水倉煤泥概況

中央水倉通常由2個平行布置的水倉構成，即內環水倉和外環水倉，一用一備。水倉煤泥成分復雜，有粒狀煤，煤泥灰,有噴漿作業的時候還會有水泥、黏土等，煤礦其他雜物也會沖到水倉內，與煤泥混在一起。從黏度分布來說,大體上顆粒狀煤泥黏度小，呈散粒狀態，造漿抽排困難，糊狀煤泥黏度較高，容易抽排，但脫水困難，不易處理。不同煤礦，不同地質條件，不同煤質,煤泥的粒度和黏度也不同，綜合處理工藝應全面考慮。

2水倉煤泥的清挖和處理工藝研究

水倉煤泥的清挖因其煤礦井下條件的特殊性，必須把煤泥的清挖和煤泥的處理結合起來綜合研究。

2.1倉內清挖工藝

打圍堰在水倉煤泥后部打起一個有一定高度的圍堰。煤泥沖水稀釋用高壓水將煤泥打散并稀釋。攪拌造漿將稀釋后的煤泥，特別是粗顆粒含量大的煤泥，采用機械攪拌的方法充分攪勻，務使大顆粒懸浮，形成煤漿。超大顆粒破碎對煤泥中超過泵送和后續處理要求的煤塊，進行破碎，以便泵送處理。煤泥漿輸送采用專用煤泥泵將煤泥漿輸送到倉口(或指定處理點)。隨著清理的延伸，移動圍堰、接長煤泥輸送管道。該工藝的主要特點是適應性強，對于大顆粒、小顆粒、黏稠煤泥和水倉雜物全部處理，無需人工干預;水倉清理干凈徹底。

2.2煤泥處理工藝

煤泥處理的基本要求

煤泥的有效處理，應解決3個問題：①要求連續處理，處理能力要匹配。因水倉較長，內外設備聯合操作不便，倉內設備應獨立操作，而煤泥輸送泵一旦開啟，頻繁停泵容易造成管道堵塞，因此倉內煤泥清挖必須連續進行。②從煤泥漿中分離精煤,并將余下煤泥漿固-液分離，使煤泥含水率低于25%,成固體狀。固狀煤泥便于運輸,解決運輸過程巷道污染問題；分離的精煤和煤泥餅可以再利用，通過煤泥處理變廢為寶。③該工藝必須要適應各種煤泥的處理要求，具有處理煤泥的普適性。井下煤泥千差萬別，不僅顆粒大小分布差異大，黏度、細密度差異也大，有的水倉甚至有黃泥和水泥，凡此種處理工藝都必須能有效固液分離。

煤泥處理工藝

根據以上3點要求，找出了煤泥處理新工藝方法：精煤和粗煤顆粒分離釆用直線高頻振動脫水工藝，直線振動脫水篩可以很好地從煤泥中分離出精煤，余下細煤泥存入儲存罐(有攪拌，防沉淀)。煤泥固-液分離研究了大量solid-liquid separation工藝方法，經過比較，Coal sludge filter press固液分離法是適應性最強的固-液分離方法，只要選擇合適的濾布和恰當的入料壓力，對于黏度大、粒度細小的煤泥都可以獲得理想的固-液分離效果，濾餅含水率最低。

3煤泥清挖和煤泥處理設備

3.1新型煤泥清挖機

煤泥清挖設備的基本要求:按照煤泥清挖工藝要求，倉內煤泥清挖機要完成倉內煤泥清挖和輸送的全部功能。所以，新型煤泥清挖機應具有如下功能：定量給水造漿、煤泥強力攪拌、超大煤泥顆粒破碎、煤泥漿輸送。

