專利名稱：水煤分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及井下作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種水煤分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在礦井五大自然災(zāi)害中，水災(zāi)是威脅礦井安全生產(chǎn)的重要災(zāi)害之一。煤礦井下涌水在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)裹挾大量煤炭，形成含煤量10% 20%的水煤，這些水煤大多不經(jīng)過(guò)處理就排入了井底水倉(cāng)。水煤在水倉(cāng)中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間淤積，水倉(cāng)斷面就會(huì)逐漸減小，水倉(cāng)的蓄水能力就會(huì)逐漸降低，而且，隨著淤煤的增多，部分淤煤就有可能被水流帶入主水泵吸水口，從而影響礦井排水。因此，煤礦井底水倉(cāng)必須定期清理淤煤。俯斜開(kāi)采的礦井水煤濃度高，剛剛清挖的水倉(cāng)很快就又淤滿，最嚴(yán)重的剛清完一兩個(gè)月就又淤滿，水倉(cāng)的清挖周期很短，嚴(yán)重地影響了煤礦抗水災(zāi)能力，直接影響煤礦的安全生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的煤水分離系統(tǒng)大致可以分為兩種類型:一類是利用振動(dòng)篩進(jìn)行水煤分離，另一類是利用旋流器進(jìn)行水煤分離。鄭煤集團(tuán)公司裴溝煤礦、告成煤礦、超化煤礦先后使用過(guò)上述兩種類型的水倉(cāng)水煤分離系統(tǒng)(配以泥漿泵、渣漿泵、管道等輔助裝置)，但效果都不明顯。振動(dòng)篩有圓篩和線篩，分離方法是將水煤直接澆在篩板上，利用水流的沖擊和篩板的振動(dòng)將水煤中粒度大于篩縫間隙的固體顆粒篩分出來(lái)，大部分的煤粉和小于篩縫間隙的顆粒又重回水倉(cāng)。這種分離方式分離不徹底，大部分的煤粉都隨水流進(jìn)入了水倉(cāng)，只篩分出了大于篩縫間隙的固體顆粒。為了盡可能多地篩分出煤粉顆粒，現(xiàn)有技術(shù)中常常把篩縫做得很細(xì)，這樣篩縫就常常被細(xì)小顆粒堵塞，使篩子不能正常工作。使用旋流器分離水煤，是將水煤高速壓入旋流器，水煤在旋流器內(nèi)部形成高速旋渦，利用煤和水密度的不同，將水和煤分離。由于旋流器入口水煤濃度不易控制，使得旋流分離的效果相應(yīng)難以控制，常常不是水煤分離不徹底就是旋流器出口被煤粉堵塞而不能工作?？傊?，使用旋流器分離水煤，工作很不穩(wěn)定，常常是工作時(shí)間沒(méi)有修理時(shí)間長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一套理想的水煤分離系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種工作穩(wěn)定可靠、水煤分離效果好的水煤分離系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的水煤分離系統(tǒng)包括泥漿泵，沿介質(zhì)的流向，泥漿泵的進(jìn)水管與井底水倉(cāng)相連接，泥漿泵的出水管連接有漿體調(diào)整槽，漿體調(diào)整槽的出水管連接有渣漿泵，渣漿泵的出水管連接有旋流器，旋流器的泥漿出口連接有振動(dòng)篩，旋流器的清水出口與所述井底水倉(cāng)相連接；振動(dòng)篩包括用于接受旋流器流出泥漿的傾斜背板以及設(shè)在背板下方的底篩板；底篩板設(shè)置在所述漿體調(diào)整槽的上方。所述底篩板處設(shè)有用于輸送篩上品的膠帶輸送機(jī)。簡(jiǎn)要介紹本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):[0011]本實(shí)用新型的水煤分離系統(tǒng)能將水煤中的煤和水實(shí)時(shí)分離開(kāi)來(lái)，分離出的煤炭含水量不超過(guò)10 %，可直接裝車運(yùn)輸，提高礦井的煤炭產(chǎn)量；同時(shí)分離出的“清水”含煤量不足2%，重新流回井底水倉(cāng)，經(jīng)主泵排出。