CN214944422U - 一种用于矿井水仓的清淤装置 - Google Patents

Abstract

一种用于矿井水仓的清淤装置，属于清淤装置技术领域，可解决现有矿井水仓清淤存在的清理效果差等问题，包括电动机、无轴螺旋杆以及位于水仓内的混凝土材料制作的槽体，槽体的两端与水仓的侧壁连接，电动机位于承台上，承台的两端分别设有锚杆，电动机的输出轴通过连杆与无轴螺旋杆的一端连接，无轴螺旋杆的另一端连接排泥口，无轴螺旋杆悬置穿过槽体，槽体的底部和两侧分别设有若干渗透孔，槽体内穿过渗透孔设有土工布层。本实用新型清淤装置设备简单合理，效率比人工清仓提高数倍。

Description

一种用于矿井水仓的清淤装置

技术领域

本实用新型属于清淤装置技术领域，具体涉及一种用于矿井水仓的清淤装置。

背景技术

目前，仍有接近 80%的煤矿水仓清挖作业是传统的人工清挖，然后通过罐车将煤泥运出的清挖方式。这主要是因为水仓中淤积的煤泥在常温常压下不具有流动性，形态介于固体和液体之间，属于高粘度、膏体状固液两相流体，经扰动又呈稀糊状流体，因此清挖起来十分困难。曾经有人尝试过采用渣浆泵向外抽排煤泥或利用刮板机、扒斗机、铲斗机等设备对煤泥进行装罐然后外运等机械化清挖措施，但终究由于这些措施中存在着或设备操作复杂或费时费功等原因导致的清挖效率低下、且效果不佳差，致使现在仍未能得到广泛应用。上述提到的各种清挖方式中，人工清挖罐车运输是一种最传统的清挖方式，也是效率最低，人工强度最大的清挖方式。由于煤泥粘度大，致使工人在清挖时，清挖难度大、且工作效率低。上述提到的其他的清挖方式与人工清挖共同存在的问题是煤泥运输过程中出现的若干问题。首先，由于水仓结构的原因，罐车在出水仓时，必然出现一定的倾斜。若是煤泥装满的话，会导致罐车在爬坡过程中将煤泥倾洒出来，所以罐车装载煤泥时，不能装满，最多只能装到罐车的1/2左右。其次是由于密封性差，罐车在运输煤泥过程中的漏浆现象会导致运输巷道的严重污染。这样会影响到煤矿沿途的运输安全，增加了煤矿的安全隐患；且会给行人在巷道行走时带来不便。最后，由于罐车半载造成清挖过程中，占用罐车过多，加大了罐车的周转时间，并且罐车在装运过煤泥后，表面黏着一层煤泥，再去装煤渣会导致煤渣沾结在罐车内且极难清除，使得罐车的有效利用率降低，并给矿车运输增加压力。

水仓的清理主要是对其内淤积的固液流态混合物进行清理，清理的技术关键是对煤泥进行连续清挖、输送及脱水处理。目前，水仓清理方式主要有直接清理及脱水处理两种。直接清理是指用人工、水力或机械等方法，将水仓内淤积的煤泥直接由人工装罐（矿车）后，用绞车拉入主巷道或废弃的巷道进行沉淀、晾干，再将晾干后的煤泥块通过提升系统运送到地面。这种清挖方式工人劳动强度大、劳动效率低、清仓周期长；由于煤泥含水量较大，煤泥只能装多半矿车，运输煤泥占用矿车多，另外煤泥有一定的黏性，卸载后矿车内留有较多的煤泥，运输效率低；矿车是敞开性的运输工具，矿车受到震动后，车的煤泥撒落到道轨上，污染了大巷内现场环境，不利于矿井的标准化建设。煤泥运到地面上要么运到矸石山上扔掉，要么运到空地上晾晒，占用大片空地，且造成环境污染。

上述两种方法清装的淤泥水分含量大不便运输，罐装矿车出现解决了淤泥的运输问题。淤泥的处理一般有两种途径：①运至地面沉淀处理，存在着占用土地和环境污染问题；②运至井下煤仓，而含水量过大的淤泥对生产过程影响很大，会造成煤仓溃仓事故，严重影响生产安全，也会影响煤质。

概况起来，目前以应用的清淤技术可以归纳括为四类：

（1）人工清淤法

用人工将淤泥装入矿车运走，其特点是方法简单，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）机械化清淤法

利用专门的挖装机械将淤泥装入矿车运出水仓，其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，车辆在水仓内行走困难。

