專(zhuān)利名稱(chēng)：井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭開(kāi)采加工領(lǐng)域，具體說(shuō)是涉及一種井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝。本發(fā)明主要是采用動(dòng)篩跳汰機(jī)(或淺槽重介分選機(jī))將大塊矸石在井下直接排出，排出的矸石可用于采空區(qū)充填或作它用，分選過(guò)程所需補(bǔ)加水由礦井水濃縮沉淀澄清后得到，經(jīng)濃縮沉淀澄清后的礦井水再進(jìn)入井下水倉(cāng)，解決了井下水倉(cāng)的清淤難題，分選過(guò)程中產(chǎn)生的煤泥水也由礦井水處理系統(tǒng)進(jìn)行固液分離作業(yè)。
整個(gè)工藝系統(tǒng)自成體系，可方便地加入或撤出現(xiàn)有煤流系統(tǒng)，也可僅使用礦井水處理部分工藝，排矸設(shè)備還可用于井下臟雜煤的處理。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)械化采煤程度的提高，尤其是綜采放頂煤工藝的推廣應(yīng)用，開(kāi)采過(guò)程中煤層頂板、底板和夾矸層不可避免地混入到毛煤中去，同時(shí)毛煤中還
含有相當(dāng)數(shù)量的大塊物料(粒度在50mm以上)，有的大塊物料粒度甚至可達(dá)lm以上，由于煤本身的脆性導(dǎo)致其在開(kāi)采過(guò)程中較容易破碎，因此這部分大塊物料多為堅(jiān)硬的矸石等雜質(zhì)。
當(dāng)前毛煤在井下不做處理，而是直接進(jìn)入到井底煤倉(cāng)，由提升系統(tǒng)提升上井后再進(jìn)行加工處理，毛煤中相當(dāng)數(shù)量的大塊物料(可占到毛煤總量的10 30%左右)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來(lái)了諸多問(wèn)題(1)大塊物料在提升運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)機(jī)械設(shè)備砸擊損害；(2)大塊物料堵塞煤流線(xiàn)造成生產(chǎn)停頓。
為解決大塊物料對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的危害，已有部分礦井在井下安裝了大型的分級(jí)破碎機(jī)，將毛煤中的大塊物料破碎到合適的粒度后再提升上井，但這樣以來(lái)，大塊物料中所含矸石也被破碎后混入到煤流系統(tǒng)中，由此又造成了以
下危害(1)煤流系統(tǒng)所含矸石屬于礦井的無(wú)效運(yùn)輸，這部分無(wú)效運(yùn)輸量嚴(yán)
重影響了礦井的實(shí)際生產(chǎn)能力，以毛煤中大塊矸石含量為12%記，對(duì)于年生產(chǎn)能力為500萬(wàn)噸的井工礦而言，每年的無(wú)效運(yùn)輸量可達(dá)60萬(wàn)噸，相當(dāng)于一
4個(gè)中型礦井的年產(chǎn)量；(2)矸石破碎進(jìn)入煤流系統(tǒng)對(duì)選煤廠(chǎng)的分選作業(yè)帶來(lái)
極其不利的影響，不僅導(dǎo)致分選效果惡化，還致使噸煤加工成本提高；(3)矸石上井后仍需從煤中分選排出，這部分矸石不僅要占用專(zhuān)門(mén)的堆放場(chǎng)地，對(duì)環(huán)境也造成進(jìn)一步的污染破壞。
煤礦礦井水是指在采煤過(guò)程中，所有滲入井下采掘空間的水。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)平均噸煤涌水量約為4,0立方米，但不同地區(qū)有較大差異。我國(guó)南方礦區(qū)因受當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地理環(huán)境等影響，礦井涌水量大，平均噸煤涌水量在10.0立方米左右。北方礦區(qū)礦井水主要來(lái)自?shī)W陶紀(jì)灰?guī)r水、煤系薄煤層灰?guī)r水、煤系砂巖裂隙水、老空水、溶洞水、第四紀(jì)沖積層水等，因此，用水量也較為豐富，平均噸煤涌水量為3.8立方米。東北大部分礦井涌水主要來(lái)自第四紀(jì)沖積層水和二迭紀(jì)砂巖隙水， 一般礦井噸煤用水量在2 3立方米之間。西北的新疆、甘肅、陜西中部、寧夏、內(nèi)蒙西部地區(qū)礦井涌水量普遍較少，噸煤涌水量大部分在1. 6立方米以下。
