CN106703104B - 水仓自动清淤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水仓自动清淤系统，包括刮泥机、潜污泵、振动筛和压滤机，所述刮泥机设在水仓中，所述潜污泵设在所述刮泥机刮出淤泥的存放处，所述潜污泵通过管路连接所述振动筛，所述振动筛的出口连接所述压滤机。本发明的优点在于：处理淤泥能力强，糊状污泥清理较彻底；机械化水平高，工作效率高，劳动强度低；实时清淤有利于矿井安全生产；煤泥的回收利用提高了矿井的经济效益；减少了对环境的污染。

Description

水仓自动清淤系统

技术领域

本发明涉及一种清淤设备，尤其涉及一种水仓自动清淤系统。

背景技术

水仓是矿井排水系统中不可缺少的一部分，它主要有两个作用：一是存水，二是沉淀。矿水中含有以煤泥和沙石为主的杂质，进入水仓后沉淀下来。水仓中的沉淀物需及时清挖出去，否则会减少水仓的有效容积，当遇到突然涌水时，水仓的水会溢出造成井底车场被淹的风险；当沉淀物积淤过多时，杂物会进入吸水井，然后被吸入水泵，加剧磨损水泵的过流部件；吸水井淤泥过多时还会堵塞吸水龙头，造成排水困难或无法排水。因此，如何高效地清挖水仓是提高矿井排水系统安全性和经济性重要途径之一。

传统的水仓清淤方法有以下几种：

1、人工挖泥清淤法：人工将淤泥挖出，装入矿车运走。特点是方法简单，但工人劳动强度大、速度慢、工效低，最后的糊状淤泥清理难度大，处理困难。

2、机械挖泥清淤法：采用专门的挖装设备，将淤泥装入矿车运出水仓。特点是可降低工人的劳动强度，但设备结构复杂，清理效果差，挖装设备在水仓内行走困难。

3、柱塞排污泵清淤法：采用专门的柱塞排污泵，将淤泥稀释后排至地面再作处理。优点是劳动强度低，清理效率高。缺点有：一、需建设地面污水处理系统；二、柱塞泵工作时产生的脉动冲击对排水管路系统损坏严重；三、易造成主排水管堵塞，使管路内壁挂垢，降低排水效率。

上述方法普遍存在以下问题：糊状淤泥清理不彻底，淤泥中水分含量大，易污染环境。

在水仓清淤过程中，糊状淤泥的清理较为困难。产生糊状淤泥的原因是淤泥中水分含量太大，通过压滤机将淤泥中的水分离出来，将水分较少的淤泥和分离出来的水分别运输和处理，可对糊状淤泥的清理较为彻底。这种方法可以用于煤泥量小，清理较频繁的矿井，但对于煤泥量较大的大型矿井，压滤机的处理能力无法满足要求，且压滤机一般只能处理粒径<0.5mm的杂物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以高效清理糊状污泥的水仓自动清淤系统。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：水仓自动清淤系统，包括刮泥机、潜污泵、振动筛和压滤机，所述刮泥机设在水仓中，所述潜污泵设在所述刮泥机刮出淤泥的存放处，所述潜污泵通过管路连接所述振动筛，所述振动筛的出口连接所述压滤机。

作为优化的技术方案，所述刮泥机包括驱动机构、机头轴，机尾轴和链条，所述驱动机构连接所述机头轴，所述链条在所述机头轴与所述机尾轴之间环绕成一圈，所述链条上设有刮板。