（3）柱塞排污泵法

使用专门的柱塞排污泵，将淤泥稀释后排至地面在作处理，其优点是劳动强度低、清理效率高，缺点有三：①需建设地面污水处理系统；②柱塞泵工作时产生的脉动冲击对排水管路系统损坏严重；③易造成主排水管堵塞，使管路内壁挂垢，降低排水效率。

（4）振动筛清淤法

用振动筛将淤泥分级，将颗粒较大的杂物筛出后装入矿车，余下的煤泥水进入排水系统。其缺点是细小的淤泥返回水仓，无法将淤泥彻底清理。

在上述四种传统的清淤方法中，普遍存在以下问题：①糊状淤泥清理不彻底；②淤泥中水含量大，不便运输；③颗粒较大的淤泥无法用柱塞泵排至地面；④污染环境。

发明内容

本实用新型针对现有矿井水仓清淤存在的清理效果差等问题，提供一种用于矿井水仓的清淤装置。从而实现煤泥和污水分类处理及再利用，改变了传统的清淤作业方式，由交替式作业变为连续式作业，不再设置主副两个水仓，节约了投资，缩短了工期，简化了工艺，降低了劳动强度，提高了工作效率，有效地促进了水仓清淤的机械化。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于矿井水仓的清淤装置，包括电动机、无轴螺旋杆以及位于水仓内的混凝土材料制作的槽体，槽体的两端与水仓的侧壁连接，电动机位于承台上，承台的两端分别设有锚杆，电动机的输出轴通过连杆与无轴螺旋杆的一端连接，无轴螺旋杆的另一端连接排泥口，无轴螺旋杆悬置穿过槽体，槽体的底部和两侧分别设有若干渗透孔，槽体的内层穿过渗透孔设有土工布层。

所述槽体的渗透孔的孔径相同，等间距布置。

所述槽体两侧的渗透孔对称布置。

所述槽体的底部截面呈圆弧状。

所述连杆包括连杆Ⅰ、连杆Ⅱ和连杆Ⅲ，连杆Ⅰ的一端与电动机的输出轴垂直连接，连杆Ⅰ的另一端与连杆Ⅱ的一端垂直连接，连杆Ⅱ的另一端与连杆Ⅲ的一端垂直连接，连杆Ⅲ的另一端与无轴螺旋杆垂直连接。

所述电动机和无轴螺旋杆的表面分别设有环氧-酚醛漆涂装层，可以起到较好的保护作用。

本实用新型的有益效果如下：

1. 本实用新型清淤装置操作简单、运输安装方便、工作量小。

2. 本实用新型清淤装置能够节约工时，成本低廉。

3. 本实用新型清淤装置具备防水、耐水的功能，在有水的水仓中使用不影响其清淤效果。

4. 本实用新型清淤装置设备简单合理，效率比人工清仓提高数倍。

5. 本实用新型清淤装置改变了传统的清淤作业方式，由交替式作业变为连续式作业，不再设置主副两个水仓，节约了投资，缩短了工期，简化了工艺，降低了劳动强度，提高了工作效率，有效地促进了水仓清淤的机械化。

6. 本实用新型清淤装置降低了劳动成本及强度，还制止了井下环境污染，对实现煤矿水仓清仓机械化清理有历史意义具有投资少，效率高、运行成本低和运行可靠的特点；

7. 本实用新型清淤装置机械化程度提高，危险系数减低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的水仓横断面示意图；

图3为本实用新型的电动机与无轴螺旋杆的连接示意图；

其中：1-电动机；2-无轴螺旋杆；3-水仓；4-槽体；5-承台；6-锚杆；7-渗透孔；8-连杆Ⅰ；9-连杆Ⅱ；10-连杆Ⅲ。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型做进一步说明。

如图所示，一种用于矿井水仓的清淤装置，包括电动机、承台、锚杆、连杆、混凝土槽体、无轴螺旋杆、土工布，将水仓断面结构进行设计改造，将土工布置于混凝土槽体两侧和下侧，将水仓横断面上分为两层，上层将矿井水固液分离，下层贮存较为清澈的矿井水。无轴螺旋杆一端通过连杆与电动机连接，无轴螺旋杆另一端是排泥口。电动机连接导线，导线连接电源。其能一边蓄水一边矿井水中的煤泥和矿井水分离，从人工作业走向机械作业化，高效清淤，从而改变传统的清淤方式（先抽矿井水，再清淤），达到连续清淤目的。