井工礦一般都設(shè)有專(zhuān)門(mén)的水倉(cāng)，礦井水被收集在礦井水倉(cāng)中再由排水系統(tǒng)抽排出井，礦井水倉(cāng)是煤礦安全生產(chǎn)，防止礦井水災(zāi)的重要設(shè)施。由于礦井水中含有以煤泥、沙為主的大量雜質(zhì)，這些固體顆粒物由涌水?dāng)y帶進(jìn)入水倉(cāng)后會(huì)沉積到水倉(cāng)底部，導(dǎo)致井下水倉(cāng)有效蓄水容積減小，這就需要定期對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行清淤處理，為保證礦井安全生產(chǎn)，礦井水倉(cāng)通常分為主倉(cāng)和副倉(cāng)，兩者輪換清理和使用。
礦井水倉(cāng)的清理工作一直是煤礦的一個(gè)老大難問(wèn)題。煤礦在清理水倉(cāng)前，要先把需要清理的水倉(cāng)的水抽干，由人工在數(shù)百米長(zhǎng)的狹窄水倉(cāng)巷道內(nèi)一點(diǎn)一點(diǎn)地將淤積于巷道底板、厚度達(dá)數(shù)百毫米甚至1 2m的煤泥挖入礦車(chē)再提運(yùn)出水倉(cāng)巷道。之后，或直接將裝滿(mǎn)淤泥的礦車(chē)提出礦井至矸石山排放，或?qū)⒂倌喽逊旁诰总?chē)場(chǎng)及附近巷道的兩側(cè)，待風(fēng)干后再裝運(yùn)出井至矸石山堆放。這種傳統(tǒng)的方法不僅工作量大，清挖時(shí)間長(zhǎng)，工作環(huán)境惡劣，而且很難清挖干凈。
機(jī)械化清理礦井水倉(cāng)是煤礦企業(yè)多年來(lái)渴望解決的難題，但是，幾十年來(lái)，我國(guó)先后研制過(guò)數(shù)十種清倉(cāng)機(jī)械都沒(méi)有得到推廣使用，主要是由于井下的情況復(fù)雜多變，目前所研制的水倉(cāng)清淤設(shè)備及其配套系統(tǒng)存在著性能單一、清挖效率低、固液分離不徹底等弊端，無(wú)法適應(yīng)井下水倉(cāng)復(fù)雜多變的工作環(huán)境。且礦井水排放到地面后仍需進(jìn)一步濃縮沉淀處理以實(shí)現(xiàn)固液分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝。具體說(shuō)本發(fā)明旨在結(jié)合礦井水的處理從源頭上實(shí)現(xiàn)對(duì)毛煤進(jìn)行分選排矸作業(yè)，將毛煤中的塊狀矸石在井下直接排出，從而杜絕大塊矸石對(duì)提升運(yùn)輸系統(tǒng)的危害，同時(shí)也提高了礦井的實(shí)際生產(chǎn)能力，排出的矸石破碎后可用于礦井釆空區(qū)的回填，或用作井下噴涂混凝土的骨料，實(shí)現(xiàn)廢物利用；分選排矸設(shè)備所需洗水由井下礦井水經(jīng)分級(jí)沉淀、
濃縮澄清后得到，經(jīng)加工處理后基本不含固體物料的礦井水引至井下水倉(cāng)，不僅解決了井下水倉(cāng)清淤的難題，還省去了地面礦井水處理系統(tǒng)。其分選排奸工藝可根據(jù)煤種不同和產(chǎn)品質(zhì)量要求等實(shí)際情況采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選工藝或者重介質(zhì)淺槽分選工藝。
本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝包括塊煤排矸和礦井水固
液分離作業(yè)兩部分；其中塊煤排矸作業(yè)包括篩分、破碎和分選步驟；而礦井水固液分離作業(yè)包括水力分級(jí)、濃縮和壓濾步驟；通過(guò)塊煤排矸作業(yè)將毛煤中大塊的矸石清除，同時(shí)將其中的大塊顆粒物破碎到合適的粒度；通過(guò)礦井水的固液分離作業(yè)，將礦井水中的固體物回收到煤流線(xiàn)中，同時(shí)得到清澈的溢流水給入井下水倉(cāng)中去；塊煤排矸作業(yè)中產(chǎn)生的煤泥水則送往礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處理，而礦井水固液分離系統(tǒng)為塊煤排矸作業(yè)提供了洗選用水，從而將二者合為一個(gè)有機(jī)的整體。
本發(fā)明中所述塊煤排矸作業(yè)采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選工藝；該工藝包括下述
步驟
