一种煤矿井下水仓清挖设备的制作方法

本发明涉及一种煤矿井下水仓清挖设备，属于煤矿井下水仓清挖设备技术领域。

背景技术：

矿井水灾是煤矿生产的四大灾害之一，而井下水仓是防止矿井水灾、确保煤矿安全生产的重要设施。水仓清挖问题一直是困扰煤矿安全生产的一大难题，近年来，随着采深的增加，矿井涌水量增大，水仓清挖的频率越来越高，给矿井带来的威胁程度越来越大，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，是个需要解决的难题。

目前，煤矿井下水仓清挖设备主要有以下几种：

(1)人工铁锹清挖法、装载机清挖法，主要不足：劳动强度大、工作效率低、清挖的频率高、清挖的时间长、煤泥在运输过程中对环境的污染严重。

(2)刮板机清挖法、链斗机清挖法，主要不足：运输矿车泄漏严重、工作效率低、清挖的频率高、清挖的时间长、煤泥在运输过程中对环境的污染严重。

(3)专利号为200420092004.9的实用新型专利《水仓煤泥清挖机》，授权公告日2005年11月2日；专利号为200920163415.5的实用新型专利《一种清挖输送机》，授权公告日2010年4月14日；这两项专利实现了水仓清挖机械化、降低了工人劳动强度、提高了工作效率；主要存在不足：清挖的频率高、清挖的时间长、煤泥在运输过程中对环境的污染严重。

(4)专利号为200510038944.9的发明专利《矿井水仓细煤泥自动清挖处理方法及设备》，公开日2005年10月5日，主要存在不足：煤矿井下水仓煤泥水有大颗粒，滤布磨损严重；通过泵将沉淀物打入压滤机，入料浓度低且不均匀，过滤效果差；清挖的频率高、清挖的时间长。

(5)振动筛和压滤机联合处理法，粗物料(+0.8mm)采用振动筛直接排到皮带上，剩余的细物料进入沉淀池，通过压滤机过滤，主要存在问题是：振动筛24小时连续、能耗高且需要专人看管；通过泵将沉淀物打入压滤机，入料浓度低且不均匀，过滤效果差；清挖的频率高、清挖的时间长。

本发明是为了减少水仓清挖的频率、缩短一次性清挖时间、提高清挖的质量等技术难题，提供了一种煤矿井下水仓清挖工艺方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种煤矿井下水仓清挖设备。

本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备，包括倾斜槽体2、水平槽体5、传动装置7、plc控制柜14；倾斜槽体2与水平槽体5采用法兰螺栓连接；传动装置7包括电机减速器、主传动轴、从动轴、传动链等；其特征是：还包括排料ⅰ装置1、排料ⅱ装置3、挡料ⅰ板4、排料ⅲ装置6、挡料ⅱ板8、入料装置9、斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11、斜板ⅲ装置12、排水装置13；排料ⅰ装置1包括安装在倾斜槽体2左端的排料溜槽、带有数个宽度为4～6mm长槽孔的排料刮板，排料刮板的两端与传动链螺栓连接，传动装置7中的传动链带动排料刮板运动，实现排料功能；排料ⅱ装置3包括在倾斜槽体2槽底板开口焊接的溜槽本体、安装在溜槽本体下侧面的数个喷淋水管、安装在溜槽本体最下端的排料法兰、筛板、安装筛板的筛框、筛框安装在溜槽本体内侧并与倾斜槽体2槽底板上平面平齐；挡料ⅰ板4前后两端与倾斜槽体2两侧板内侧焊接，挡料ⅰ板4的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，挡料ⅰ板4的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；排料ⅲ装置6安装在水平槽体5的前端两外侧，在高浓度液面m线下面200mm～300mm处；挡料ⅱ板8前后两端与水平槽体5两侧板内侧焊接，挡料ⅱ板8的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，挡料ⅱ板8的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；入料装置9包括安装在水平槽体5的中部两外侧的入料管、安装在水平槽体5的中部两内侧的垂直分流槽及倾斜分流槽；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的前后两端与倾斜槽体2两侧板内侧焊接；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；排水装置13包括安装在水平槽体5的后端两外侧的出料管、安装在水平槽体5的后端两内侧的垂直溢流槽，垂直溢流槽的溢流堰与溢流液面n线平齐；挡料ⅰ板4、挡料ⅱ板8、斜板ⅰ装置10以及斜板ⅲ装置12将水平槽体5的内腔分隔为四个区，挡料ⅰ板4与挡料ⅱ板8之间的空间为高浓度物料区，挡料ⅱ板8与斜板ⅰ装置10之间的空间为入料沉降区，斜板ⅰ装置10与斜板ⅲ装置12之间的空间为斜板沉降区，斜板ⅲ装置12右侧至水平槽体5右端侧板内侧面之间的空间为低浓度物料区；煤泥水由入料装置9进入水平槽体5内，经plc控制柜14的控制及检测，当水平槽体5内侧底部沉降物的高度超过高浓度液面m线时，传动装置7启动，带动排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，将直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料从排料ⅰ装置1排出至原煤皮带；排料刮板带动部分物料经过排料ⅱ装置3时，在排料ⅱ装置3的数个喷淋水管的作用下，部分细颗粒物料从排料ⅱ装置3的排料法兰排出；排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，水平槽体5底部左端的物料浓度越来越高，水平槽体5底部右端的物料浓度越来越低，煤泥水中的大颗粒物料排出后，部分高浓度的细物料存放在高浓度物料区，通过排料ⅲ装置6排出；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的斜板沉降作用，溢流水从斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的上端分别向右溢流至低浓度物料区，通过排水装置13至循环水池循环使用。

