（3-3）通过驱动传动机构实现在工作平台（3-3）上的横向行走，所述集泥行走小车（3-1）上连接有向下深入在底部内的集泥提升装置（3-2），所述集泥提升装置（3-2）用于将水仓内污泥提升并排放到排泥槽（5）。

4.按照权利要求3所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述集泥提升装置（3-2）为防爆潜水泵。

5.按照权利要求1或2所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述刮泥装置（4）包括通过驱动装置沿排泥槽（5）行走的刮泥小车（4-1），所述刮泥小车（4-1）上连接有刮泥板（4-2），所述刮泥板（4-2）向下深入在排泥槽（5）内。

6.按照权利要求5所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述刮泥板（4-2）的顶端铰接在刮泥小车（4-1）上，所述刮泥板（4-2）和刮泥小车（4-1）之间还连接有提升牵引装置（4-3）。

7.按照权利要求1所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述浓缩脱水装置（8）包括搅拌浓缩罐和全自动厢式压滤机。

8.按照权利要求1所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述排泥槽（5）的深度小于外水仓（1）和内水仓（2）的深度。

9.按照权利要求1所述井下超大水仓水体下连续自动清淤系统，其特征在于，所述外水仓（1）和内水仓（2）的末端均设置有用于使上清水回流的水沟（10）。

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