HBMD-90／16―320S型煤矿用回填泵的研发

煤矸石是-种在煤形成过程中与煤伴生、共生的岩石，是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，排放量相当于煤炭产量的 10%左右。煤矸石的多种利用方法中，用它做填筑材料是 目前最普遍的用法。这种方法主要是指充填沟谷、采煤塌陷区等低洼区的建筑工程用地，或用于回填煤矿采空区及废弃矿井。在煤矸石充填工艺中，煤矿用回填泵是用于运输煤矸石的重要设备。该设备是-种煤矿用防爆型多用途设备 ，可用于采空区充填、混凝土泵送、壁后充填、砌建水仓、快速喷浆、铺设底板、矿井排污等。

煤矿用回填泵的泵送材料主要针对上述的煤矸石混合物。煤矸石混合物虽然比普通混凝土有较高的承载力和足够的稳定性 ，但煤矸石颗粒硬度高，对泵送混凝土缸磨损严重；同时设备必须矿井下工作，井下空间狭小，对设备的结构及尺寸有很高的要求；另外，在煤矿中施工至关重要的要求是整个设备的防爆功能。所以研发煤矿用回填泵的设计重点是设备耐磨性、设备结构与设备防爆技术。

2 回填泵的设计2011年 9月北方交通重工集团接到沈煤集团西马矿关于研发煤矿用回填泵的订单，其方案要求为：①每小时泵送 90m 充填物；②配比1：6：14(水泥：粉煤灰：煤矸石)；③矸石粒度≤10ram；④运距600m；⑤坡度≤12。；⑥直角弯2处；⑦在煤矿下施T。

根据以上要求，设计了 HBMD-90/16-320S型煤矿用混凝土泵。

2.1 确定主要参数为了产品互换性，选择泵送缸 内径为市面上最普遍 的230mm缸，油缸内径为 qbl60mm。知 回填泵的理论输送量 90m /h。依据国家标准 《GB/T 13333-2004混凝土泵》规定泵送换向时间要小于3s，先设定为 2.9s。

2.1.1 确定泵送缸行程根据流速公式：V q/A式中 流速，Vh/t.；- - - 送缸行程 ，mm；t --时间，取 2.9s；q--理论输送量，取90m。/h；A--泵送缸内截面积，mm 。

得出h1745.9mm，取整泵送缸行程 h1800mm，油缸行程应与泵送缸行程-样，长 1800mm。

2.1.2 实际换向时间确定t hA 7/ 町 /V式中 叼 --机械效率，取 叩 0.9；叼 --容积效率，取 叼 1。

将有关数据带入得：t1800×3.14×(230/2)2×3600×0.9 x1/90×1092.69s。

2.1.3 泵送次数泵送次数为泵送缸在 1min内的换 向次数。N60/t22.3，泵送次数取整为 1分钟 22次。

在主要技术参数确定的基础上，从煤矿井下防爆角度考虑，液压系统采用全液压控制换向，通过计算选择主油泵排量为260mlMr的两个力士乐泵。从节省设备空间及产收稿日期 ：2012-08-03作者简介：白金凤(1979-)，女，辽宁沈阳人 ，2001年毕业于辽宁工程学院化工设备与机械专业，现从事建筑机械相关设计丁作。

ll82013年第5期 煤 炭 工 程品成本角度选用了两个功率为 160kW的电动机，号选择为 QJZ2-200/1140(660)。

表 1 主要技术参数表启动器型 2.3 耐磨结构设计项目 参数理论输送量泵送最大输出压力泵送次数坍落度泵送缸(内径 ×行程)油缸(内径 ×行程)液压系统压力液压油箱容积混凝土分配阀输送管径 中泵送最大骨料粒径料斗容积90m016MPa22次150～280mmO230mm ×1800mm中160ram ×1800mm31.5MPa1.4m3S管阀l50mm25mm0.6m2.2 确定结构及尺寸在泵送系统、液压油箱、主油泵、电动机和启动器确定后，根据功 能 和外形 尺寸初 步 布置，发现 整体 需要108mm的长度。而煤矿中的常用罐笼尺寸为 40mm×1500mm×20mm(长 ×宽 ×高)，所以决定从各部件功能和施工情况分成 四个可拆卸单元。整个泵送系统长度 为5900mm，在工作时不可分开，所以决定做两个部分运输到井下 ，根据功能将泵的水箱分为两个单元。同时泵送机架和机罩抑为两个部分，用螺栓联接 ，到煤矿井下再进行装配。HBMD-90/16-320S煤矿用回填泵如图 1所示。

1-泵送机构；2-泵送机架；3-液压系统；4-润滑系统；5-动力系统；6-动力机架；7-液压油箱 ；8-启动器图1 HBMD-90/16-320S煤矿用回填泵液压油箱与主油泵、电动机为-个单元 ，称为动力系统，与泵送系统两个单元用液压胶管连接，连接处用快换接头完成快速装卸。两个启动器为-个单元，用电缆与动力系统中的电动机连接，也可现踌速装配。分成 四个单元后外形尺寸见表 2。

