煤礦井底水倉淤泥清理裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤礦井底水倉淤泥清理裝置，包括可移動式機架、淤泥分離機構和淤泥吸取頭，淤泥吸取頭包括接頭管、淤泥吸取罩和攪拌器，接頭管旁側設有馬達安裝腔，馬達安裝腔內安裝有馬達和蓄電池，攪拌器的輸入軸與馬達的輸出軸連接，接頭管的旁側設置有硬水管，硬水管的端部連接有噴水頭；淤泥分離機構包括板框壓濾機、淤泥箱、水箱、泥漿泵、水泵和供電電源，板框壓濾機的進泥口與接頭管連接，板框壓濾機的出泥口與淤泥箱連接，板框壓濾機的出水口通過輸水管與水箱的入水口連接，水箱的出水口通過軟水管與硬水管連接；本發明還公開了一種煤礦井底水倉淤泥清理方法。本發明設計合理，清淤效率高、效果好，節約水資源，便于推廣使用。
【專利說明】
煤礦井底水倉淤泥清理裝置及方法
技術領域
[0001]本發明屬于淤泥清理技術領域，具體涉及一種煤礦井底水倉淤泥清理裝置及方法。
【背景技術】
[0002]煤礦井下水倉是保證安全生產、防止礦井水災的重要設施。隨著礦井開采的延伸，礦井涌水量逐漸增大，排水栗不能及時排往地面的涌水積存在井下水倉中。由于大量涌水攜帶固體顆粒物進入水倉，使得井下水倉有效蓄水容積減小，必須定期對水倉內淤積的固體物進行清理。《煤礦安全規程》第一百八十條規定，主要水倉必須有主倉和副倉，一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，并始終保持原設計容積的3/4以上，如此循環交替工作。
[0003]礦井水倉是一條容納礦井水和煤泥的坑道，它的作用是受納礦井涌水，且沉淀礦井水中的固體顆粒。礦井下水倉是防止礦井水災的重要設施。對于地下水豐富的礦井，隨著開采范圍的伸，涌水量增多，水災是影響煤礦安全生產的主要因素之一，排水栗不能及時排往地面，水積存在井下水倉中，起到緩沖蓄存作用，涌水積存在井下水倉中。由于大量涌水攜帶固體顆粒物進入水倉，使井下水倉有效蓄水容積減小，必須定期對對水倉淤積的固體顆粒物進行清理。井下水倉工作條件惡劣，淤積物中含水量大，用傳統的鐵鍬裝礦車運出清倉方式勞動強度大，工作效率低，而且水倉斷面有限，不可能安排許多人同時作業，以致清倉周期長，影響安全生產。
[0004]但現在大部分的礦井水倉清理淤泥，仍沿用并停留在最傳統、最落后的人工清挖、罐車裝運的方法中。另外，水倉底部的煤泥沉積層上部較松散，處于一種漿狀層，底部較密實，但也處于飽含水的非膠結狀態，清理比較困難，并影響正常排水，歷來是煤礦面臨的較難解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、實現方便、清淤效率高、效果好、節約水資源的煤礦井底水倉淤泥清理裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:包括可移動式機架、設置在可移動式機架上的淤泥分離機構和與淤泥分離機構連接的淤泥吸取頭，所述淤泥吸取頭包括接頭管、連接在接頭管底部的淤泥吸取罩和設置在淤泥吸取罩內的攪拌器，所述接頭管的旁側設置有馬達安裝腔，所述馬達安裝腔內安裝有用于帶動攪拌器攪拌淤泥的馬達和為馬達供電的蓄電池，所述攪拌器的輸入軸與馬達的輸出軸連接，所述接頭管的旁側設置有硬水管，所述硬水管的端部連接有伸入淤泥吸取罩內部且設置在攪拌器的葉片旁側的噴水頭;所述淤泥分離機構包括板框壓濾機、淤泥箱、水箱、泥漿栗和水栗，以及用于為板框壓濾機、泥漿栗和水栗供電的供電電源，所述板框壓濾機的進泥口通過第一淤泥輸送管與接頭管連接，所述泥漿栗設置在第一淤泥輸送管上，所述板框壓濾機的出泥口通過與第二淤泥輸送管與淤泥箱連接，所述板框壓濾機的出水口通過輸水管與水箱的入水口連接，所述水箱的出水口通過軟水管與硬水管連接，所述水栗設置在軟水管上。
[0007]上述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述供電電源為發電機。