a、 在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)固定篩進(jìn)行預(yù)先篩分作業(yè)，清除毛煤中的特大塊物料，固定篩的篩孔孔徑可設(shè)置為150mm 400mm之間的任一尺寸；
b、 將固定篩的篩下物送入振動(dòng)篩分機(jī)再次進(jìn)行分級(jí)作業(yè)，分出毛煤中大塊物料，篩分機(jī)的篩孔孔徑可設(shè)置為25腿 100mm之間；C、振動(dòng)篩的篩上物送入動(dòng)篩跳汰機(jī)進(jìn)行分選，分選后的產(chǎn)品出精煤和矸石兩個(gè)產(chǎn)品，矸石可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑混凝土的骨料使用，精煤可經(jīng)破碎后混入到振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中提升上井，也可作為一個(gè)產(chǎn)品單獨(dú)存放，提升上井。
d、動(dòng)篩跳汰機(jī)的溢流水則引至礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處理，而動(dòng)篩跳汰機(jī)的補(bǔ)加水由礦井水固液分離系統(tǒng)提供。
本發(fā)明中所述塊煤排矸作業(yè)采用重介分選排矸工藝；該工藝包括下述步
驟
a、 在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)固定篩進(jìn)行篩分作業(yè)，清除毛煤中的特大塊物料，固定篩的篩孔孔徑設(shè)置為150mm左右；
b、 將固定篩的篩下物送入振動(dòng)篩分機(jī)再次進(jìn)行分級(jí)作業(yè)，分出毛煤中大塊物料，篩分機(jī)的篩孔孔徑可設(shè)置為13腿 80咖之間；
c、 振動(dòng)篩的篩上物送入重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行分選，物料經(jīng)重介質(zhì)分選機(jī)分選后的產(chǎn)品出精煤和矸石兩個(gè)產(chǎn)品，分別由精煤脫介篩和矸石脫介篩進(jìn)行脫水脫介作業(yè)，脫介篩篩孔可設(shè)置為0.5 3mm之間，在脫介篩的出料段加數(shù)道噴水以強(qiáng)化篩分脫介效果，水源有礦井水處理環(huán)節(jié)得到的澄清水獲取；
d、 矸石經(jīng)脫介脫介作業(yè)后可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑混凝土的骨料使用，精煤經(jīng)脫介篩脫介脫水作業(yè)后可作為一個(gè)單一的精煤產(chǎn)品存放提升上井，也可進(jìn)一步破碎后摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中以提高煤質(zhì)；
e、 精煤和矸石經(jīng)脫介篩脫介后的合格介質(zhì)到合格介質(zhì)桶，部分經(jīng)分流箱分流匯同稀介質(zhì)段到磁選機(jī)回收介質(zhì)，經(jīng)磁選后的煤泥水到煤泥水濃縮沉淀裝置中進(jìn)一步處理。
本發(fā)明中所述礦井水固液分離作業(yè)部分包括下述步驟
a、 首先將礦井水引入呈錐形容器結(jié)構(gòu)的斗子撈坑，其中的固體物在自身重力作用下自由沉降到斗子撈坑的底部，經(jīng)由安裝在斗子撈坑的底部的斗子提升機(jī)將沉淀物由撈坑底部提出，在提出的同時(shí)通過(guò)提斗上開(kāi)設(shè)的泄水孔對(duì)物料進(jìn)行脫水；由斗子提出的物料摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中，而含有部分細(xì)粒物料通過(guò)溢流方式由斗子撈坑周邊溢出，收集后進(jìn)入煤泥水濃縮沉淀設(shè)施；
b、 由斗子撈坑周邊溢出煤泥水經(jīng)由設(shè)置在煤泥水濃縮沉淀設(shè)施入料端前方的凹陷式泵坑進(jìn)入煤泥水濃縮沉淀設(shè)施，澄清后的水則從煤泥水濃縮沉淀
設(shè)施另一端溢流；
c、 在沉淀池中采用加藥的方式以加速煤泥水中固體顆粒的沉降并改善濃 縮沉淀設(shè)施沉淀池的底流高濃度煤漿后續(xù)壓濾脫水作業(yè)的效果，沉淀于池底 部的煤泥沉淀物經(jīng)由沉淀池底部安裝的刮板絞車(chē)拖動(dòng)將高濃度的濃縮物收集 到泵坑中，同時(shí)得到清澈的溢流水；
