陈志学
摘 要：我国煤炭资源丰富，年产量居世界之首，一般情况下，每挖一吨煤，矿坑排水量越0.88m3，富水煤层每挖一吨煤可排放2-3m3的水，在煤水中固体悬浮物（SS）含量较大时，矿井污水处理工艺中调节沉淀池，它作为整个系统中的初沉淀，是集调节、沉淀、排泥于一体的重要水处理设备，出水水质将影响这个污水处理系统的出水水质指标。由于大量沉淀物在池底沉淀。促使桁车式刮泥机多次无法运行。考虑将链条式刮泥机应用到煤水处理工艺中，应用链条式刮泥机特有的不间断刮泥原理，提高调节沉淀池的沉淀、刮除、集泥、排泥的效率，使矿井污水处理工艺车间安全、有效、可靠运行。
关键词：煤泥；刮泥；沉淀
中图分类号：TU992.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0077-02
1 链条式刮泥机的工作原理和运行特点
电机、减速机通过驱动链条栓疏導驱动链轮，刮泥板固定在工作链条上，工作面定位压链轮，刮板空载导向链轮形成闭环连续运转。链条式刮泥机工作原理如图1所示。
2 主要部件的规格及技术指标
2.1 工作链条
由标准链节、刮板链节、链销和链销卡环组成，易拆装，链条的节距为152.4mm；其最大工作拉力≥14KN，最小试验拉力≥30KN。
2.2 驱动链条
由工程尼龙66制造的链节，采用不锈钢链销及超高分子聚乙烯（UHMW-PE）销套组成；链条的节距为66.26mm；最大工作拉力不小于7KN，最小试验拉力不小于13KN。
2.3 驱动链轮、从动链轮、导向链轮
链轮均采用工程尼龙材料，其材质的最小抗拉强度为80N/mm2。
2.4 刮泥板
普通刮泥板可用在池宽不大于7.5m的沉淀池上，箱型刮板（89mmx203mm）。刮板采用高玻纤二甲基间苯聚酯制造，向下扰曲度；以两端安装链条处为支点，在无水的情况下向下扰曲度不大于8mm，在有水的情况下不大于6mm为合格。刮板与工作链条的刮板链节采用不锈钢螺栓连接。
2.5 驱动装置
驱动装置由减速机，张紧支座及防护罩组成，减速机的功率和输出轴转速由刮泥机制造单位依据刮泥板的速度决定，通过调整张紧支座可调整减速机的高度以便张紧驱动链条。
2.6 剪段销具有超载保护功能
剪断销是刮泥机的超载保护装置，使用特种铝合金材料制成，其细径部位设计的直径为Ф5-Ф6.剪切力为6940N-9310N（权威检测检验数据）剪断力矩为660N-900N。剪断销作为驱动链轮特殊的联轴销，当刮泥机运行时工作阻力超过链条链销安全强度时它将被切断，同时触动传感器停机，保护并报警。
2.7 链条式刮泥机特点
刮泥机的工作链条、驱动链条、从动链轮，驱动链轮及导向链轮等均采用自重轻高强度尼龙成型，与传统的桁车式刮泥机相比，充分发挥了尼龙零部件耐腐蚀、重量轻、耐老化、自润滑的特点，连续使用寿命可达10-15年。运行平稳，刮泥速度低，不会对水流扰动，从而不影响沉淀效果，结构简单便于操作和维护。操作安全，能有效刮除池底沉淀物，不间断运行对池底不停歇刮泥，是污泥系统储备、集泥、排泥效果显著。
3 链条式刮泥机的技术要求和选型计算
3.1 技术要求
采用链条式刮泥机保证连续有效的对底部宽7.2m长54m的矩形平流池煤泥处理，不得因刮泥速度过快而扰动煤泥沉淀，不得因刮泥速度慢而有堆积压死现象。
3.2 选型计算
经过生产运行统计煤泥的沉淀速度在煤泥浓度高的时候大约每小时20.5cm，正常情况下煤泥浓度沉淀速度平均每小时12cm。
计算单个刮泥板运行刮泥有效时间为最大煤泥浓度沉淀刮泥板高度完成一次刮泥周期既运行距离54米。
3.2.1 有效刮泥时间
T=刮泥板高度/最大沉淀速度
=0.99h
所以刮泥板最大运行速度：
V=平流池长度/有效刮泥时间
=0.908m/min
选择刮泥板运行速度0.9米/分钟。
3.2.2 工作阻力计算
依据煤泥沉淀速度和刮泥板的速度下验证刮泥板的工作阻力是否满足工作链条及零部件工作强度。
计算刮泥周期煤泥沉淀的体积：
按每节刮泥板都堆积满煤泥量计算：煤泥堆积体积x密度
根据煤泥粘度查摩察系数：0.04煤泥密度1.15吨/立方米
工作阻力=体积x密度xgx摩察系数
=37.8KN
单个链条的工作拉力18.9KN
14KN<工作拉力 18.9KN<最小试验拉力30KN
确认刮泥板速度0.9米/分钟，链条工作拉力满足零部件强度，依据此选择电机和减速机。
4 刮泥机在国内煤矿行业技术全面对比情况
煤矿行业传统桁车式刮泥机在超长度平流沉淀池作业时，不仅刮除污泥时效率低，而且设计不适合处理大沉淀量煤泥水（推进一次刮泥周期返程需要同等时间，为了避免堆积提高推进速度反而因扰动煤泥沉淀，降低速度又出现煤泥堆积压死），操作风险高、刮除污泥的效果也不理想，故不适合应用于煤水处理的大沉淀量的工艺中。
5 应用和推广情况
基于链条式刮泥机的工作原理和运行特点，它运行平稳，设计刮泥速度低，不会对水流扰动，从而不影响沉淀效果，结构简单操作简便，操作人员操作时安全风险低，不仅有效刮除池底沉淀物，由于它的不间断设计理念，对池底形成不停歇刮泥，结合我矿矿井污水处理站应用实例，在煤水中固体悬浮物（SS）含量较大时，大幅提高了调节沉淀池的沉淀、刮除、集泥、排泥的效率，促使矿井污水处理工艺车间安全、有效、可靠运行，非常值得大力推广。
