CN110593948A - 一种水仓煤水分离智能清理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水仓煤水分离智能清理系统，属于煤矿机械设备技术领域，包括行车系统、清淤泵、搅拌器、泥浆管道、液位感应器、电控箱和后端处理系统，行车系统通过轨道吊索悬挂在井下水仓的水面上方，清淤泵和搅拌器设置于行车系统底部，行车系统带动清淤泵和搅拌器在水仓内上下左右前后运动；泥浆管道连通清淤泵和位于水仓外的后端处理系统，后端处理系统对输送出的煤泥水进行干湿分离后再输送；液位感应器设置于水仓的拦水坝的内壁上，液位感应器将液位信号传送给电控箱内的控制系统，控制系统控制本系统的自动运行。本发明水仓煤水分离智能清理系统，能够替代人工对煤矿井下主水仓进行清淤，提高清淤工作的自动化和智能化水平。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿机械设备技术领域，尤其涉及一种水仓煤水分离智能清理系统。
背景技术
目前，煤矿井下水仓清淤主要方式是人工清挖的方式，即井下水仓淤泥沉积满仓后，要先将多余的清水抽干，工人再用铲车或清淤车将沉积的淤泥挖出，装载到胶轮车后，由胶轮车运送至指定的淤泥装载点，通过刮板机运输至主皮带上，再运输至地表。
现有技术中的井下水仓清淤方案主要存在如下缺点：1、水仓淤积沉淀速度较快，清淤工作频繁，清淤工期时间长，投入清淤作业人员较多，清淤工作人工成本居高不下。2、井下水仓清淤工况复杂，由于光线、噪声等影响，在清淤过程中存在较大人员安全隐患。3、由于水仓淤泥成分复杂，清淤时会对清淤设备造成较大损耗，增大维运检修成本，且清淤效果不理想。
因此，有必要针对以上缺点开发出一种新型水仓煤水分离智能清理系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种水仓煤水分离智能清理系统，能够替代人工对煤矿井下主水仓进行清淤，提高清淤工作的自动化和智能化水平。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种水仓煤水分离智能清理系统，包括行车系统、清淤泵、搅拌器、泥浆管道、液位感应器、电控箱和后端处理系统，所述行车系统通过轨道吊索悬挂在井下水仓的水面上方，所述清淤泵和搅拌器设置于所述行车系统底部，所述行车系统带动所述清淤泵和搅拌器在所述水仓内上下左右前后运动；所述泥浆管道连通所述清淤泵和位于所述水仓外的后端处理系统，所述后端处理系统对输送出的煤泥水进行干湿分离后再输送；所述液位感应器设置于所述水仓的拦水坝的内壁上，所述液位感应器将液位信号传送给所述电控箱内的控制系统，所述控制系统根据所述液位信号控制行车系统、清淤泵、搅拌器和后端处理系统的自动运行。
进一步的，行车系统包括轨道、升降机构、行车和左右移动机构，所述轨道通过轨道吊索悬挂在矿井顶层上，所述行车沿着所述轨道前后移动，所述升降机构设置在所述行车一侧并带动所述清淤泵和搅拌器上下移动，所述左右移动机构设置在所述行车下部并带动所述清淤泵和搅拌器左右移动。
进一步的，所述轨道的两端设置有用于防止所述行车出轨的轨道限位器，所述左右移动机构的下方设置有用于防止所述清淤泵和搅拌器撞水仓侧壁的左右限位器。
进一步的，所述清淤泵安装座板的一侧还设置用于探测沉淀煤泥高度的探测装置。
进一步的，所述后端处理系统包括清水泵、皮带输送机和固液分离装置，所述泥浆管道的输出端连通到所述固液分离装置的入口，所述固液分离装置的固态料出口输出到所述皮带输送机，所述固液分离装置的液体出口连通到所述清水泵的入口。
进一步的，所述泥浆管道具体采用无缝渣浆钢管和特质渣浆输送耐磨软管组成。
进一步的，所述电控箱内的控制系统还包括无线接收器，与所述无线接收器对应的本发明水仓煤水分离智能清理系统还包括遥控器，所述遥控器远程遥控所述水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明一种水仓煤水分离智能清理系统，通过集成行车系统，清淤泵和搅拌器的抽淤系统和后端处理系统，并由控制系统统一控制，能够有效提高所述水仓淤积煤泥水的清理效率，提高所述水仓利用率，对提高井下供水排水系统自动化程度、降低工人劳动强度，节约清淤设备维运检修成本，较大幅度降低清淤资本投入，提高经济收入，保障井下安全高效生产。