d、 濃縮沉淀設(shè)施的底流由渣漿泵泵送到壓濾機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的脫水作 業(yè)，壓濾機(jī)的濾餅則摻入振動(dòng)篩篩下物直接入井下毛煤倉(cāng)，壓濾機(jī)的濾液連 同濃縮沉淀設(shè)施的溢流水的一部分引至井下水倉(cāng)， 一部分作為動(dòng)篩跳汰機(jī)的 補(bǔ)加水使用；
e、 塊煤排矸作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的煤泥水可直接排放到濃縮沉淀裝置中，而 動(dòng)篩跳汰機(jī)和淺槽重介質(zhì)分選機(jī)事故放水應(yīng)首先排放到礦井水的水力分級(jí)裝 置中去
本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及有益效果如下
本發(fā)明工藝的實(shí)施能夠杜絕毛煤中大塊物料對(duì)礦井提升運(yùn)輸設(shè)備的沖擊 損害和對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)的卡堵現(xiàn)象，有效地解決井下水倉(cāng)的清淤難題。
將矸石直接從毛煤中排出具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，這主要表現(xiàn)在以下三個(gè) 方面(1)減少了礦井的無(wú)效提升運(yùn)輸量，增大了礦井的實(shí)際生產(chǎn)能力；(2) 改善了原煤煤質(zhì)，為后續(xù)洗選加工作業(yè)創(chuàng)造了條件，簡(jiǎn)化了選煤廠(chǎng)的工藝系 統(tǒng)(選煤廠(chǎng)可不建原煤準(zhǔn)備車(chē)間，部分選煤廠(chǎng)甚至遷移至井下)，降低了選煤 生產(chǎn)加工成本；(3)避免了矸石升井后占用耕地，造成污染，且矸石用于采 空區(qū)回填，可防止地面塌陷，還可作為井下噴涂混凝土的骨料實(shí)用，降低巷 道施工維護(hù)成本，做到了廢物利用。
本發(fā)明還存在以下突出優(yōu)點(diǎn)(1)動(dòng)篩跳汰機(jī)排矸其分選工藝簡(jiǎn)單，而 重介質(zhì)排矸工藝分選精度及效率高，密度調(diào)節(jié)范圍寬，煤種適應(yīng)性強(qiáng)；(2) 主排矸設(shè)備的用水均由礦井水處理后獲取，節(jié)約了水資源；(3)洗選過(guò)程產(chǎn) 生的煤泥水也由礦井水處理系統(tǒng)進(jìn)行固液分離作業(yè)，簡(jiǎn)化了工藝系統(tǒng)(4)采 用水力分級(jí)設(shè)備和壓濾機(jī)分別截取回收礦井水中的大塊物料和煤泥水中的細(xì) 粒煤泥，有效回收了資源；(5)采用巷道構(gòu)建井下濃縮沉淀裝置，可以利用廢棄巷道，既節(jié)約了成本，又節(jié)省了基建時(shí)間；(6)經(jīng)濃縮沉淀澄清后的礦 井水泵送到地面后基本可以做到直接排放，省去了地面礦井水處理系統(tǒng)。


圖l為本發(fā)明的工藝框圖。
圖2為井下動(dòng)篩排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝示意圖。 圖3為井下毛煤動(dòng)篩排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝機(jī)械設(shè)備聯(lián)系圖。 圖4為井下重介淺槽排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝示意圖。 圖5為井下毛煤重介淺槽排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝機(jī)械設(shè)備聯(lián)系圖。 圖5中序號(hào)1、膠帶運(yùn)輸機(jī)2、固定篩3、分機(jī)破碎機(jī)4、振動(dòng)分 級(jí)篩5、重介質(zhì)淺槽6、矸石脫介篩7、精煤脫介篩8、分流器9、磁 選機(jī)10、加藥裝置11、斗子撈坑12、巷道濃縮沉淀池13、渣槳泵14、 壓濾機(jī)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述
