0引言
煤炭和石油都是我们生活所必须的一部分，如供暖和汽车行驶等，因此对于煤炭以及石油的开采，给人类的活动带来了相对较大的影响，但是在开采的过程中，地下水与煤层、岩层等之间的相互影响，产生一系列的物理、化学变化，形成含有悬浮物的矿井水[1]。其悬浮物含量远远高于地表水，并且所含悬浮物具有
粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差等特点，加上矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物，导致矿井水PH值非常低，常常伴有大量的亚铁离子，
增加了处理淤泥的难度，同时传统泥浆泵使用寿命短，维修费用高，许多小型矿区为了减少开支，节约成本，因此对不做处理或者处理不是很合理，这就导致矿区环境恶劣[2]，从而给后期的开采增加了一定的难度，同时也为后期的安全问题埋下了比较大的隐患。如果能从环境污染和经济性的角度方面出发，设计一
种可以解决能源流失又能保障环境的产品，将是解决现今煤矿以及石油矿区环境
污染的一项有重大意义的设计。
1气动清淤排污的提出
普通的泥浆泵在进行工作时，叶轮要潜入煤泥当中与之接触，然而叶轮的高速运转使得煤泥与叶轮产生摩擦，腔体内温度迅速升高，加大对叶轮磨损，故其使用寿命较短，故障率高，且成本较大，同时由于煤矿井下瓦斯含量较高且水汽重，存在很大的安全问题，易发生漏电或瓦斯爆炸现象[3]，从而给人们的生命安全带来比较大的影响。
本文基于以上方面，提出了气动清污原理研究，从而解决上述问题。该方法是一种利用气动原理，通过气动固体物料输送来解决矿井排污的问题是非常有必要的。
2气动清淤排污与叶轮型清淤排污的工作原理
2.1叶轮型清淤排污原理
叶轮结构型式有几种类型，但是当叶轮内造成堵塞时,叶轮的清理及维修相对较为 容易,但在长期运行中,在颗粒的磨损和腐蚀下下会使叶片与压水室内侧壁的间隙加大,从而使效率降低。并且间隙的加大会破坏叶片上的压差分布。不仅产生大量的旋涡损失,而且会使泵的轴向力加大,同时,由于间隙加大,流道中液体的流态的稳定性受到破坏,使泵产生振动，因此并不适合传送颗粒比较大的
物料。
2.2 气动清淤排污的工作原理
气动清淤排污通过气动计时器进行调节，利用真空抽吸产生负压输送所有可流动物料，设备的动力全部来源于压缩空气，不需要像传统的污泥泵通过电机带动叶轮旋转进行吸排物料[4]。在输送过程中，物料通过压力变化进行运输，缸体内的运动部件不直接与物料接触，过载或空载运行时不会造成设备损坏，安全且寿命长。该方案利用压缩空气将空气的压力能转化成污泥的动能，完全适合排污现场的环境条件。
图2为气动清淤排污方案工作原理，其结构定位为：
（1）提供压缩空气的装置：该装置用空压机来实现。作用是吸取泵体内的空气，使泵体内呈真空状，以便大气压将污泥压入泵体。当开启空压机时，曲柄带动活塞做往复运动。随着桶内的压力降低，当压力低于大气压力时，污泥会通过输送管线进入泵体。
（2）计时器：用来计量污泥达到泵体所承受装载污泥高度的具体时间，以便使污泥的吸入和排出循环。当污泥进入泵体时，计时器就开始计时；当达到预定的时间，计时器会停止计时，同时，机动阀自动关闭。
（3）输送管线：用来吸入和排出污泥。该管线和阀体相连，分别位于泵体的上下端，上端的管道用来抽吸污泥，下端的管道用来输送污泥。
（4）阀体总成：用来控制污泥进出泵体。当计时器达到预定的时间时，机动阀自动切断管路中污泥的流入，同时通过执行机构打开泵体底端机动阀的开关，完成污泥的排放。
（5）液压缸：为该装置的执行机构。采用双活塞式柱塞泵体，利用此柱塞控制吸入和排出污泥的阀的开关。
（6）储液筒：即为泵体。上下端装有抽吸和排放污泥的管道，上端连接了压缩空气的管道。此储液筒的作用是暂时缓存污泥。当筒内的压力为负压时，污泥进入筒体；当压缩空气进入筒内，筒内的压力为正压时，污泥被排出筒体。
3气动的工作方案实现
（1）可以实现垂直抽吸距离至25米。
（2）所输送的物料为液体，也可干可湿。
（3）可传输颗粒粒径为抽吸管线直径的80%的物料。
（4）可以实现水平抽吸距离至60米，排放距离为500米。
（5）可以处理纤维、结蜡和重型污泥的物料。
（6）可以处理粉末和颗粒，以及湿的物料。
4结论
气动清淤泵采用非旋转式压风排水，在排污能力、使用寿命、效率、使用成本都优于传统的污水泵和泥浆泵，可以有效减少了排水辅助工作量和施工成本。可广泛应用于煤炭、石油旷工排水、排污作业。而且，气动排污泵无需安装任何电力元件，利用压缩空气的吸入和排出就能在矿用场合及其他排污场合排污清淤。综上所诉，气动清淤排污泵具有以下优势：
（1） 排污泥装置在污水池外部安放,分区排泥，增大了罐底沉积污泥的压 力差和排液速度，降低了污泥的粘度，提高了排泥效果。
（2）增加高效排污冲洗环管，有力的清除了污水处理容器底部及容器内壁周围的沉积污泥，提高污泥流动性。
（3）所需排污冲洗动力设备，可用原有排污动力泵设备就能满足污冲洗动力的要求。
（4）产生的负压具有将沉降罐升高的效果。
参考文献
[1] 赵鸣,刘炯天.煤泥水煤浆的制备和应用[J].能源环境保护, 2003, 17(3):54-56.
[2] 王敦曾,煤泥燃烧的现状及发展建议[J].中国煤炭,1999, 21(5): 9-13.
[3] 崔玲.浅论矿井排水处理中污泥的处置[J].煤矿环境保护,2000,14(2): 15-16.
[4] 何绪文，胡滇建，胡振玉，等．煤矿高矿化度矿井水处理技术研究［J］.煤炭科学技术,2002,30(8):38－41．
作者简介：袁云梅（1990-），女，山西省太原市人，助教，硕士。研究方向：数字图像处理及识别、机器人视觉处理。
*通信作者：多化琼 Email:duohuaqiong@163.com