[0008]上述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述板框壓濾機、泥漿栗和水栗的電源端均通過防水電源線與發電機連接。
[0009]上述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述淤泥吸取罩的形狀為喇叭形。
[0010]上述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述攪拌器的葉片為螺旋式葉片。
[0011]本發明還提供了一種方法步驟簡單、實現方便、淤泥清理效率高的煤礦井底水倉淤泥清理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0012]步驟一、將可移動式機架移動到煤礦井底水倉附近，并將所述淤泥吸取頭的淤泥吸取罩放入煤礦井底水倉中；
[0013]步驟二、往水箱中加入質量濃度小于4%的潤滑劑；
[0014]步驟三、啟動所述供電電源，為所述板框壓濾機、泥漿栗和水栗供電，同時，蓄電池為馬達供電，板框壓濾機、泥漿栗、水栗和馬達啟動，水栗將水箱中加入了潤滑劑的水抽送到噴水頭中噴出，同時，馬達帶動攪拌器強力打散煤礦井底水倉中的淤泥，使淤泥成為半流體狀，泥漿栗提供動力通過接頭管吸取淤泥，淤泥通過第一淤泥輸送管進入板框壓濾機，板框壓濾機對淤泥進行固液分離，分離出的水通過輸水管進入水箱，分離出的煤泥通過第二淤泥輸送管進入淤泥箱。
[0015]上述的方法，其特征在于:步驟二中所述潤滑劑為聚丙烯酰胺(PAM)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)或月桂醇硫酸鈉(K12)。
[0016]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0017]1、本發明煤礦井底水倉淤泥清理裝置的結構簡單，設計合理，實現方便。
[0018]2、本發明的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，設置了可移動式機架，能夠移動到煤礦井底水倉邊，方便了操作，將淤泥箱設置在可移動式機架上，縮短了輸距，有效減小了裝置的功率。
[0019]3、本發明的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，在攪拌器的葉片旁側設置了噴水頭，在抽淤泥過程中，出現含水量小于塑限的淤泥時，淤泥吸取罩的進料速度變慢時，噴水頭噴出加入了潤滑劑的水，能夠使得第一淤泥輸送管的管壁與淤泥之間墊有一層懸浮膜，使淤泥的壁摩擦力減少，克服了淤泥的粘滯性，保障了淤泥順利吸送。
[0020]4、本發明的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，通過板框壓濾機分離出的水進入水箱中后，水栗再將水箱中加入了潤滑劑的水抽送到噴水頭中噴出，實現了水的循環利用，節約了水資源。
[0021]5、本發明煤礦井底水倉淤泥清理方法的方法步驟簡單，實現方便，淤泥清理效率高，儲存到淤泥箱中的煤泥運到地面后在洗煤廠洗選之后可重新回收煤泥中煤。
[0022]6、采用本發明清理淤泥后，水倉容積增加，清淤效果好，便于推廣使用。
[0023]綜上所述，本發明設計合理，實現方便，清淤效率高、效果好，節約水資源，便于推廣使用。
[0024]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明煤礦井底水倉淤泥清理裝置的結構示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]I—泥漿栗；2—板框壓濾機；3—淤泥箱；
[0028]4—水箱；5—發電機；6—軟水管；