如圖1所示，本發(fā)明的工藝主要包括塊煤排矸和礦井水固液分離作業(yè)兩部 分；其中塊煤排矸作業(yè)包括篩分、破碎和分選步驟；而礦井水固液分離作業(yè) 包括水力分級(jí)、濃縮和壓濾步驟；通過(guò)塊煤排矸作業(yè)將毛煤中大塊的矸石清 除，同時(shí)將其中的大塊顆粒物破碎到合適的粒度；通過(guò)礦井水的固液分離作 業(yè)，將礦井水中的固體物回收到煤流線(xiàn)中，同時(shí)得到清澈的溢流水給入并下 水倉(cāng)中去；塊煤排矸作業(yè)中產(chǎn)生的煤泥水則送往礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處 理，而礦井水固液分離系統(tǒng)為塊煤排矸作業(yè)提供了洗選用水，從而將二者合 為一個(gè)有機(jī)的整體。
本發(fā)明的工藝可根據(jù)實(shí)際情況，主排矸設(shè)備可采用動(dòng)篩跳汰機(jī)或重介質(zhì) 淺槽分選機(jī)，分別對(duì)應(yīng)著兩種分選工藝。
下面分別介紹這兩種工藝。
一、動(dòng)篩跳汰機(jī)分選工藝
在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)一個(gè)固定篩進(jìn)行預(yù)先篩分作業(yè)，預(yù)先篩分作業(yè)的目的是清除毛煤中的特大塊物料。固定篩的篩孔孔徑可設(shè)置為
150mm 400ram之間的任一尺寸，實(shí)際生產(chǎn)中多為300mm，主要是為了蓖除毛煤 中的特大塊物料，防止特大塊物料對(duì)后續(xù)作業(yè)的卡堵現(xiàn)象，特大塊物料多由 矸石組成，可直接作為采空區(qū)的充填材料，也可破碎到固定篩篩孔孔徑以下 粒度后伙同固定篩的篩下物再次進(jìn)行篩分作業(yè)(圖2和圖3所示的是后者)。
固定篩的篩下物給入一臺(tái)振動(dòng)篩分機(jī)再次進(jìn)行分級(jí)作業(yè)，振動(dòng)篩分作業(yè) 的目的是分出毛煤中大塊物料，這部分物料作為動(dòng)篩跳汰機(jī)的入料， 一般占 到毛煤總量的10% 30%，排矸作業(yè)主要針對(duì)這部分物料進(jìn)行。篩分機(jī)的篩孔孔 徑可設(shè)置為25mnTl00mra之間，實(shí)際生產(chǎn)中多為50mm。振動(dòng)篩的篩上物由動(dòng)篩 跳汰機(jī)進(jìn)行分選，而篩下物則輸送至井下毛煤倉(cāng)，直接由后續(xù)提升運(yùn)輸設(shè)備 輸送上井，這部分物料不含大塊矸石，粒度適中，不會(huì)對(duì)礦井后續(xù)的提升運(yùn) 輸作業(yè)造成不利影響。
振動(dòng)分級(jí)篩的篩上物進(jìn)入到動(dòng)篩跳汰機(jī)中進(jìn)行分選作業(yè)，分選后的產(chǎn)品 出精煤和矸石兩個(gè)產(chǎn)品，矸石可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑 混凝土的骨料使用，精煤可經(jīng)一臺(tái)破碎后混入到振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中提升上 井(圖l所示的正是這種情況)，也可作為一個(gè)產(chǎn)品單獨(dú)存放，提升上井。
動(dòng)篩跳汰機(jī)的溢流水引至煤泥水濃縮沉淀設(shè)施中進(jìn)一步處理，動(dòng)篩跳汰 機(jī)的補(bǔ)加水由礦井水分級(jí)沉淀、濃縮沉淀澄清作業(yè)后得到。
二、重介分選排矸系統(tǒng)
圖4是本工藝的示意圖，圖5是本工藝的機(jī)械設(shè)備聯(lián)系圖。下面結(jié)合本工
藝的示意圖和機(jī)械設(shè)備聯(lián)系圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的說(shuō)明。
在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)一個(gè)固定篩進(jìn)行篩分作業(yè)，預(yù)先篩分作業(yè)的 目的是清除毛煤中的特大塊物料。固定篩的篩孔孔徑設(shè)置為150,，主要是為 了滿(mǎn)足淺槽重介分選機(jī)入料粒度上限的要求，防止大塊物料堵、卡設(shè)備。篩 上大塊物料可破碎到固定篩篩孔孔徑以下粒度，同固定篩篩下物再次進(jìn)行篩 分作業(yè)。
固定篩下游的振動(dòng)分級(jí)篩分機(jī)對(duì)物料進(jìn)行再次分級(jí)作業(yè)，振動(dòng)篩分作業(yè) 的目的是分出毛煤中末毛煤，以滿(mǎn)足重介質(zhì)淺槽分選機(jī)的入料粒度下限要求，
10一般占毛煤總量的50%左右，排矸作業(yè)主要針對(duì)這部分物料進(jìn)行。篩分機(jī)的篩