該系統(tǒng)降低了水倉(cāng)中水煤的濃度，提高了水倉(cāng)利用效率，延長(zhǎng)了水倉(cāng)的清挖周期，提高了礦井抗擊水災(zāi)害的能力，同時(shí)，降低了煤礦職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了井下作業(yè)環(huán)境，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。底篩板處設(shè)有用于輸送篩上品的膠帶輸送機(jī)，可以將底篩板篩出的含水量不超過(guò)10%的煤炭實(shí)時(shí)輸送出去，實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)并提高工作效率。

圖1是本實(shí)用新型工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的水煤分離系統(tǒng)包括泥漿泵2，沿介質(zhì)的流向，泥漿泵2的進(jìn)水管與井底水倉(cāng)I相連接，泥漿泵2的出水管連接有漿體調(diào)整槽3，漿體調(diào)整槽3的出水管連接有渣漿泵4，渣漿泵4的出水管連接有旋流器5，旋流器5的泥漿出口 5A連接有振動(dòng)篩，旋流器5的清水出口 5B與所述井底水倉(cāng)I相連接；振動(dòng)篩包括用于接受旋流器5流出泥漿的傾斜背板6以及設(shè)在背板6下方的底篩板7 ;底篩板7設(shè)置在所述漿體調(diào)整槽3的上方。所述底篩板7處設(shè)有用于輸送篩上品的膠帶輸送機(jī)8 (圖1中箭頭所示方向?yàn)槟z帶輸送機(jī)8的輸送方向)。其中，所述井底水倉(cāng)1、泥漿泵2、渣漿泵4、漿體調(diào)整槽3、旋流器5以及振動(dòng)篩等均為現(xiàn)有技術(shù)，圖未示其詳細(xì)結(jié)構(gòu)；旋流器5應(yīng)采用馬來(lái)西亞Linatex(耐納特)公司生產(chǎn)的水力旋流器5，該旋流器5設(shè)有一個(gè)用天然橡膠制成的“魚(yú)尾”裝置，該魚(yú)尾裝置作為該旋流器5的出口 ；經(jīng)過(guò)漿體調(diào)整槽3處理后濃度基本穩(wěn)定的水煤進(jìn)入該旋流器5，經(jīng)過(guò)高彈性的“魚(yú)尾”處理后，可使脫水后的泥漿濃度恒定在60 70%。簡(jiǎn)要介紹本實(shí)用新型的工作過(guò)程:①井底水倉(cāng)I中的水煤通過(guò)泥漿泵2進(jìn)入漿體調(diào)整槽3。②水煤在漿體調(diào)整槽3中進(jìn)行混合、沉淀后濃度趨于均勻、穩(wěn)定。濃度均勻穩(wěn)定的水煤通過(guò)渣漿泵4進(jìn)入旋流器5。③水煤在旋流器5內(nèi)旋轉(zhuǎn)分離，分離出來(lái)的水通過(guò)旋流器清水出口 5B回流至井底水倉(cāng)1，分離出來(lái)的濃度恒定在60 70%泥漿通過(guò)旋流器泥漿出口 5A流到振動(dòng)篩傾斜背板6上。④傾斜背板6上的泥漿振動(dòng)下滑并流至底篩板7，在底篩板7上形成一層厚約100毫米的泥漿。本申請(qǐng)的發(fā)明人將這層泥漿稱為“濾床”，這種濾床是前所未有的，具有捕獲到極為微小的顆粒(一 200目甚至更小)的能力，并且濾床的這種能力也是未被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的，由本申請(qǐng)的發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)?！盀V床”在負(fù)角度的底篩板7上振動(dòng)前移，連續(xù)不斷?！盀V床”內(nèi)部絕大部分水分被振出并流入振動(dòng)篩下方的漿體調(diào)整槽3中，極細(xì)的煤粉則被濾床帶走。