自制隔爆型一线自控潜水泵在新驿煤矿选煤厂的研究和应用

2022-12-08

一、前言

新驿选煤厂块煤排矸系统主要建设于2006年, 采用自生介质螺旋滚筒分选工艺, 小时处理能力300吨。升井毛煤经选矸楼滚轴筛筛分后, 小于30mm沫煤进入原煤缓冲仓, 大于30mm筛上物料经选矸楼人工手选出特大块矸石、杂物等, 再进入旧排矸车间排矸, 洗出的块精煤由破碎机破碎后配入沫煤皮带进入原煤缓冲仓。而滚筒分选机是该分选技术的主机, 与其并列还安装有矿浆管, 用以输送介质。介质是由原煤中小于0.3mm的粉煤作加重剂与水混合形成的悬浮液, 故也称为自生介质, 由于该介质的静态稳定性较差, 浓度忽高忽低, 当浓度过高时, 需要通过分流至车间外煤泥沉淀桶, 鉴于选煤厂车间现人员调配状况, 无法盯靠桶内的液位高低, 出现溢水现象不能及时加以处理, 造成了资源的浪费。

二、排矸系统自生介质分选工艺

手选原煤经1#、2#皮带运输至原煤分级筛, 筛上物经入料溜槽进入螺旋滚筒筒体中部, 在介质中得到分层。由于筒体倾斜安装, 轻物料随介质流从筒体低的一段排出, 沉积在筒壁的重物料由桶内螺旋输送至滚筒高端排出。该分选机出轻重两种产品。

自生介质选煤工艺流程如图1所示。滚筒分选100-6mm的块煤, 6-0.5mm末煤由自生介质旋流器分选。该选煤工艺也包括了自生介质流程。从旋流器排出的溢流经过弧形筛及脱泥筛脱泥后筛上的物料为精煤产品。筛下均成为合格的自生介质至循环介质池, 返回滚筒供分选用。如果浓度过大, 影响分选, 便会打开分流泵以及分流阀门, 将一部分循环介质打到车间西边的一个煤泥沉淀桶里, 桶里的物料再通过渣浆泵打到二段浓缩池进压滤系统。

三、自制隔爆型一线自控潜水泵的应用背景

自2016年以来, 随着煤炭市场的不景气, “减员提效”便成了改善煤矿经济环境的一项重要举措, 而选煤厂也由原来的140人减至61人, 老排矸系统分两班运行, 每班3-4人, 不仅要确保正常的运行需求, 还要搞好当班的文明生产和设备巡检, 为了满足螺旋滚筒分选机的自生介质工艺, 末精筛下水浓度太大时, 只能开启分流泵将循环介质水分流至厂外的煤泥沉淀桶内, 当煤泥桶内介质水达到一定程度时, 必须要随时观察桶内的液位情况, 便于及时开泵排污至压滤系统。

以上工作量需要6-7人来完成, 但就目前的人员定额来看, 根本无法满足生产需要, 当沉淀桶溢水后, 车间内工作人员无法及时得知厂外的突发状况, 只能任由大量煤泥水外排, 造成资源的浪费, 同时, 为了达到环保要求, 岗位人员就不得不利用生产时间去做清洁工作, 这大大增加了职工的劳动强度, 也影响了系统排矸。因此, 为了解决这一难题, 选煤厂特研究自制了这种一线自控本质安全型潜水泵。

四、自制隔爆型一线自控潜水泵工作原理

全自动潜水泵自动控制装置, 其特征在于包括潜水泵一根信号芯线和水位电阻, 上限水位、下限水位串联、电机接线、接线盒上水模块、变压器、接触器、温度开关、信号线穿过电机盖与上限水位和水位电阻、下限水位串联, 上水模块、变压器、接触器在接线盒固定, 温度开关在定子内固定。

如图2所示, 上下限水位探头, 形状为2mm厚的锥形, 上口直径60mm, 下口直径110mm, 高100mm。三根直径4mm不锈钢筋与信号芯线连接, 在大约二分之一处浇灌环氧树脂密封, 三根钢筋裸露环氧树脂外端、略低于锥形下口直径。

如图3所示, 交流660V电压经变压器TC降压、整流二极管VD1~VD4和C1滤波, 稳压器IC2稳压后产生直流12V电压作为IC3的工作电压。

IC3和有关原件组成施密特触发器电路。当水涡内水位高于高水位电级A时, IC3的2脚电压变为低电平 (低于触发电平Vcc/3) , 触发器翻转, 从3脚输出高电平, 使V导通继电器J吸合, 其常开触电接通, 潜水泵运转工作, 开始抽水。当水涡内水泵低于B点时IC3的2脚为高电平 (高于阀值电平2Vcc/3) , IC3内部的触发器翻转, 从3脚输出低电平, 使V截止, 继电器J释放, 其常开触点断开, 潜水泵停止工作, 停止抽水。

潜水泵的使用方法包括以下步骤:

1) 将潜水泵放入井下水涡中, 电缆接入三相动力电, 开关或接线盒中。

2) 根据水位调好上限水位探头、下限水位探头、水位模块可浸入水中。

3) 通上电后、当水位到上限水位开始抽水、当水位低于下限水位时、水泵停止抽水。

4) 使用过程中出现过载、断相、短路、堵转、潜水泵停止工作。

五、一线自控潜水泵应用效果

该装置在潜水泵的基础上改装而成, 将开关和上水模块密封集于一台潜水泵, 设备成本低。自动上水控制和抽水一次性完成, 而且上下限水位探头, 通过从水泵输出的一根信号芯线串连而成, 生产效率高、安装简单、通上电后无需操作, 如果潜水泵停止工作, 煤泥桶内的水位上升至一定程度, 厂房内的报警系统会自动启动, 便于岗位工及时发现, 及时处理, 这样下来, 大大减轻了职工的劳动强度, 也避免的因煤泥水外排造成资源上的浪费, 有利于环保, 也提高了经济效益。

六、一线自控潜水泵应用前景

全自动潜水泵自动控制装置及其使用方法, 属于矿山城市给排水用泵领域。它包括信号检测回路、电子保护回路、上下液位测量回路。本实用新型通过采用电子液位一线控制技术, 从电机到上下限水位只用一根线;减少了电机要开二个喇叭口的弊端。将电气控制元件组装在潜水泵内部, 本自动控制装置自身具有断相、短路、过载、堵转保护功能, 缩短了安装时间, 不需要看护, 节省了资金等弊端适用于隧道掘进、矿山坑道、掘进工作面、采矿工作面的排水, 也适用于其他不能配置控制柜的排水沟和经常移动潜水泵工作点的场合。

摘要：本文介绍了一种全自动潜水泵一线自控本质安全型自动控制装置在新驿选煤厂的应用, 它使用方法简单, 对工人的技术水平要求低, 便于现场安装, 且是在普通潜水泵上进行实用新型改装而成, 使自动上水控制和抽水一次性完成, 而且装有溢水报警系统, 避免了介质水池溢水的现象, 减轻了职工的劳动强度, 也有利于环保, 同时还实现了选煤厂循环介质水的有效回收。

关键词：自制,一线自控,潜水泵,循环介质水