孔孔徑可設(shè)置為13mnT80mm之間，實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)際需要可選取13mm、25ram、 50mm或80誦。振動(dòng)篩的篩上物由重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行分選，篩下物則輸送 至井下毛煤倉(cāng)，直接由后續(xù)提升運(yùn)輸設(shè)備輸送上井，這部分物料不含大塊矸 石，粒度適中，不會(huì)對(duì)礦井后續(xù)的提升運(yùn)輸作業(yè)造成不利影響。
物料經(jīng)重介質(zhì)分選機(jī)分選后的產(chǎn)品出精煤和矸石兩個(gè)產(chǎn)品，分別由精煤 脫介篩和矸石脫介篩進(jìn)行脫水脫介作業(yè)，脫介篩篩孔可設(shè)置為0. 5 3mm之間， 實(shí)際生產(chǎn)中多采用0.5mm的條縫篩板，根據(jù)具體煤質(zhì)狀況可選擇較大的篩孔 孔徑以改善脫介效果，同時(shí)還能夠減小設(shè)備型號(hào)。在脫介篩的出料段加數(shù)道 噴水以強(qiáng)化篩分脫介效果，水源有礦井水處理環(huán)節(jié)得到的澄清水獲取。
矸石經(jīng)脫介脫介作業(yè)后可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑混 凝土的骨料使用，精煤經(jīng)脫介篩脫介脫水作業(yè)后可作為一個(gè)單一的精煤產(chǎn)品 存放提升上井，也可進(jìn)一步破碎后摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中以提高煤質(zhì)。
精煤和矸石經(jīng)脫介篩脫介后的合格介質(zhì)到合格介質(zhì)桶，部分經(jīng)分流箱分 流匯同稀介質(zhì)段到磁選機(jī)回收介質(zhì)，經(jīng)磁選后的煤泥水到煤泥水濃縮沉淀裝 置中進(jìn)一步處理。
三、礦井水處理部分
礦井水處理是以上兩種工藝的共有環(huán)節(jié)，目的是為解決井下水倉(cāng)清淤難 題并為塊煤排矸作業(yè)提供洗選用水，同時(shí)處理塊煤排矸作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的煤 泥水。為解決礦井水倉(cāng)的清淤難題，基本思路是從源頭上杜絕固體物料進(jìn)入 井下水倉(cāng)，這就需要礦井水進(jìn)入井下水倉(cāng)前進(jìn)行預(yù)先處理，預(yù)處理的目的在 于清除礦井水中的固體顆粒，使得進(jìn)入井下水倉(cāng)的礦井水是清澈水流。為此 采用了分級(jí)、濃縮、壓濾工藝。
下面結(jié)合以上兩種工藝的礦井水處理工藝圖對(duì)礦井水處理系統(tǒng)具體實(shí)施 方式做進(jìn)一步的說(shuō)明
由于礦井水中通常都含有塊狀物料，因此首先需要對(duì)其進(jìn)行分級(jí)作業(yè)清 除其中的大塊物料。分級(jí)作業(yè)可在斗子撈坑或刮板式分級(jí)機(jī)中完成(示意圖2 中為斗子撈坑)，也可利用井下巷道構(gòu)建水利分級(jí)設(shè)施，下面以斗子撈坑為例進(jìn)行說(shuō)明。
斗子撈坑為一方錐形或園錐形的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，錐壁傾角為65°左右，
采用中心給料、周邊溢流的方式，礦井水進(jìn)入斗子撈坑后，其中的固體物在 自身重力作用下自由沉降到斗子撈坑的底部，錐形容器中安裝有一臺(tái)斗子提
升機(jī)，斗子提升機(jī)機(jī)頭水平高出斗子撈坑液面4m以上，沉淀物由斗子提升機(jī) 的提斗由斗子撈坑底部提出，斗子提升機(jī)的每個(gè)提斗上都開(kāi)有圓形或矩形的 泄水孔，在提出的同時(shí)還對(duì)物料有脫水作用。斗子提出物摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩 下物中，而含有部分細(xì)粒物料的溢流由撈坑周邊溢出，收集后進(jìn)入煤泥水濃 縮沉淀設(shè)施。動(dòng)篩跳汰機(jī)事故防水由于含有塊狀物料，也應(yīng)引至斗子撈坑處 理