新型煤泥清挖機結構、原理

煤泥強力攪拌并能破碎大塊煤的攪拌頭是本機的關鍵。將攪拌頭與泵的吸口設計成一體化機構,實現了煤泥強力攪拌、破碎和泵送有機結合。攪吸頭由操縱臂操縱、液壓馬達驅動，可以前后、左右、上下移動，以便在水倉一定范圍內徹底清理煤泥。整機安裝在沿軌道移動的平車上，包括液壓驅動泵站、煤泥輸送泵、攪吸頭操縱臂、攪吸頭、造漿高壓水控制閥組。本機全部由液壓驅動，自動行走。

設備主要性能參數

攪拌范圍直徑/m 1.0~1.5

總功率/kW 28

攪吸頭擺動/(°) ±60

破碎粒度5~40

流量/m³-h-¹30

壓力/MPa 1.2

濃度/% ≤50

3.2煤泥粗分機(精煤、粗煤泥分離設備)

(1)性能要求

按工藝要求，煤泥粗分有2個作用：①分離如.5以上精煤和大塊煤泥(6mm以下)，分離能力根據工藝要求確定；②為下一步細煤泥的固-液分離做準備，分離后的細煤泥應貯存并攪拌防沉淀。

煤泥粗分機結構原理

為實現精煤分離，借鑒選煤廠尾煤脫水工藝方法，用高頻直線脫水篩作為精煤分離的主要機構，篩面采用條縫式篩板。為實現第2個工藝要求,高頻振動篩下面設置帶防沉淀攪拌器的緩沖箱。

3.3雙工作區煤泥壓濾機

性能要求

按工藝要求，煤泥經過精煤分離后，剩下的是細小的糊狀煤泥。由于水倉煤泥的復雜性，倉口和倉尾煤泥性質差別極大，不同水倉煤泥黏度差別也很大，為適應各種性質煤泥的固-液分離，選用適應性最好、最可靠的是壓濾分離方法實現煤泥的固液分離。普通壓濾設備為間歇式工作，卸料時間長。按煤泥清挖要求，壓濾機必須近似連續工作(間斷時間很短，比如30s以內)。同時,井下環境復雜，空間小，設備要適應井下特殊的彿小空間并可隨時移動，不做安裝基礎。

雙工作區煤泥壓濾機結構原理

為滿足連續壓濾要求，設計了雙工作區煤泥壓濾機，該機的主要原理是將2臺filter press有機結合成一臺，通過機架的巧妙設計，移動壓板雙向工作，換向間歇只有15s左右，基本實現了壓濾連續。換向時，振動粗分機正常工作，細煤泥暫時存入緩沖箱內，因換向時間很短，實際緩沖箱可以很小。雙向結構是將壓濾油缸置于機架兩側，四缸同時工作，兩推兩拉，充分發揮了每個油缸的作用。移動壓板于中間，一邊壓濾，另一邊卸料,2個工作區輪流工作，基本實現連續壓濾。設備結構緊湊，適應井下作業環境。為實現入料壓力的可調可控，該機采用了液壓驅動壓濾泵，可以根據煤泥性質和煤泥餅含水率要求，調節入料壓力，確保壓濾操作安全，不濫料，不過壓，煤餅含水率有保證。為實現煤泥自動裝車并適應巷道條件，在雙作用壓濾機下部設計了出料、裝車帶式輸送機，以實現卸料煤泥自動裝礦車或轉運到其他輸送帶上。

concluding remarks

新型水倉清挖系統的清挖和煤泥處理工藝科學合理，全面解決了水倉煤泥成分復雜、清理困難、煤泥不易處理的問題，實現了高效、環保、廢物再利用的工藝目標。

根據新工藝要求而研制的系統設備，確保了工藝目標的實現。

新系統設備有效提高了煤泥清挖的效率和自動化程度，不僅解決了煤泥清挖問題，而且能從煤泥中提取精煤，變廢為寶。

煤泥基本封閉處理，達到了巷道環境保護和文明生產要求。

水倉清挖時間縮短，提高了煤礦涌水安全余度。解決了人工清挖的安全隱患。

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Technical: 188517-18517

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