此外，通过行车、升降机构和左右移动机构的设置，便于带动清淤泵和搅拌器移动到所述水仓的各个角落，搅拌器充分搅动下清淤泵将各个角落的煤泥水充分泵出，为高质量完成清理工作提供了可靠保证。通过轨道限位器和左右限位器的设置，便于减少所述行车系统在运行工程中出现脱轨或者碰撞情况，提高了系统的安全性。通过探测装置输出沉淀煤泥高度信息到所述控制系统，便于所述控制系统根据沉淀煤泥高度信息控制本系统的清淤泵和搅拌器运行参数。通过清水泵、皮带输送机和固液分离装置的设置，有效对泥浆管道输出的煤泥水进行了处理，不会污染环境，而且废物再利用，提高了能源利用率。通过软管和硬管组合的泥浆管道，便于适应清淤泵在所述行车系统带动下的各个方向的移动。通过遥控器的设置，可以选取作业人员手动控制本发明水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业，增加了控制方式的灵活性。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明水仓煤水分离智能清理系统结构示意图；
附图标记说明：1、轨道限位器；2、轨道；3、轨道吊索；4、升降机构；5、探测装置；6、左右限位器；7、清淤泵；8、搅拌器；9、泥浆管道；10、煤泥水；11、液位感应器；12、拦水坝；13、电控箱；14、清水泵；15、皮带输送机；16、固液分离装置；17、行车；18、左右移动机构；19、矿井顶层。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种水仓煤水分离智能清理系统，能够替代人工对煤矿井下主水仓进行清淤，提高清淤工作的自动化和智能化水平。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。附图说明，以下具体实施例中，对上、下、左、右的描述均是对说明书附图而言，不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，一种水仓煤水分离智能清理系统，包括行车系统、清淤泵7、搅拌器8、泥浆管道9、液位感应器11、电控箱13和后端处理系统，行车系统通过轨道吊索3悬挂在井下水仓的水面上方，清淤泵7和搅拌器8设置于行车系统底部，行车系统带动清淤泵7和搅拌器8在水仓内上下左右前后运动，清淤泵7采用渣浆泵，搅拌器8采用螺旋叶片搅拌器；泥浆管道9连通清淤泵7和位于水仓外的后端处理系统，后端处理系统对输送出的煤泥水10进行干湿分离后再输送；液位感应器11设置于水仓的拦水坝12的内壁上，液位感应器11将液位信号传送给电控箱13内的控制系统，控制系统根据液位信号控制行车系统、清淤泵7、搅拌器8和后端处理系统的自动运行。
通过集成行车系统，清淤泵7和搅拌器8的抽淤系统和后端处理系统，并由控制系统统一控制，能够有效提高所述水仓淤积煤泥水10的清理效率，提高所述水仓利用率，对提高井下供水排水系统自动化程度、降低工人劳动强度，节约清淤设备维运检修成本，较大幅度降低清淤资本投入，提高经济收入，保障井下安全高效生产。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，行车系统包括轨道2、升降机构4、行车17和左右移动机构18，轨道2通过多根轨道吊索3悬挂在矿井顶层19上，行车17沿着轨道2前后移动，升降机构4设置在行车17一侧并带动清淤泵7和搅拌器8上下移动，左右移动机构18设置在行车17下部并带动清淤泵7和搅拌器8左右移动。显而易见的，升降机构4和左右移动机构18可以采用液压缸驱动结构、丝杠滑块结构或者齿轮齿条结构实现。通过行车17、升降机构4和左右移动机构18的设置，便于带动清淤泵7和搅拌器8移动到所述水仓的各个角落，搅拌器8充分搅动下清淤泵7将各个角落的煤泥水10充分泵出，为高质量完成清理工作提供了可靠保证。