煤泥水濃縮沉淀設(shè)施由巷道構(gòu)建而成，可在井下臨時(shí)開(kāi)挖一傾斜巷道， 也可利用原有的廢棄巷道，將其兩頭封堵后形成沉淀池，煤泥水由一端入料， 另一端溢流，入料端開(kāi)挖出一個(gè)低洼的泵坑，以利于收集高濃度的濃縮物。 為便于沉淀物的排放和抽取，沉淀池底部從兩側(cè)到中部以及入料端到溢流端 均應(yīng)有一定的坡度，同時(shí)在沉淀池底部安裝一部刮刀，由絞車(chē)拖動(dòng)將高濃度 的濃縮物收集到泵坑中，采用加藥的方式以加速煤泥水中固體顆粒的沉降并 改善沉淀池底流高濃度煤漿后續(xù)壓濾脫水作業(yè)的效果，同時(shí)得到清澈的溢流 水。為保障生產(chǎn)安全可靠，濃縮沉淀設(shè)施一般應(yīng)由兩套裝置并列使用。
濃縮沉淀設(shè)施的底流由渣漿泵泵送到壓濾機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的脫水作業(yè)， 壓濾機(jī)的濾餅則同斗子提升機(jī)的提升物一樣摻入振動(dòng)篩篩下物直接入井下毛 煤倉(cāng)，壓濾機(jī)的濾液伙同濃縮設(shè)施溢流水一部分引至井下水倉(cāng)， 一部分作為 動(dòng)篩跳汰機(jī)的補(bǔ)加水使用。
塊煤排矸作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的煤泥水(如動(dòng)篩跳汰機(jī)的溢流水、磁選機(jī)的 磁選尾礦等)可直接排放到濃縮沉淀裝置中，而動(dòng)篩跳汰機(jī)和淺槽重介質(zhì)分 選機(jī)事故放水應(yīng)首先排放到礦井水的水力分級(jí)裝置中去。
權(quán)利要求
1、一種井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝，其特征在于該工藝包括塊煤排矸和礦井水固液分離作業(yè)兩部分；其中塊煤排矸作業(yè)包括篩分、破碎和分選步驟；而礦井水固液分離作業(yè)包括水力分級(jí)、濃縮和壓濾步驟；通過(guò)塊煤排矸作業(yè)將毛煤中大塊的矸石清除，同時(shí)將其中的大塊顆粒物破碎到合適的粒度；通過(guò)礦井水的固液分離作業(yè)，將礦井水中的固體物回收到煤流線(xiàn)中，同時(shí)得到清澈的溢流水給入井下水倉(cāng)中去；塊煤排矸作業(yè)中產(chǎn)生的煤泥水則送往礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處理，而礦井水固液分離系統(tǒng)為塊煤排矸作業(yè)提供了洗選用水，從而將二者合為一個(gè)有機(jī)的整體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于所述塊煤排矸作業(yè)采用動(dòng) 篩跳汰機(jī)分選工藝；該工藝包括下述步驟a、 在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)固定篩進(jìn)行預(yù)先篩分作業(yè)，清除毛煤中的 特大塊物料，固定篩的篩孔孔徑可設(shè)置為150mra 400ram之間的任一尺寸；b、 將固定篩的篩下物送入振動(dòng)篩分機(jī)再次進(jìn)行分級(jí)作業(yè)，分出毛煤中大 塊物料，篩分機(jī)的篩孔孔徑可設(shè)置為25腿 100mm之間；c、 振動(dòng)篩的篩上物送入動(dòng)篩跳汰機(jī)進(jìn)行分選，分選后的產(chǎn)品出精煤和矸 石兩個(gè)產(chǎn)品，矸石可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑混凝土的骨 料使用，精煤可經(jīng)破碎后混入到振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中提升上井，也可作為一 個(gè)產(chǎn)品單獨(dú)存放，提升上井；d、 動(dòng)篩跳汰機(jī)的溢流水則引至礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處理，而動(dòng)篩跳 汰機(jī)的補(bǔ)加水由礦井水固液分離系統(tǒng)提供。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于所述塊煤排矸作業(yè)采用重 介分選排矸工藝；該工藝包括下述步驟a、 在礦井井下首先將毛煤經(jīng)過(guò)固定篩進(jìn)行篩分作業(yè)，清除毛煤中的特大 塊物料，固定篩的篩孔孔徑設(shè)置為150腿左右；b、 將固定篩的篩下物送入振動(dòng)篩分機(jī)再次進(jìn)行分級(jí)作業(yè)，分出毛煤中大 塊物料，篩分機(jī)的篩孔孔徑可設(shè)置為13mm 80mm之間；c、 振動(dòng)篩的篩上物送入重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行分選，物料經(jīng)重介質(zhì)分選 機(jī)分選后的產(chǎn)品出精煤和矸石兩個(gè)產(chǎn)品，分別由精煤脫介篩和矸石脫介篩進(jìn)行脫水脫介作業(yè)，脫介篩篩孔可設(shè)置為0.5 3mm之間，在脫介篩的出料段加 數(shù)道噴水以強(qiáng)化篩分脫介效果，水源有礦井水處理環(huán)節(jié)得到的澄清水獲?。