所述的倾斜槽体2的底面与水平面的夹角α为40°～50°，其主要作用是：

排料刮板将直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料沿着夹角α向上运动，便于脱水，使直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料便于皮带运输。

所述的挡料ⅰ板4的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，其主要作用是：排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，挡料ⅰ板4的左侧浓度越来越高，排料刮板上的物料不会受水的影响而脱落，提高排料效率。

所述的排料ⅱ装置3的主要作用是：在排料ⅱ装置3的数个喷淋水管的作用下，部分细颗粒物料从排料ⅱ装置3的排料法兰排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率。

所述的排料ⅲ装置6的主要作用是：排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，水平槽体5底部左端的物料浓度越来越高，直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料通过排料ⅰ装置1排出，部分高浓度的细物料存放在高浓度物料区，通过排料ⅲ装置6排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率。

所述的斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12与水平面的夹角β为55°～65°，采用斜面沉降原理，进一步加速物料沉降。

所述的斜板ⅰ装置10包括斜板本体ⅰ以及通过螺栓连接安装在上端的不锈钢过滤网ⅰ，不锈钢过滤网ⅰ的高度便于调节，不锈钢过滤网ⅰ的孔径为0.2～0.3mm，不锈钢过滤网ⅰ的通过率为20％；不锈钢过滤网ⅰ的主要作用是：有效阻止粗颗粒物料通过，进一步提高沉降效果。

所述的斜板ⅱ装置11包括斜板本体ⅱ以及通过螺栓连接安装在上端的不锈钢过滤网ⅱ，不锈钢过滤网ⅱ的高度便于调节，不锈钢过滤网ⅱ的孔径为0.1～0.2mm，不锈钢过滤网ⅱ的通过率为30％；不锈钢过滤网ⅱ的主要作用是：有效阻止粗颗粒物料通过，进一步提高沉降效果。

所述的斜板ⅲ装置12包括斜板本体ⅲ以及通过螺栓连接安装在上端的不锈钢过滤网ⅲ，不锈钢过滤网ⅲ的高度便于调节，不锈钢过滤网ⅲ的孔径为0.005～0.1mm，不锈钢过滤网ⅲ的通过率为40％；不锈钢过滤网ⅲ的主要作用是：有效阻止粗颗粒物料通过，进一步提高沉降效果。

所述的挡料ⅰ板4、挡料ⅱ板8、斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的材料为不锈钢。

所述的斜板ⅰ装置10的上端面比斜板ⅱ装置11的上端面高20mm～30mm。

所述的斜板ⅱ装置11的上端面比斜板ⅲ装置12的上端面高20mm～30mm。

进一步，水平槽体5的底部沉降物多，排料刮板不能移动时，采用高压风或高压水搅拌底部。

本发明的有益效果是：

(1)采用三级排料，提高了清挖效率，第一级将直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料从排料ⅰ装置1排出至原煤皮带；第二级，在排料ⅱ装置3的数个喷淋水管的作用下，部分细颗粒物料从排料ⅱ装置3的排料法兰排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率；第三级，部分高浓度的细物料存放在高浓度物料区，通过排料ⅲ装置6排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率，缩短一次性清挖时间。

(2)挡料ⅰ板4、挡料ⅱ板8、斜板ⅰ装置10以及斜板ⅲ装置12将水平槽体5的内腔分隔为四个区，便于物料沉降及处理。

(3)在水平槽体5内侧设有斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12，采用斜面沉降原理，进一步加速矿浆的沉降，提高处理效率。

(4)煤泥水由入料装置9进入水平槽体5内，经plc控制柜14的控制及检测，当水平槽体5内侧底部沉降物的高度超过高浓度液面m线时，传动装置7才启动，减少水仓清挖的频率。

(5)该设备无二次污染，提高了清挖的质量。

(6)该设备既有刮泥排料的作用，又有一级沉淀池的作用，减少了后序沉淀池的清挖次数。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的主视图；

