水仓煤泥清挖和处理压滤工艺应用

水仓煤泥概况

中央水仓通常由2个平行布置的水仓构成，即内环水仓和外环水仓，一用一备。水仓煤泥成分复杂，有粒状煤，煤泥灰,有喷浆作业的时候还会有水泥、黏土等，煤矿其他杂物也会冲到水仓内，与煤泥混在一起。从黏度分布来说,大体上颗粒状煤泥黏度小，呈散粒状态，造浆抽排困难，糊状煤泥黏度较高，容易抽排，但脱水困难，不易处理。不同煤矿，不同地质条件，不同煤质,煤泥的粒度和黏度也不同，综合处理工艺应全面考虑。

2水仓煤泥的清挖和处理工艺研究

水仓煤泥的清挖因其煤矿井下条件的特殊性，必须把煤泥的清挖和煤泥的处理结合起来综合研究。

2.1仓内清挖工艺

打围堰在水仓煤泥后部打起一个有一定高度的围堰。煤泥冲水稀释用高压水将煤泥打散并稀释。搅拌造浆将稀释后的煤泥，特别是粗颗粒含量大的煤泥，采用机械搅拌的方法充分搅匀，务使大颗粒悬浮，形成煤浆。超大颗粒破碎对煤泥中超过泵送和后续处理要求的煤块，进行破碎，以便泵送处理。煤泥浆输送采用专用煤泥泵将煤泥浆输送到仓口(或指定处理点)。随着清理的延伸，移动围堰、接长煤泥输送管道。该工艺的主要特点是适应性强，对于大颗粒、小颗粒、黏稠煤泥和水仓杂物全部处理，无需人工干预;水仓清理干净彻底。

2.2煤泥处理工艺

煤泥处理的基本要求

煤泥的有效处理，应解决3个问题：①要求连续处理，处理能力要匹配。因水仓较长，内外设备联合操作不便，仓内设备应独立操作，而煤泥输送泵一旦开启，频繁停泵容易造成管道堵塞，因此仓内煤泥清挖必须连续进行。②从煤泥浆中分离精煤,并将余下煤泥浆固-液分离，使煤泥含水率低于25%,成固体状。固状煤泥便于运输,解决运输过程巷道污染问题；分离的精煤和煤泥饼可以再利用，通过煤泥处理变废为宝。③该工艺必须要适应各种煤泥的处理要求，具有处理煤泥的普适性。井下煤泥千差万别，不仅颗粒大小分布差异大，黏度、细密度差异也大，有的水仓甚至有黄泥和水泥，凡此种处理工艺都必须能有效固液分离。

煤泥处理工艺

根据以上3点要求，找出了煤泥处理新工艺方法：精煤和粗煤颗粒分离釆用直线高频振动脱水工艺，直线振动脱水筛可以很好地从煤泥中分离出精煤，余下细煤泥存入储存罐(有搅拌，防沉淀)。煤泥固-液分离研究了大量固液分离工艺方法，经过比较，煤泥压滤机固液分离法是适应性最强的固-液分离方法，只要选择合适的滤布和恰当的入料压力，对于黏度大、粒度细小的煤泥都可以获得理想的固-液分离效果，滤饼含水率最低。

3煤泥清挖和煤泥处理设备

3.1新型煤泥清挖机

煤泥清挖设备的基本要求:按照煤泥清挖工艺要求，仓内煤泥清挖机要完成仓内煤泥清挖和输送的全部功能。所以，新型煤泥清挖机应具有如下功能：定量给水造浆、煤泥强力搅拌、超大煤泥颗粒破碎、煤泥浆输送。

新型煤泥清挖机结构、原理

煤泥强力搅拌并能破碎大块煤的搅拌头是本机的关键。将搅拌头与泵的吸口设计成一体化机构,实现了煤泥强力搅拌、破碎和泵送有机结合。搅吸头由操纵臂操纵、液压马达驱动，可以前后、左右、上下移动，以便在水仓一定范围内彻底清理煤泥。整机安装在沿轨道移动的平车上，包括液压驱动泵站、煤泥输送泵、搅吸头操纵臂、搅吸头、造浆高压水控制阀组。本机全部由液压驱动，自动行走。

设备主要性能参数

搅拌范围直径/m 1.0~1.5

总功率/kW 28

搅吸头摆动/(°) ±60

破碎粒度5~40

流量/m³-h-¹30

压力/MPa 1.2

浓度/% ≤50

3.2煤泥粗分机(精煤、粗煤泥分离设备)

(1)性能要求

按工艺要求，煤泥粗分有2个作用：①分离如.5以上精煤和大块煤泥(6mm以下)，分离能力根据工艺要求确定；②为下一步细煤泥的固-液分离做准备，分离后的细煤泥应贮存并搅拌防沉淀。

煤泥粗分机结构原理

为实现精煤分离，借鉴选煤厂尾煤脱水工艺方法，用高频直线脱水筛作为精煤分离的主要机构，筛面采用条缝式筛板。为实现第2个工艺要求,高频振动筛下面设置带防沉淀搅拌器的缓冲箱。

3.3双工作区煤泥压滤机

性能要求

按工艺要求，煤泥经过精煤分离后，剩下的是细小的糊状煤泥。由于水仓煤泥的复杂性，仓口和仓尾煤泥性质差别极大，不同水仓煤泥黏度差别也很大，为适应各种性质煤泥的固-液分离，选用适应性最好、最可靠的是压滤分离方法实现煤泥的固液分离。普通压滤设备为间歇式工作，卸料时间长。按煤泥清挖要求，压滤机必须近似连续工作(间断时间很短，比如30s以内)。同时,井下环境复杂，空间小，设备要适应井下特殊的彿小空间并可随时移动，不做安装基础。

双工作区煤泥压滤机结构原理

为满足连续压滤要求，设计了双工作区煤泥压滤机，该机的主要原理是将2台压滤机有机结合成一台，通过机架的巧妙设计，移动压板双向工作，换向间歇只有15s左右，基本实现了压滤连续。换向时，振动粗分机正常工作，细煤泥暂时存入缓冲箱内，因换向时间很短，实际缓冲箱可以很小。双向结构是将压滤油缸置于机架两侧，四缸同时工作，两推两拉，充分发挥了每个油缸的作用。移动压板于中间，一边压滤，另一边卸料,2个工作区轮流工作，基本实现连续压滤。设备结构紧凑，适应井下作业环境。为实现入料压力的可调可控，该机采用了液压驱动压滤泵，可以根据煤泥性质和煤泥饼含水率要求，调节入料压力，确保压滤操作安全，不滥料，不过压，煤饼含水率有保证。为实现煤泥自动装车并适应巷道条件，在双作用压滤机下部设计了出料、装车带式输送机，以实现卸料煤泥自动装矿车或转运到其他输送带上。

结语

新型水仓清挖系统的清挖和煤泥处理工艺科学合理，全面解决了水仓煤泥成分复杂、清理困难、煤泥不易处理的问题，实现了高效、环保、废物再利用的工艺目标。

根据新工艺要求而研制的系统设备，确保了工艺目标的实现。

新系统设备有效提高了煤泥清挖的效率和自动化程度，不仅解决了煤泥清挖问题，而且能从煤泥中提取精煤，变废为宝。

煤泥基本封闭处理，达到了巷道环境保护和文明生产要求。

水仓清挖时间缩短，提高了煤矿涌水安全余度。解决了人工清挖的安全隐患。

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