本实用新型可以一边蓄水，一边处理矿井水，不再设置主副水仓，改变传统交替式清淤方式，转变为连续式清淤方式。当涌水量过大时，调节电动机档位，加快电动机转速，叶片开始快速运转处理处理煤泥。

土工布处于混凝土槽体内，在混凝土槽体底部和两侧均匀设置孔径和间距大小一样的孔，孔内按设土工布，大于孔的部分覆盖混凝土，使土工布与混凝土槽体为一个整体。土工布采用耐腐蚀土工布，土工布与孔是水平关系，依据矿井水的所含粒径选择土工布。

电动机采用防爆防水电动机。

承台采用普通硅酸盐水泥提前预制。

锚杆采用中空自进式锚杆。对巷道周边起良好的锚固力。

连杆采用45号钢（中碳钢）。

无轴螺旋杆的叶片采用耐腐蚀叶片。无轴螺旋杆外部使用耐腐蚀与煤泥摩擦小且与金属具有相似的材料。采用这种材料，可以避免煤泥的积聚在叶片，降低清淤效率、浪费电能。

混凝土槽体采用低热硅酸盐水泥强度等级425及以上，钢筋选用HRB400。

本实用新型的制作方法如下：

A、安装电动机：

根据矿井水仓的环境和使用年限，选择防爆防水电动机（异步电动机），依据矿井涌水量的变化选择调速电动机。电动机转子固定在承台，将电动机用防水材料密封。

B、制作承台

利用普通硅酸盐水泥、不同粒级的石子和直径为5mm钢丝，制作长宽高分别为3m、0.5m、0.1m的预制板。

C、选取锚杆

选择中空自进式锚杆，对巷道周围锚固效果更好，特别对于断层锚固效果更佳。

D、制作连杆

利用车床精密加工，按照清淤装置效果图加工连杆，材料选用45号刚（中碳钢）。

E、安装土工布

依据煤矿矿井水类别，选择合适的土工布，针对不同类型的矿井水选择的土工布不同。除预留孔内的土工布外，多余部分土工布用混凝土覆盖。

F、制作无轴螺旋杆

依据煤泥的物理化学性质，选择合适材质的螺旋叶片。依据矿井涌水量选择合适的无轴螺旋杆。

G、制作混凝土槽体

选择耐酸碱腐蚀的、硬度强的水泥，石子的粒径大小均匀，提高混凝土的强度，按如图所示的制作相似的模具，制作相应的混凝土槽体。在制作混凝土槽体的过程中安装土工布。

H、组装清淤组件

完成A、B、C、D、E、F、G后，检查各连接无误后，对电动机和导线作防水和腐蚀措施，以免受矿井水腐蚀影响而出现事故。螺旋杆叶片涂抹保护层，有利于提高装置持久性。通过对土工布的固定处理，主要目的是土工布和混凝土成为整体，避免矿井水从土工布和混凝土的缝隙中通过。按照结构图，依次相连最终形成图的完整结构。

Claims (6)

1.一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：包括电动机（1）、无轴螺旋杆（2）以及位于水仓（3）内的混凝土材料制作的槽体（4），槽体（4）的两端与水仓（3）的侧壁连接，电动机（1）位于承台（5）上，承台（5）的两端分别设有锚杆（6），电动机（1）的输出轴通过连杆与无轴螺旋杆（2）的一端连接，无轴螺旋杆（2）的另一端连接排泥口，无轴螺旋杆（2）悬置穿过槽体（4），槽体（4）的底部和两侧分别设有若干渗透孔（7），槽体（4）的内层穿过渗透孔（7）设有土工布层。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：所述槽体（4）的渗透孔（7）的孔径相同，等间距布置。

3.根据权利要求2所述的一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：所述槽体（4）两侧的渗透孔（7）对称布置。

4.根据权利要求3所述的一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：所述槽体（4）的底部截面呈圆弧状。

5.根据权利要求4所述的一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：所述连杆包括连杆Ⅰ（8）、连杆Ⅱ（9）和连杆Ⅲ（10），连杆Ⅰ（8）的一端与电动机（1）的输出轴垂直连接，连杆Ⅰ（8）的另一端与连杆Ⅱ（9）的一端垂直连接，连杆Ⅱ（9）的另一端与连杆Ⅲ（10）的一端垂直连接，连杆Ⅲ（10）的另一端与无轴螺旋杆（2）垂直连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于矿井水仓的清淤装置，其特征在于：所述电动机（1）和无轴螺旋杆（2）的表面分别设有环氧-酚醛漆涂装层。

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