陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿 陕西延安 727307
摘要：一直以来，水仓清挖是煤矿生产管理中的一大难题。水仓一年要进行一到两次的清挖。需要2到3个月左右的时间才能完成3000～5000t的水仓清挖工作。在清挖的期间，事实上是占用了水仓的备用功能，如果遇矿井突发水事故，将对矿井构成严重威胁。当前，大多数的矿井水仓清理淤泥工作仍沿用最落后、最传统的人工清挖、罐车装运的模式，急需一套实用的机械化的井下水仓淤泥清理技术方案，提高水仓清挖效率。
关键词：煤泥；水仓；沉淀池；快速清淤
1开展水仓煤泥清理工作的原因分析
井下中央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。由于井下中央水泵房主副水仓长时间没清理，随着矿井开采的延伸，机械化生产的普及，矿井涌水量逐渐增大，各个掘进及综采工作面的排水大多是淤泥、煤渣、碎矸石及煤渣、煤块冲积了整个水仓。使得井下水仓有效蓄水容积减小，使水仓失去了储水功能，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管，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。
2常用井下水仓清挖方法的分析
2.1人工清淤法
人工将淤泥挖出，将煤泥及煤渣晾干装入防爆运料车运走。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。
2.2挖装清淤法
用小型的装载机把水仓中的淤泥装入罐车运出水仓。该方法虽然可以降低劳动强度，但由于水仓空间有限，设备结构复杂，使得清挖动作困难，清挖效果差，而且在运输过程中不可避免对环境产生污染。
2.3刮板清挖法
用两个液压马达驱动刮板输送机和工作滚筒工作。行走液压马达经减速器驱动行走轮实现清理机的前进和后退。
2.4水射流泵与泥浆泵联合清理水仓法
它的基本原理是将水仓中淤泥加高压水流后进行搅拌、稀释变为泥浆，再通过泥浆泵把泥浆输送到过滤设备，再经过滤设备脱水后，装入矿车提升。挖装和刮板清淤法一直没有得到很好的推广，原因在于煤泥具有一定的流动性。若用挖装清淤法，铲斗因沾满煤泥，有效容积下降，效率低下。如果用刮板清挖法，底板与刮板间需倾角以将煤泥提升至一定的高度，大量煤泥必然流向底板。两种方法都要跟随矿车将淤泥运出水仓，矿车途径水仓出口处陡坡时里面的淤泥会流失大半。水射流造浆、泥浆泵清理法相对而言是较成功的方法，但是存在设备对煤泥的收集困难和脱水设备技术不过关，稳定性差，维护量大的缺点。综上所述，矿井水仓是关乎煤矿排水安全的重要设施，保证水仓的有效空仓容积关系到煤矿的安全生产；矿井水仓淤积煤泥清理是一项费时、费力的繁重工作，也是煤矿生产组织管理的一个难题；研究快速清淤新工艺及关键技术装备，改变水仓淤积煤泥清理现状势在必行。
3中央水仓自动化清淤技术实施方案分析
针对目前水仓清挖系统因传统清仓工艺受到诸多因素制约，影响到水仓正常的清仓进度的问题，结合井下煤泥水实际情况，实现矿井清淤机器人，采用高效机械化矿井水仓清淤及脱水工艺及装备，能够满足小巷道沉淀池及年久失修的老旧水仓，实现整机潜水（泥））遥控工作。水仓煤泥自动挖掘、脱水、运输机器人，具备煤泥自动清挖、自动输送、固液分离、煤泥块装运等功能，实现水仓煤泥及时、高效清理。针对矿井原煤运输线众多的沉淀池，用简易可行的“吊泵+脱水”快速清淤装置；对井下中央水仓清淤，利用单轨吊尾端吊梁，加装滑轮式大排量、大运距渣浆泵，将水仓水和煤渣远距离排出脱水，彻底解决水仓储水功能。
4井下中央水仓的实际概况分析
一号井煤矿井下中央水仓和四号风井井底水仓，根据实际情况考察：水仓断面，宽4.5米，高3.6米，主仓长180米，副仓长160米，水仓口距离皮带巷100米，水仓淤泥量大，煤泥淤积厚度1.2米左右，煤泥中含细沙状颗粒，采用KPQY重型清仓机配双级高频振动筛，双级高频振动筛架设安装在皮带上方，脱水后的煤泥随皮带运走，水流入水沟。KPQY75系列矿用重型清仓机组与煤泥脱水设备成的清挖系统。
5自动化清淤主要工艺流程分析
KPQY75矿用清仓机组采用“钢性液压履带行走+微型挖臂装置+螺旋集料和封闭式螺旋上料装置+高效的20/10矿用混凝土泵+高压耐磨快接软管+煤泥脱水设备（双级高频振动筛）。该清仓系统为一种移动可调式煤泥清挖一体化系统，可实现井下水仓煤泥自动清理和固液分离功能。
6井下采区水仓挖装工艺
井下采区水仓淤泥清理适用耙斗机机械式清淤，清出淤泥可由转载刮板机装入采区胶带。井下采区水仓也并行设置两个沉淀池，这两个 沉淀池为平流式沉淀池，清理其中一个沉淀池时，阀门切换，矿井水流入另一个沉淀池。先用潜水泵将 待清理沉淀池中的浮水抽排到另一个沉淀池中。沉淀池入流口侧向下倾角 15°，底板铺设轨道，清挖煤泥时入流口侧巷道底板架设耙斗清仓机，出 流口和溢流挡板间布置潜水泵，提前抽出浮水。为提高煤泥的沉淀效果，在沉淀池中每隔2～3m设置一个过滤溢流隔板，隔板为可抽插式，清理煤泥时可抽出，隔板由槽钢、滤板、滤布、固定螺栓组成，两个槽钢槽口相对固定于沉淀池边壁，滤板插于槽钢的槽口之中，固定螺栓穿过槽钢上开设的螺纹孔将滤板固定在槽钢上，滤板上覆盖滤布，滤板为高分子聚丙烯材料并添加阻燃剂，其上分布有圆孔。
7实施效果的分析
井下水仓清挖机械化、智能化以及无人化是今后发展趋势，特别是人工成本的增加、井下安全的要求等因素，对智能化清挖水仓的要求也越来越高；水仓形式多样、水仓的结构比较复杂，形状差异大，水仓宽度弯度不一，长窄不同，坡度不一，泥煤粒度不一；泥煤覆在水仓底部非常滑，人工清挖存在安全隐患；膏状物煤泥在水流经过的水中解析，变成浑浊态的流体或半流体，使得清挖非常困难；当矿井涌水突然剧增，或长时间下暴雨导致的矿井涌水突然剧增，将水沟底部的粗颗粒煤渣及煤块冲进水仓内，减少了水仓的有效容积，同时粗颗粒煤泥、煤渣及煤块给现有清挖设备带来很大麻烦，水仓清挖工作非常困难，并影响正常排水；如何减少水仓清挖的频率、缩短一次性清挖时间、提高清挖的质量、自动进水仓自动清挖、时时清挖，减少安全隐患，对井下中央水仓实现自动化清淤。
8结语
综上所述，主要分析了开展水仓煤泥清理工作的原因、常用井下水仓清挖方法分析、中央水仓自动化清淤技术实施方案、井下中央水仓的实际概况分析、自动化清淤主要工艺流程分析以及实施效果的有关内容，希望能够提供一定的参考价值。
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作者简介：宋奇波，（1984，2-） 性别：男，籍贯：陕西省商洛市柞水县，民族：汉族，学历：本科 职称：助理工程师 单位：陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