作为优化的技术方案，所述链条共两根，两根链条相互平行；所述刮板连接在两根链条之间，若干个刮板相互平行设置。结构稳定，刮泥效果好。

作为优化的技术方案，所述刮泥机还包括若干个支撑轮，所述支撑轮设在所述链条的正上方，所述支撑轮支撑在所述链条上半圈的下方。链条在在支撑轮支撑下运行平稳。

作为优化的技术方案，所述驱动机构采用潜水电机，潜水电机的输出轴通过减速器连接设在所述机头轴上的链轮，所述链条绕在链轮上。

作为优化的技术方案，所述振动筛采用直线振动筛。直线振动筛的工作效果较好。

作为优化的技术方案，所述振动筛的筛网可通过粒径为0.5mm以下颗粒。经过振动筛筛选后进入压滤机的淤泥颗粒较小，便于压滤机处理。

作为优化的技术方案，所述振动筛的出口连接水箱，所述水箱连接所述压滤机。设置水箱便于调节流量。

作为优化的技术方案，所述水箱通过渣浆泵连接所述压滤机。采用高压渣浆泵可将水箱内的泥浆高效输送到压滤机中。

作为优化的技术方案，该水仓自动清淤系统该水仓自动清淤系统采用可编程控制器自动控制运行。

本发明的优点在于：1、处理淤泥能力强，糊状污泥清理较彻底。2、淤泥刮吸、输送、泥水分级、干料运输均为机械化，工作效率高，工人劳动强度低3、本系统可以安装在双水仓中的一个内连续不间断运行，另一个可以仅作为安全备用水仓，仅在突然大量涌水出现和清淤系统大修时使用，有利于矿井安全生产。4、煤泥的回收利用提高了矿井的经济效益。5、采用PLC技术，实现了煤泥水抽排、浓缩、脱水、装车的自动化，避免了煤泥对运输线路的污染，产生的废水可以达标排放，减少了对环境的污染，有利于矿井质量标准化建设。6、及时清理淤泥，避免水仓积淤过多造成淤泥进入水泵吸水井堵塞水泵，处理后的矿水基本为清水，可减少对水泵过流部件的磨损，延长水泵的使用寿命，提高排水系统的效率。7、减少了用于运输的矿车数量，节省了矿车。8、该系统所有设备便于安装，运行简单、安全可靠，维修量小。

总之，该水仓自动清淤系统可以实现在井下水仓在不排空的情况下，完成对井下水仓煤泥的吸取、抽排、浓缩、脱水、装车的全过程，消除了多年来困扰煤矿的清仓难题，具有投资少、效率高、运行成本低和运行可靠的特点，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明水仓自动清淤系统的结构示意图。

图2是本发明刮泥机的主视示意图。

图3是本发明刮泥机的俯视示意图。

图4是本发明水仓自动清淤系统的PLC硬件接线图。

图5是本发明水仓自动清淤系统的PLC控制流程图。

具体实施方式

如图1-3所示，矿井水仓包括内外两个水仓，本发明水仓自动清淤系统可布置在其中一个或两个水仓中，实施例的水仓自动清淤系统布置在内水仓中，包括刮泥机1、潜污泵2、振动筛3、压滤机4、水箱5、矿车6和蓖挡7。

刮泥机1包括驱动机构11、机头轴12，机尾轴13、链条14、刮板15和支撑轮16。

驱动机构11采用潜水电机，潜水电机通过联轴器连接减速器，经减速器减速后带动机头轴12转动，机头轴12上装有链轮，通过链轮驱动链条14。

链条14采用圆环链，链条14共两根，两根链条14相互平行。

每根链条14在机头轴12与机尾轴13之间环绕成一圈，两根链条14的下半圈水平部分与机头轴12、机尾轴13共同组成长方形。

每根链条14的正上方设有若干个支撑轮16，支撑轮16支撑在链条14上半圈的下方，链条14在竖直方向由机头轴12、机尾轴13和支撑轮16支撑而形成梯形的圈。

长条形的刮板15连接在两根链条14之间，刮板15垂直于链条14的前进方向，若干个刮板15相互平行设置。

水仓的溢水闸门处设有蓖挡7，刮泥机1的机头轴12设在溢水闸门内侧附近。

水仓的另一端设有圆柱形的贮泥坑，机尾轴13设在贮泥坑的上方，贮泥坑内设有潜污泵2，潜污泵2通过排污管路连接振动筛3。

振动筛3采用直线振动筛，其筛网可通过粒径为0.5mm以下颗粒。

振动筛3的出口连接水箱5，水箱5通过高压渣浆泵连接压滤机4，压滤机4的出水口通过清水管道连接水仓。

压滤机室的附近铺设有矿车轨道，矿车6可通过矿车轨道运输杂物。

系统运行时，水仓入口处5mm以上的大颗粒首先被蓖挡7阻挡，5mm以下颗粒进入水仓，水仓中沉淀的淤泥被刮泥机1刮到贮泥坑中，贮泥坑中的潜污泵2将淤泥由排污管路输送到振动筛3，通过振动筛3将淤泥分级，留在筛网上的颗粒杂物可装入矿车6中运走，由振动筛3出口流出的颗粒粒径在0.5mm以下的淤泥浆进入水箱5中，再由高压碴浆泵输送到压滤机4中分离掉水分，由压滤机4压出的泥饼可装入矿车6中运走，压滤机4出水口的清水通过清水管道流回水仓。