最終，“濾床”的含水量不超過(guò)10%并作為篩上品被膠帶輸送機(jī)8裝車運(yùn)走，而從振動(dòng)篩底部“逃跑”(意即未被濾床捕獲)的固體顆粒及煤粉(這部分固體顆粒及煤粉僅占固體顆粒及煤粉總量的很少一部分)再次進(jìn)入漿體調(diào)整槽3，重復(fù)進(jìn)入上述步驟②。這樣循環(huán)往復(fù)，直至水倉(cāng)I中的大部分固體顆粒和極細(xì)煤粉與水分離，使井底水倉(cāng)I中的水變清。上述工作過(guò)程穩(wěn)定可靠，避免了以往工作不穩(wěn)定(要么水煤分離不徹底要么出現(xiàn)分離裝置被堵塞的情況)、效率低下的問(wèn)題，降低了水倉(cāng)I中水煤的濃度，提高了水倉(cāng)I利用效率，延長(zhǎng)了水倉(cāng)I的清挖周期，提高了礦井抗擊水災(zāi)害的能力，同時(shí)，提高了水煤利用率，降低了煤礦職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了井下作業(yè)環(huán)境，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。研發(fā)說(shuō)明:本實(shí)用新型在工作過(guò)程中在振動(dòng)篩底篩板7上形成一層厚厚的泥漿。這層泥漿的厚度約有100毫米，這是本實(shí)用新型特有的介質(zhì)過(guò)濾層，我們稱之為“濾床”。仔細(xì)觀察“濾床”的斷面可以發(fā)現(xiàn)，其底層是較大的固態(tài)顆粒，由下而上粒度逐漸減小，最上面是一層云母狀的細(xì)粉，這層細(xì)粉有油亮光澤，是由極細(xì)微的煤粉泥組成，就是我們常說(shuō)的煤油。這就表明，系統(tǒng)特有的這層厚厚的“濾床”可以捕獲到極為微小的顆粒(一 200目甚至更小)。發(fā)明人通過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)，才發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩上的濾床具有這種特殊的過(guò)濾/捕獲能力，豐富了本技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)體系，進(jìn)而開(kāi)啟了利用這種濾床的技術(shù)發(fā)展方向。本實(shí)用新型的水煤分離系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵是振動(dòng)篩上能否形成“濾床”，而形成“濾床”的關(guān)鍵是漿體的濃度能否達(dá)到60 70%的濃度。耐納特旋流器5底端具有獨(dú)特的“魚(yú)尾”裝置，供給耐納特旋流器5的水煤濃度穩(wěn)定的話，能夠確保通過(guò)耐納特旋流器5 “魚(yú)尾”裝置后的泥漿濃度穩(wěn)定在60 70%。市面上的其它廠家制造的旋流器5則難以使泥漿濃度穩(wěn)定在60 70%。為了使供給耐納特旋流器5的水煤濃度穩(wěn)定，發(fā)明人采用了先使水煤在漿體調(diào)整槽3中混合、沉淀的技術(shù)手段，這樣就克服了以往水倉(cāng)I中的水煤經(jīng)移動(dòng)的泥漿泵2泵送出來(lái)以后濃度極不穩(wěn)定的缺陷，能夠保證旋流器5穩(wěn)定正常工作，保證旋流器5流出漿體的濃度穩(wěn)定在60 70%,為形成濾床創(chuàng)造條件。以前脫水用的振動(dòng)篩不能捕獲粒度小于0.3毫米的顆粒，是因?yàn)樗簼舛鹊停荒茉诤Y面上形成濾床，僅靠篩縫過(guò)濾就需要降低篩縫尺寸，篩縫尺寸小于0.3毫米后堵塞頻發(fā)，造成得不償失的結(jié)果。我們的系統(tǒng)因?yàn)橛歇?dú)特的、由煤粉組成的介質(zhì)過(guò)濾層，即“濾床”，就能在避免堵塞的前提下有效地捕獲粒度小于0.3毫米、甚至微米級(jí)的細(xì)小顆粒，使水煤得到充分過(guò)濾。另外，本實(shí)用新型采用動(dòng)態(tài)循環(huán)脫水方式，不是一次脫水而是反復(fù)循環(huán)脫水，最終使水倉(cāng)I中水煤“變清”。