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，轨道2的两端设置有用于防止行车17出轨的轨道限位器1，左右移动机构18的下方设置有用于防止清淤泵7和搅拌器8撞水仓侧壁的左右限位器6，轨道限位器1和左右限位器6具体采用行程开关配合限位板的工作方式。通过轨道限位器1和左右限位器6的设置，便于减少所述行车系统在运行工程中出现脱轨或者碰撞情况，提高了系统的安全性。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，清淤泵7安装座板的一侧还设置用于探测沉淀煤泥高度的探测装置5，探测装置5由一个弹性叶片旋转结构和阻力可调结构组成，叶片旋转时候若遇到污泥时，而导致旋转阻力大于阻力可调结构的设定值，即输出信号。探测装置5输出沉淀煤泥高度信息到所述控制系统，便于所述控制系统根据沉淀煤泥高度信息控制本系统的清淤泵7和搅拌器8运行参数，例如转速、下降高度等等。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，后端处理系统包括清水泵14、皮带输送机15和固液分离装置16，泥浆管道9的输出端连通到固液分离装置16的入口，固液分离装置16的固态料出口输出到皮带输送机15，固液分离装置16的液体出口连通到清水泵14的入口。固液分离装置16采用筛分机构加上螺旋挤压机的组合，对泥浆管道9输出的煤泥水10进行固液分离；皮带输送机15将固态煤泥提升输出到地表，进行再利用；清水泵14将液体部分输送到排水沟进行循环利用。通过清水泵14、皮带输送机15和固液分离装置16的设置，有效对泥浆管道9输出的煤泥水10进行了处理，不会污染环境，而且废物再利用，提高了能源利用率。
进一步的，泥浆管道9具体采用无缝渣浆钢管和特质渣浆输送耐磨软管组成。通过软管和硬管组合的泥浆管道9，便于适应清淤泵7在所述行车系统带动下的各个方向的移动。
在本发明的一具体实施方式中，电控箱13内的控制系统还包括无线接收器，与无线接收器对应的本发明水仓煤水分离智能清理系统还包括遥控器，遥控器远程遥控水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业。通过遥控器的设置，可以选取作业人员手动控制本发明水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业，增加了控制方式的灵活性。进一步的，电控箱13的控制系统的硬件采用PLC控制，本实施例中的PLC具体采用西门子SMATE200，具有较高的可靠性，并且可以升级控制程序。
本发明水仓煤水分离智能清理系统的工作原理及工作过程：
1、开启电控箱13的开关。
2、随着所述水仓存储煤泥水10液位的提升，当液位达到一定高度时，液位传感器11将信号传递到控制系统，随后自动先后启动皮带输送机15--固液分离装置16--清淤泵7和搅拌器8--行车17。
3、行车17的前进和后退移动速度和清淤泵7上下、左右移动速度可通过控制系统调节，清淤泵7安装座两端安装的左右限位器6，当接触到两侧所述水仓侧壁后会自动掉头进行反方向运行。搅拌器8搅拌后的物料更容易通过清淤泵7抽取，探测装置5实时监测沉淀煤泥的高度，来控制矿用清淤泵7的高度，以便使清淤泵7控制在抽取煤泥最佳的位置。
4、随着本发明水仓煤水分离智能清理系统的持续运行，当煤泥水10液位低于一定高度时，液位传感器11将信号传递到控制系统，随后依次关闭皮带输送机15--固液分离装置16--行车17--清淤泵7等相关设备。
5、煤泥水由矿用清淤泵7泵入泥浆管道9后进入煤泥水固液分离装置16，分离出来的干煤泥由皮带输送机15运走，分离出来的清水直接有清水泵14泵入排水沟，完成清淤工作。
6、以上各个运行部分既可以通过控制系统的程序自动联动运行，也可以通过所述遥控器通过作业人员手动控制每个部分的运行状态。