[0029]7—馬達；8—第一淤泥輸送管； 9 一接頭管；
[0030]10—攪拌器；11一第二淤泥輸送管；12—噴水頭；
[0031]13一馬達安裝腔；14一水栗；15—可移動式機架；
[0032]16 一軟水管；17—蓄電池；18—防水電源線；
[0033]19 一硬水管；20 一輸水管；21—煤礦井底水倉。
【具體實施方式】
[0034]如圖1所示，本發明的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，包括可移動式機架15、設置在可移動式機架15上的淤泥分離機構和與淤泥分離機構連接的淤泥吸取頭，所述淤泥吸取頭包括接頭管9、連接在接頭管9底部的淤泥吸取罩6和設置在淤泥吸取罩6內的攪拌器10，所述接頭管9的旁側設置有馬達安裝腔13，所述馬達安裝腔13內安裝有用于帶動攪拌器10攪拌淤泥的馬達7和為馬達7供電的蓄電池17，所述攪拌器10的輸入軸與馬達7的輸出軸連接，所述接頭管9的旁側設置有硬水管19，所述硬水管19的端部連接有伸入淤泥吸取罩6內部且設置在攪拌器10的葉片旁側的噴水頭12;所述淤泥分離機構包括板框壓濾機2、淤泥箱3、水箱4、泥漿栗I和水栗14，以及用于為板框壓濾機2、泥漿栗I和水栗14供電的供電電源，所述板框壓濾機2的進泥口通過第一淤泥輸送管8與接頭管9連接，所述泥漿栗I設置在第一淤泥輸送管8上，所述板框壓濾機2的出泥口通過與第二淤泥輸送管11與淤泥箱3連接，所述板框壓濾機2的出水口通過輸水管20與水箱4的入水口連接，所述水箱4的出水口通過軟水管16與硬水管19連接，所述水栗14設置在軟水管16上。
[0035]本實施例中，所述供電電源為發電機5。
[0036]如圖1所示，本實施例中，所述板框壓濾機2、泥漿栗I和水栗14的電源端均通過防水電源線18與發電機5連接。具體實施時，采用膠帶將防水電源線18捆綁在第一淤泥輸送管8或軟水管16上。
[0037]如圖1所示，本實施例中，所述淤泥吸取罩6的形狀為喇叭形。
[0038]如圖1所示，本實施例中，所述攪拌器10的葉片為螺旋式葉片。
[0039]具體實施時，為了適應煤礦井底水倉21工作的特殊環境，需要滿足防爆等安全生產要求，發電機5、板框壓濾機2、泥漿栗1、水栗14和馬達7等電器元件都具有防爆功能。板框壓濾機2是工業生產中集機、電、液于一體的實現固體和液體分離的一種裝置，它可實現自動壓緊、過濾、松開、拉板等過程。
[0040]本發明的煤礦井底水倉淤泥清理方法，包括以下步驟:
[0041]步驟一、將可移動式機架15移動到煤礦井底水倉21附近，并將所述淤泥吸取頭的淤泥吸取罩6放入煤礦井底水倉21中；
[0042]步驟二、往水箱4中加入質量濃度小于4%的潤滑劑；
[0043]本實施例中，步驟二中所述潤滑劑為聚丙烯酰胺(PAM)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)或月桂醇硫酸鈉(K12)。潤滑劑具有減阻潤滑和脫水固結的作用，所選的潤滑劑符合煤礦井底水倉21淤泥的特點。
[0044]步驟三、啟動所述供電電源，為所述板框壓濾機2、泥漿栗I和水栗14供電，同時，蓄電池17為馬達7供電，板框壓濾機2、泥漿栗1、水栗14和馬達7啟動，水栗14將水箱4中加入了潤滑劑的水抽送到噴水頭12中噴出，同時，馬達7帶動攪拌器10強力打散煤礦井底水倉21中的淤泥，使淤泥成為半流體狀，泥漿栗I提供動力通過接頭管9吸取淤泥，淤泥通過第一淤泥輸送管8進入板框壓濾機2，板框壓濾機2對淤泥進行固液分離，分離出的水通過輸水管20進入水箱4，分離出的煤泥通過第二淤泥輸送管11進入淤泥箱3。通過板框壓濾機2分離出的水進入水箱4中后，水栗14再將水箱4中加入了潤滑劑的水抽送到噴水頭12中噴出，實現了水的循環利用，節約了水資源。淤泥經過攪拌器10和水攪拌后變成半流體，更容易被泥漿栗I吸入第一淤泥輸送管8中運輸。