以前的系統(tǒng)是一次脫水就萬(wàn)事大吉，使很多沒(méi)有被捕獲的煤粉顆粒逃脫后再也沒(méi)有被捕捉可能，從而降低了水煤的回收利用率。動(dòng)態(tài)循環(huán)脫水看起來(lái)效率低，但它是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，只要水倉(cāng)I中仍有煤粉，系統(tǒng)就可以一直工作，而煤粉顆粒被徹底清除就可以立即停止工作，因此，本實(shí)用新型整體效率還是很高的。試驗(yàn)應(yīng)用鄭煤集團(tuán)公司告成煤礦，采用俯斜開(kāi)采，從工作面排出的水煤濃度很高，以前，該礦井底水倉(cāng)每隔兩三個(gè)月，有時(shí)甚至一個(gè)月就要清挖一次，嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)?，F(xiàn)在，告成礦在水煤進(jìn)入井底水倉(cāng)之前，修建了一個(gè)200米長(zhǎng)的專門(mén)用水煤分離的前置水倉(cāng)，在該前置水倉(cāng)上安裝了本實(shí)用新型的新型水煤分離系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理過(guò)的水再排入井底水倉(cāng)，篩上器則由膠帶輸送機(jī)送出。該系統(tǒng)試運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，井底水倉(cāng)清挖周期大大延長(zhǎng)(至少半年不需要清挖)，不僅節(jié)省了大量的人力物力，也提高了原煤產(chǎn)量，提高了礦井抗水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)能力。
權(quán)利要求1.煤分離系統(tǒng)，其特征在于:包括泥漿泵，沿介質(zhì)的流向，泥漿泵的進(jìn)水管與井底水倉(cāng)相連接，泥漿泵的出水管連接有漿體調(diào)整槽，漿體調(diào)整槽的出水管連接有渣漿泵，渣漿泵的出水管連接有旋流器，旋流器的泥漿出口連接有振動(dòng)篩，旋流器的清水出口與所述井底水倉(cāng)相連接；振動(dòng)篩包括用于接受旋流器流出泥漿的傾斜背板以及設(shè)在背板下方的底篩板；底篩板設(shè)置在所述漿體調(diào)整槽的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤分離系統(tǒng)，其特征在于:所述底篩板處設(shè)有用于輸送篩上品的膠帶輸送機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水煤分離系統(tǒng)，包括泥漿泵，泥漿泵的進(jìn)水管與井底水倉(cāng)相連接，泥漿泵的出水管連接有漿體調(diào)整槽，漿體調(diào)整槽的出水管連接有渣漿泵，渣漿泵的出水管連接有旋流器，旋流器的泥漿出口連接有振動(dòng)篩，旋流器的清水出口與所述井底水倉(cāng)相連接；振動(dòng)篩包括用于接受旋流器流出泥漿的傾斜背板以及設(shè)在背板下方的底篩板；底篩板設(shè)置在所述漿體調(diào)整槽的上方。本實(shí)用新型工作過(guò)程穩(wěn)定可靠，避免了以往工作不穩(wěn)定、效率低下的問(wèn)題，降低了水倉(cāng)中水煤的濃度，提高了水倉(cāng)利用效率，延長(zhǎng)了水倉(cāng)的清挖周期，提高了礦井抗擊水災(zāi)害的能力，同時(shí)，提高了水煤利用率，降低了煤礦職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了井下作業(yè)環(huán)境，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B01D33/03GK202921083SQ20122064306
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者趙德山, 姜滿中, 彭貫民, 李學(xué)偉, 景紅濤, 李曉原, 戴強(qiáng) 申請(qǐng)人:河南萬(wàn)合機(jī)械有限公司