本案所述的水仓煤水分离智能清理系统，通过集成行车系统，清淤泵7和搅拌器8的抽淤系统和后端处理系统，并由控制系统统一控制，能够有效提高所述水仓淤积煤泥水10的清理效率，提高所述水仓利用率，对提高井下供水排水系统自动化程度、降低工人劳动强度，节约清淤设备维运检修成本，较大幅度降低清淤资本投入，提高经济收入，保障井下安全高效生产。此外，通过行车17、升降机构4和左右移动机构18的设置，便于带动清淤泵7和搅拌器8移动到所述水仓的各个角落，搅拌器8充分搅动下清淤泵7将各个角落的煤泥水10充分泵出，为高质量完成清理工作提供了可靠保证。通过轨道限位器1和左右限位器6的设置，便于减少所述行车系统在运行工程中出现脱轨或者碰撞情况，提高了系统的安全性。通过探测装置5输出沉淀煤泥高度信息到所述控制系统，便于所述控制系统根据沉淀煤泥高度信息控制本系统的清淤泵7和搅拌器8运行参数。通过清水泵14、皮带输送机15和固液分离装置16的设置，有效对泥浆管道9输出的煤泥水10进行了处理，不会污染环境，而且废物再利用，提高了能源利用率。通过软管和硬管组合的泥浆管道9，便于适应清淤泵7在所述行车系统带动下的各个方向的移动。通过遥控器的设置，可以选取作业人员手动控制本发明水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业，增加了控制方式的灵活性。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：包括行车系统、清淤泵(7)、搅拌器(8)、泥浆管道(9)、液位感应器(11)、电控箱(13)和后端处理系统，所述行车系统通过轨道吊索(3)悬挂在井下水仓的水面上方，所述清淤泵(7)和搅拌器(8)设置于所述行车系统底部，所述行车系统带动所述清淤泵(7)和搅拌器(8)在所述水仓内上下左右前后运动；所述泥浆管道(9)连通所述清淤泵(7)和位于所述水仓外的后端处理系统，所述后端处理系统对输送出的煤泥水(10)进行干湿分离后再输送；所述液位感应器(11)设置于所述水仓的拦水坝(12)的内壁上，所述液位感应器(11)将液位信号传送给所述电控箱(13)内的控制系统，所述控制系统根据所述液位信号控制行车系统、清淤泵(7)、搅拌器(8)和后端处理系统的自动运行。
2.根据权利要求1所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：行车系统包括轨道(2)、升降机构(4)、行车(17)和左右移动机构(18)，所述轨道(2)通过轨道吊索(3)悬挂在矿井顶层(19)上，所述行车(17)沿着所述轨道(2)前后移动，所述升降机构(4)设置在所述行车(17)一侧并带动所述清淤泵(7)和搅拌器(8)上下移动，所述左右移动机构(18)设置在所述行车(17)下部并带动所述清淤泵(7)和搅拌器(8)左右移动。
3.根据权利要求2所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：所述轨道(2)的两端设置有用于防止所述行车(17)出轨的轨道限位器(1)，所述左右移动机构(18)的下方设置有用于防止所述清淤泵(7)和搅拌器(8)撞水仓侧壁的左右限位器(6)。
4.根据权利要求2所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：所述清淤泵(7)安装座板的一侧还设置用于探测沉淀煤泥高度的探测装置(5)。
5.根据权利要求1所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：所述后端处理系统包括清水泵(14)、皮带输送机(15)和固液分离装置(16)，所述泥浆管道(9)的输出端连通到所述固液分离装置(16)的入口，所述固液分离装置(16)的固态料出口输出到所述皮带输送机(15)，所述固液分离装置(16)的液体出口连通到所述清水泵(14)的入口。
6.根据权利要求5所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：所述泥浆管道(9)具体采用无缝渣浆钢管和特质渣浆输送耐磨软管组成。
7.根据权利要求1所述的水仓煤水分离智能清理系统，其特征在于：所述电控箱(13)内的控制系统还包括无线接收器，与所述无线接收器对应的本发明水仓煤水分离智能清理系统还包括遥控器，所述遥控器远程遥控所述水仓煤水分离智能清理系统进行清理作业。
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