籨、 矸石經(jīng)脫介脫介作業(yè)后可作為充填采空區(qū)的物料，也可用作井下建筑 混凝土的骨料使用，精煤經(jīng)脫介篩脫介脫水作業(yè)后可作為一個(gè)單一的精煤產(chǎn) 品存放提升上井，也可進(jìn)一步破碎后摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中以提高煤質(zhì)；e、 精煤和矸石經(jīng)脫介篩脫介后的合格介質(zhì)到合格介質(zhì)桶，部分經(jīng)分流箱 分流匯同稀介質(zhì)段到磁選機(jī)回收介質(zhì)，經(jīng)磁選后的煤泥水到煤泥水濃縮沉淀 裝置中進(jìn)一步處理。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于所述礦井水固液分離作業(yè) 部分包括下述步驟a、 首先將礦井水引入呈錐形容器結(jié)構(gòu)的斗子撈坑，其中的固體物在自身 重力作用下自由沉降到斗子撈坑的底部，經(jīng)由安裝在斗子撈坑的底部的斗子 提升機(jī)將沉淀物由撈坑底部提出，在提出的同時(shí)通過(guò)提斗上開(kāi)設(shè)的泄水孔對(duì) 物料進(jìn)行脫水；由斗子提出的物料摻入振動(dòng)分級(jí)篩篩下物中，而含有部分細(xì) 粒物料通過(guò)溢流方式由斗子撈坑周邊溢出，收集后進(jìn)入煤泥水濃縮沉淀設(shè)施；b、 由斗子撈坑周邊溢出煤泥水經(jīng)由設(shè)置在煤泥水濃縮沉淀設(shè)施入料端前 方的凹陷式泵坑進(jìn)入煤泥水濃縮沉淀設(shè)施，澄清后的水則從煤泥水濃縮沉淀 設(shè)施另一端溢流；c、 在沉淀池中采用加藥的方式以加速煤泥水中固體顆粒的沉降并改善濃 縮沉淀設(shè)施沉淀池的底流高濃度煤漿后續(xù)壓濾脫水作業(yè)的效果，沉淀于池底 部的煤泥沉淀物經(jīng)由沉淀池底部安裝的刮板絞車(chē)拖動(dòng)將高濃度的濃縮物收集 到泵坑中，同時(shí)得到清澈的溢流水；d、 濃縮沉淀設(shè)施的底流由渣漿泵泵送到壓濾機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的脫水作 業(yè)，壓濾機(jī)的濾餅則摻入振動(dòng)篩篩下物直接入井下毛煤倉(cāng)，壓濾機(jī)的濾液連 同濃縮沉淀設(shè)施的溢流水的一部分引至井下水倉(cāng)， 一部分作為動(dòng)篩跳汰機(jī)的 補(bǔ)加水使用；e、 塊煤排矸作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的煤泥水可直接排放到濃縮沉淀裝置中，而 動(dòng)篩跳汰機(jī)和淺槽重介質(zhì)分選機(jī)事故放水應(yīng)首先排放到礦井水的水力分級(jí)裝 置中去。
全文摘要
一種井下毛煤排矸及礦井水處理聯(lián)合工藝，其特征在于該工藝包括塊煤排矸和礦井水固液分離作業(yè)兩部分；其中塊煤排矸作業(yè)包括篩分、破碎和分選步驟；而礦井水固液分離作業(yè)包括水力分級(jí)、濃縮和壓濾步驟；通過(guò)塊煤排矸作業(yè)將毛煤中大塊的矸石清除，同時(shí)將其中的大塊顆粒物破碎到合適的粒度；通過(guò)礦井水的固液分離作業(yè)，將礦井水中的固體物回收到煤流線(xiàn)中，同時(shí)得到清澈的溢流水給入井下水倉(cāng)中去；塊煤排矸作業(yè)中產(chǎn)生的煤泥水則送往礦井水固液分離系統(tǒng)進(jìn)行處理，而礦井水固液分離系統(tǒng)為塊煤排矸作業(yè)提供了洗選用水，從而將二者合為一個(gè)有機(jī)的整體。
文檔編號(hào)E21B43/34GK101482005SQ20091006416
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者鵬 劉, 張傳祥, 兵 惠, 潘蘭英, 焦紅光, 金吉元, 嬌 馬, 高艷陽(yáng), 黃定國(guó) 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)