板框厢式隔膜压滤机
引言
白坪煤业公司位于登封市东金店乡，设计生产能力180万吨/年，矿井瓦斯含量为2~20m3/t,瓦斯压力0.1~2.0MPa,Ap值为15-25,f值约0.15~0.3。矿井主采二1煤层，属“三软”不稳定煤层，煤层变异系数大,地质条件变化快,瓦斯治理工作较为不易。普通的顺层预抽煤层瓦斯钻孔很难达到预期的消突效果,有时为了某一点的防突工作，需要穿透大量的岩石作为前提，施工进度慢，设备损坏率较高，工人劳动强度大。
集团公司相继出台了一系列瓦斯治理的相关规定和文件，对瓦斯治理、防突、抽放等工作的要求更加严格。随着公司采区的逐渐投入生产，防突工作开始由局部向区域横向发展，实现了由煤巷治理向岩巷治理的跨越性转变，措施上由原先的顺层钻孔预抽煤层瓦斯改变为底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯。
底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯措施原理为通过在底板岩石抽放巷内施工穿层钻孔，使高压水通过钻杆从钻具上的出水口喷射而出，当高压水冲击煤体时，配合钻机的钻进，将附近的煤体击碎并冲出,冲出的煤、瓦斯和水顺着钻杆和钻孔间的空隙流入汽水分离箱,瓦斯气体被抽走，水和煤进入沉淀池。整体施工工艺如图1所示。
2.问题的提出
在水力增透卸压过程中会排出大量的煤水混合物，人工清理速度慢,效率低，严重影响工作环境文明卫生。清理过程中投入人力多，工人劳动强度大，清理出的煤泥含水量较高，出煤量考核不准确,措施效果难以考核。并且若清理不及时，煤泥内的瓦斯涌出后容易积聚,造成瓦斯超限事故,存在严重的安全隐患，一度影响了穿层钻孔水力增透措施的顺利执行。故不论从经济角度还是从安全角度上都不合适。为了避免解决上述一系列困难,研究一套快速、连续性、自动化煤泥处理系统就显得尤为重要。
3.制定对策
为了解决上述一系列问题，经过攻关小组现场调査与技术研讨，大胆提出将MSY型煤泥压滤机引用到水力增透防突措施中，为保证压滤机的连续性运行，设计在压滤机安置附近施工大型煤泥储存池，将煤泥集中于池内，福存池通过一台11.5kW的搅吸泵和内径100mm的管路与压滤机连接。煤泥经过压滤机处理后，将煤与水彻底分开，水排至大巷水沟，煤通过矿车运走。如此便形成了一套完整的快速、连续性、自动化煤泥处理系统。
4.具体实施
1）白坪井田受滑动构造影响，煤层赋存不稳定，地质条件相对复杂，难免岀现煤层上升或下沉的情况，白坪煤业公司13101下顺槽底抽巷从开口向里53m-107m段，上部对应煤层为一向斜构造，为了保证巷顶距煤层的安全距离（大于10m）,底抽巷按照-18。施工了24m,逬入向斜轴部，之后平巷施工5m后，按照+18。施工25m后完全过去向斜构造，向斜轴部煤层厚度一度达到18m。巷道如此起伏后,呈现出了一个低洼处,给巷道内的排水带来严重不便。为顺利排水，在该低洼处施工了小型沉淀池，见图3。
该沉淀池为一体两个，避免出煤量较大时积满,导致系统瘫痪,必要时可以人工清挖.起到缓冲作用。每个沉淀池内悬挂两个（一备一用）大型排砂泵，排沙泵的型号为50ZSQ40-13-3,功率22kW,扬程60m,自带搅拌功能，连接直径100mm的排水管路。通过泵与管路将小型沉淀池内的煤泥排至外部大型煤泥储存池。
2）为保证机器的自动化处理和整个系统的连续性运行，在压滤机附近施工一个规格为15m（长）x2m（宽）xlm（深）的大型煤泥储存池,该沉淀池至少能满足3个工作日岀煤量的储存。
在大型沉淀池的另一侧安装MSY型煤泥压滤机，通过压滤机自带的抽放设备与沉淀池内的煤水混合物连接，采用煤泥压滤机开始进行处理,MSY型煤泥压滤机液压能力12MPa,进料压力0.6MPa,处理能力5-8t/h,液压油牌号HM46,装机功率31kW,外形规格5400*1580*1850,每天处理煤量为120t-190t,煤的容重为1.38m3/t,每天处理121m3范围的煤量。
结论及推广前景
目前，全国煤炭企业随着开采深度的不断增加,突出危险性越来越严重,瓦斯治理工作就先得尤为重要，郑煤集团范围内的豫西“三软”不稳定突岀煤层而言,无保护层可采,故底板岩石抽放内穿层钻孔水利旋切增透卸压预抽煤层瓦斯成为了首选的区域瓦斯治理措施。
通过MSY煤泥压滤机在该瓦斯治理措施中的应用使排出的大量煤水混合物能够快速、连续、自动运出,在安全、经济、劳动强度等方面均有很好的发展前景。主要体现在：
1）通过该机器的投入,可以省下大量劳动力，同时大大降低了安全隐患。未投入使用该机器时,采用人工出煤，平均每班投入人力23人，包括清挖、装车、运输等，而投入该机器后，每班共需出勤8人即可满足工作需要，投入人力减少了65%。并且提高了劳动效率。
2）成降低工人劳动强度的同时节省了工人的开资,月节省工人开资17.5万元,并且使出煤量得到了进一步的量化，煤内的水分降低,考核更加精细,进而分析了水力旋切钻进增透卸压的效果,为矿井防突工作的顺利开展奠定了坚实的基础。
3） 安全方面,由于投入达到了自动化的机器,代替了人力的操作,大大降低了安全隐患，在安全管理方面得到了很好的保障。
4） 通过对煤泥的快速处理，为钻孔施工赢得了大量的时间，避免了钻孔的间歇性施工，间接的为巷道施工争取了大量时间，缓解了矿井采掘接替紧张的局面,不论在经济效益还是在安全方面都进一步推动了矿井的快速发展。
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