如图4-5所示，该水仓自动清淤系统采用Simens S7-2226 PLC自动控制运行，PLC又称可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统。在该系统中，为了达到自动化，减轻个人劳动量，也为了提高效率，采用具体如下的工作控制方式：

先启动压滤机4的液压站电机，待电磁阀控制压滤机4的油缸伸出后再启动渣浆泵，5分钟后启动潜污泵2，10分钟后停掉渣浆泵，同时启动刮泥机1，待压滤机4保压15分钟到，启动压滤机4的皮带轮，10秒钟后电磁阀控制压滤机4的油缸缩回，油缸缩回后启动压滤机4的振动机构，30秒后压滤机4的油缸伸出，同时关掉压滤机4的振动机构，再启动渣浆泵，继续循环工作。水仓中还设有搅拌器，在整个过程中，为防止煤泥沉淀，搅拌器的搅拌电机一直持续工作。

直线振动筛每天可处理淤泥30～50t，压滤机每天可处理淤泥50～100m³，处理一个涌水量为300m³/小时，煤泥含量1％，淤泥含水率90％的矿井，可用8～10小时处理完毕。由于采用了刮集和杂污泵泥浆抽出技术，糊状泥浆清理得较彻底。全部操作运行仅需2人巡视，工效比传统清淤方法提高5～10倍。煤泥的回收利大大提高了矿井的经济效益，以每天回收100吨煤泥，每吨煤泥增收100元计算，年增加经济效益300多万元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水仓自动清淤系统，其特征在于：包括刮泥机(1)、潜污泵(2)、振动筛(3)、压滤机(4)、水箱(5)，所述刮泥机(1)设在水仓中，所述潜污泵(2)设在所述刮泥机(1)刮出淤泥的存放处，所述潜污泵(2)通过管路连接所述振动筛(3)，所述振动筛(3)的出口连接水箱(5)，所述水箱(5)通过渣浆泵连接所述压滤机(4)，该水仓自动清淤系统采用可编程控制器自动控制运行；

该水仓自动清淤系统采用如下的工作控制方式：

液压站电机启动，电磁阀控制压滤机(4)的油缸伸出，当碰到伸出行程开关且压力继电器达到指定压力后渣浆泵启动；渣浆泵启动满5分钟后潜污泵(2)启动，潜污泵(2)启动满10分钟后渣浆泵停止并启动刮泥机(1)；待压滤机(4)保压15分钟到，压滤机(4)的皮带轮启动；皮带轮启动满10秒钟后电磁阀控制压滤机(4)的油缸缩回，当碰到缩回行程开关后压滤机(4)的振动机构启动；振动机构启动满30秒后压滤机(4)的油缸伸出且振动机构停止，当碰到伸出行程开关且压力继电器达到指定压力后渣浆泵启动；待压滤机(4)保压15分钟到，从压滤机(4)的皮带轮启动开始继续循环工作；

液压站电机启动后计时器开始计时，达到预定时间后停止其他一切运动，只留振动机构振动和皮带轮运行，满30秒钟后停止振动机构和皮带轮。

2.如权利要求1所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述刮泥机(1)包括驱动机构(11)、机头轴(12)，机尾轴(13)和链条(14)，所述驱动机构(11)连接所述机头轴(12)，所述链条(14)在所述机头轴(12)与所述机尾轴(13)之间环绕成一圈，所述链条(14)上设有刮板(15)。

3.如权利要求2所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述链条(14)共两根，两根链条(14)相互平行；所述刮板(15)连接在两根链条(14)之间，若干个刮板(15)相互平行设置。

4.如权利要求2所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述刮泥机(1)还包括若干个支撑轮(16)，所述支撑轮(16)设在所述链条(14)的正上方，所述支撑轮(16)支撑在所述链条(14)上半圈的下方。

5.如权利要求2所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述驱动机构(11)采用潜水电机，潜水电机的输出轴通过减速器连接设在所述机头轴(12)上的链轮，所述链条(14)绕在链轮上。

6.如权利要求1所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述振动筛(3)采用直线振动筛。

7.如权利要求1所述的水仓自动清淤系统，其特征在于：所述振动筛(3)的筛网可通过粒径为0.5mm以下颗粒。

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