[0045]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:包括可移動式機架(15)、設置在可移動式機架(15)上的淤泥分離機構和與淤泥分離機構連接的淤泥吸取頭，所述淤泥吸取頭包括接頭管(9)、連接在接頭管(9)底部的淤泥吸取罩(6)和設置在淤泥吸取罩(6)內的攪拌器(10)，所述接頭管(9)的旁側設置有馬達安裝腔(13)，所述馬達安裝腔(13)內安裝有用于帶動攪拌器(10)攪拌淤泥的馬達(7)和為馬達(7)供電的蓄電池(17)，所述攪拌器(10)的輸入軸與馬達(7)的輸出軸連接，所述接頭管(9)的旁側設置有硬水管(19)，所述硬水管(19)的端部連接有伸入淤泥吸取罩(6)內部且設置在攪拌器(10)的葉片旁側的噴水頭(12);所述淤泥分離機構包括板框壓濾機(2)、淤泥箱(3)、水箱(4)、泥漿栗(I)和水栗(14)，以及用于為板框壓濾機(2)、泥漿栗(I)和水栗(14)供電的供電電源，所述板框壓濾機(2)的進泥口通過第一淤泥輸送管(8)與接頭管(9)連接，所述泥漿栗(I)設置在第一淤泥輸送管(8)上，所述板框壓濾機(2)的出泥口通過與第二淤泥輸送管(11)與淤泥箱(3)連接，所述板框壓濾機(2)的出水口通過輸水管(20)與水箱(4)的入水口連接，所述水箱(4)的出水口通過軟水管(16)與硬水管(19)連接，所述水栗(14)設置在軟水管(16)上。2.按照權利要求1所述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述供電電源為發電機(5)。3.按照權利要求2所述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述板框壓濾機(2)、泥漿栗(I)和水栗(14)的電源端均通過防水電源線(18)與發電機(5)連接。4.按照權利要求1所述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述淤泥吸取罩(6)的形狀為喇叭形。5.按照權利要求1所述的煤礦井底水倉淤泥清理裝置，其特征在于:所述攪拌器(10)的葉片為螺旋式葉片。6.—種利用如按照權利要求1所述的淤泥清理裝置進行煤礦井底水倉淤泥清理的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將可移動式機架(15)移動到煤礦井底水倉(21)附近，并將所述淤泥吸取頭的淤泥吸取罩(6)放入煤礦井底水倉(21)中； 步驟二、往水箱(4)中加入質量濃度小于4 %的潤滑劑； 步驟三、啟動所述供電電源，為所述板框壓濾機(2)、泥漿栗(I)和水栗(14)供電，同時，蓄電池(17)為馬達(7)供電，板框壓濾機(2)、泥漿栗(I)、水栗(14)和馬達(7)啟動，水栗(14)將水箱(4)中加入了潤滑劑的水抽送到噴水頭(12)中噴出，同時，馬達(7)帶動攪拌器(10)強力打散煤礦井底水倉(21)中的淤泥，使淤泥成為半流體狀，泥漿栗(I)提供動力通過接頭管(9)吸取淤泥，淤泥通過第一淤泥輸送管(8)進入板框壓濾機(2)，板框壓濾機(2)對淤泥進行固液分離，分離出的水通過輸水管(20)進入水箱(4)，分離出的煤泥通過第二淤泥輸送管(11)進入淤泥箱(3)。7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于:步驟二中所述潤滑劑為聚丙烯酰胺、直鏈烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨或月桂醇硫酸鈉。
【文檔編號】E02F3/92GK105887958SQ201610230229
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】馬礪, 任立峰, 張德桃, 王楠, 劉庚, 郭英
【申請人】西安科技大學