从表 2可以看出拆分后的各单元尺寸比常用罐笼尺寸要小，可以实现方便运输。

表 2 各单元外形尺寸1)泵送混凝土缸。因为煤矸石混合物颗粒硬度高，所以比起泵送混凝土，对泵送混凝土缸磨损更严重 ，会影响设备的使用寿命。所 以采用增强聚氨脂材料，加注在泵送缸内壁，增加耐磨性，平均使用寿命可达到 20000m 以上。

2)眼睛板、切割环。采用耐磨硬质合金制作眼睛板与切割环 ，比以前的眼睛板与切割环更加耐磨，平均使用寿命均可达到 200m 以上。

2.4 防爆技术设计2.4.1 电气元件防爆电气元件容易在煤矿下引起电火花，导致火灾的发生，所以所有的电气元件在瑶时都用煤矿防爆电气元件。电动机选择 YBK2-315L1-4型防爆 电动机；启动器选择QJZ2-200/1140(660)型矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器；控制按钮用矿用隔爆型控制按钮；电缆用煤矿用移动轻型橡套软电缆。所有 电气元件均有国家矿用产品安全标志中心颁发的证书，符合 《煤矿安全规程》要求。

2.4.2 液压防爆液压系统中的蓄能器是压力容器，压力过大容易产生爆炸，造成人员伤亡或引起更大的煤矿下事故。所以选择具有特种设备制造资格的国际知名品牌的蓄能器，并在泵送机架做减震装置，避免在运输和施工过程 中因震动、磕碰或掉落引起爆炸。

液压胶管总成如果密封不严实、漏油，容易着火，也是煤矿下的安全隐患。因此选择有安标证书的知名厂家的液压胶管总成，以避免漏油现象。

2.4.3 机械部分防爆铝合金的燃点低，摩擦后容易起火花。所以都用不锈钢代替铝合金，部分标牌用黄铜代替。非金属聚合物容易着火，所以用非金属聚合物产品时都选择有安标证书的产品。除必须用的液压胶管总成、电缆之外尽量不用非金属聚合物。

2.4.4 润滑系统防爆润滑系统中的润滑油也是易燃物，所以要用密封严密的接头，不用胶接接头，防止泄露。润滑系统中的油管选用铜管，可达到防爆 目的。普通的地面混凝土泵润滑系统均采用电动油脂泵来润滑，从防爆角度考虑选用液压油脂泵，以减少电气元件。地面混凝土泵油脂泵为了观察方便用塑胶产品做外壳 ，现改用碳素钢作为外壳，避免用非金属聚合物带来安全隐患。

3 结 语在 HBMD-90116-320S型煤矿用回填泵研发中，把设备设计成可拆分的四单元，实现 了用常用罐笼即可将该设备运输到煤矿井下 ，通过对泵送缸、眼镜板、切割环的材料改进，实现了泵送硬颗粒煤矸石混合物。通过对电气元(下转第 122页)1 l9煤 炭 工 程 2013年第5期速度为7.3g(-般振动器产生 4～5g)的直线运动，特别适合细粒级、微细粒级料浆的筛分分级。

2)独特 的筛 网设计。德瑞克筛 网采用 专利独有 的TH48-30×0.10MT耐磨防堵聚酯筛网(如图5所示)，孔径0.10mm，开孔率高达34%以上，耐磨防堵，不糊筛孔 ，可有效防止煤泥在筛分过程中的结垢和堵塞，大大降低了因安装缺陷造成的跑粗情况 ，保证筛分粒度和筛分效率。

ol簪～图5 德瑞克高频振动细筛夹层防堵筛网3.2 占地面积 小.噪音低采用特有的5路重叠布置方式，较传统的单层高频筛相比，可大大减小 占地面积，提高设备布置的灵活性。同时，采用的是全封闭式振动器结构和浮动式筛框，经浮动橡胶弹簧传递给同定筛框的动力负荷仅有 3% ～5%，因此，固定安装时需考虑的基础承载动负荷小，距设备本体 1ITI处的震动噪声可控制在 85dB lo](A)以下 ，大大降低噪音对选煤厂生产工人降的危害。

3.3 适应性强，维护量小，能耗低该设备规格齐全，筛网尺寸多样，可以依据筛分原料特性和l工艺要求，选择适合的筛孔尺寸和适宜的喷水量。

同时，采用的耐磨防堵聚酯筛网使用寿命是传统金属筛网的 10～15倍。最大规格设备的振动电机功率仅为 3.75kW， 作时间长达3.5万 ～5万 h，运行安全可靠 ，能耗低。

4 结 论1)德瑞克高频振动细筛凭借其独特的设计思路以及其优越的性能，成功应用于精煤磁尾的脱水回收与粗精煤泥的脱泥降