附图2是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的俯视图；

附图3是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备中水平槽体5主视图左端放大图；

附图4是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备中水平槽体5主视图右端放大图；

附图5是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的主视图中a-a剖视图；

附图6是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的主视图中b-b剖视图；

附图7是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的主视图中c-c剖视图；

附图8是本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备的主视图中ⅰ处放大图；图中：

1—排料ⅰ装置2—倾斜槽体3—排料ⅱ装置4—挡料ⅰ板5—水平槽体6—排料ⅲ装置7—传动装置8—挡料ⅱ板9—入料装置10—斜板ⅰ装置11—斜板ⅱ装置12—斜板ⅲ装置13—排水装置14—plc控制柜

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一些实施例，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。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本发明所述的一种煤矿井下水仓清挖设备，包括倾斜槽体2、水平槽体5、传动装置7、plc控制柜14；倾斜槽体2与水平槽体5采用法兰螺栓连接；传动装置7包括电机减速器、主传动轴、从动轴、传动链等；其特征是：还包括排料ⅰ装置1、排料ⅱ装置3、挡料ⅰ板4、排料ⅲ装置6、挡料ⅱ板8、入料装置9、斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11、斜板ⅲ装置12、排水装置13；排料ⅰ装置1包括安装在倾斜槽体2左端的排料溜槽、带有数个宽度为4～6mm长槽孔的排料刮板，排料刮板的两端与传动链螺栓连接，传动装置7中的传动链带动排料刮板运动，实现排料功能；排料ⅱ装置3包括在倾斜槽体2槽底板开口焊接的溜槽本体、安装在溜槽本体下侧面的数个喷淋水管、安装在溜槽本体最下端的排料法兰、筛板、安装筛板的筛框、筛框安装在溜槽本体内侧并与倾斜槽体2槽底板上平面平齐；挡料ⅰ板4前后两端与倾斜槽体2两侧板内侧焊接，挡料ⅰ板4的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，挡料ⅰ板4的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；排料ⅲ装置6安装在水平槽体5的前端两外侧，在高浓度液面m线下面200mm～300mm处；挡料ⅱ板8前后两端与水平槽体5两侧板内侧焊接，挡料ⅱ板8的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，挡料ⅱ板8的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；入料装置9包括安装在水平槽体5的中部两外侧的入料管、安装在水平槽体5的中部两内侧的垂直分流槽及倾斜分流槽；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的前后两端与倾斜槽体2两侧板内侧焊接；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的上端高出溢流液面n线200mm～300mm，斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的下端高出高浓度液面m线200mm～300mm；排水装置13包括安装在水平槽体5的后端两外侧的出料管、安装在水平槽体5的后端两内侧的垂直溢流槽，垂直溢流槽的溢流堰与溢流液面n线平齐；挡料ⅰ板4、挡料ⅱ板8、斜板ⅰ装置10以及斜板ⅲ装置12将水平槽体5的内腔分隔为四个区，挡料ⅰ板4与挡料ⅱ板8之间的空间为高浓度物料区，挡料ⅱ板8与斜板ⅰ装置10之间的空间为入料沉降区，斜板ⅰ装置10与斜板ⅲ装置12之间的空间为斜板沉降区，斜板ⅲ装置12右侧至水平槽体5右端侧板内侧面之间的空间为低浓度物料区；煤泥水由入料装置9进入水平槽体5内，经plc控制柜14的控制及检测，当水平槽体5内侧底部沉降物的高度超过高浓度液面m线时，传动装置7启动，带动排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，将直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料从排料ⅰ装置1排出至原煤皮带；排料刮板带动部分物料经过排料ⅱ装置3时，在排料ⅱ装置3的数个喷淋水管的作用下，部分细颗粒物料从排料ⅱ装置3的排料法兰排出；排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，水平槽体5底部左端的物料浓度越来越高，水平槽体5底部右端的物料浓度越来越低，煤泥水中的大颗粒物料排出后，部分高浓度的细物料存放在高浓度物料区，通过排料ⅲ装置6排出；斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的斜板沉降作用，溢流水从斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12的上端分别向右溢流至低浓度物料区，通过排水装置13至循环水池循环使用。

所述的排料ⅱ装置3的主要作用是：在排料ⅱ装置3的数个喷淋水管的作用下，部分细颗粒物料从排料ⅱ装置3的排料法兰排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率。

所述的排料ⅲ装置6的主要作用是：排料刮板在水平槽体5的底部向左运动，水平槽体5底部左端的物料浓度越来越高，直径4mm以上的物料以及夹杂着部分细物料通过排料ⅰ装置1排出，部分高浓度的细物料存放在高浓度物料区，通过排料ⅲ装置6排出至搅拌桶，通过渣浆泵直接至压滤机过滤，滤饼排至原煤皮带，滤液水至循环水池循环使用，进一步提高清挖效率。

所述的斜板ⅰ装置10、斜板ⅱ装置11以及斜板ⅲ装置12，采用斜面沉降原理，进一步加速物料沉降。