一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统

摘要

本发明公开一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统。该系统包括位于煤流主运皮带抛煤方向的阻尼缓冲布料装置、位于阻尼缓冲布料装置卸料端下部的大型滤水振动筛、位于大型滤水振动筛下部的大型给料脱水筛、缓冲溜槽、以及各类支架；所述阻尼缓冲布料装置与煤流主运皮带错落高度可根据煤流量大小进行调节；所述大型滤水振动筛倾斜角度根据水量大小可通过弹簧支撑架组的错配高度设置进行调节；所述大型滤水振动筛筛上物直接通过缓冲溜槽进入提升皮带，如遇系统故障则不影响煤流原有系统的运行；筛下物中水量多而煤粒少，配套所述大型给料脱水筛进行二次脱水，脱水后水质较高。

权利要求

1.一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统，其特征在于：它包括位于煤流主运皮带（2）抛煤方向的阻尼缓冲布料装置（3）、位于阻尼缓冲布料装置（3）卸料端下部的大型滤水振动筛（5）、位于大型滤水振动筛（5）下部的大型给料脱水筛（6）、位于大型滤水振动筛（5）的筛上物出口下方的缓冲溜槽（10）、位于大型给料脱水筛（6）筛上物出口下方的缓冲溜槽 （11）、以及底座支架（8）和第一、二横梁架（7、4）、支架（12）；所述大型滤水振动筛（5）、大型给料脱水筛（6）分别通过弹簧支撑架组（13）、弹簧支撑架组 （14）固定支撑在第一横梁架（7）上；所述阻尼缓冲布料装置（3）通过钢框架结构支撑安装在第二横梁架（4）；所述第一横梁架（7）与第二横梁架（4）之间通过支架（12）进行固定；所述阻尼缓冲布料装置（3）与煤流主运皮带（2）错落高度根据煤流量大小进行调节；所述大型滤水振动筛（5）倾斜角度根据水量大小通过弹簧支撑架组（13）的错配高度设置进行调节；所述大型滤水振动筛（5）的筛上物出口与缓冲溜槽（10）进口相连通，缓冲溜槽（10）的出口位于煤流提升皮带（9）上方；所述位于大型给料脱水筛（6）筛上物出口下方的缓冲溜槽 （11）的出口位于煤流提升皮带（9）上方。

说明书

一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种煤矿井下煤流大型脱水系统，特别涉及一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统，属于煤矿井下水灾防治技术领域。

背景技术

[0002] 随着采煤技术的创新，国内已建成了多处千万吨大型矿井，在煤炭供给发明提供了有力保障，但井下事故也频发不断，其中因水采技术影响加大了煤流输送难度，甚至在水量极大的情况下运煤系统一度瘫痪，给企业运营造成了极大危害！仅以水对煤的井下提升、运输造成的困惑而言，研发新的井下脱水技术以缓解水煤灾害刻不容缓。

[0003] 专利200710055148.5公开的井下脱水技术实质为：煤流经多层振动分级脱水筛、筛上物到溜煤眼、筛下物到沉淀池、沉淀池底部煤泥到离心机脱水、离心液返回沉淀池浓缩、离心煤泥到溜煤眼、沉淀池中的溢流水流入到井下水仓，最终实现闭路循环。

[0004] 专利200910175210.3公开采用三级脱水工艺：煤浆进入分级脱水筛、筛上块煤通过刮板运输机脱水进入煤仓、筛下品溢流到浓缩仓、浓缩仓底流至高频筛脱水、筛上粗煤泥进入煤仓、筛下水回流到浓缩仓、浓缩仓溢流加絮凝剂混合进入斜管沉淀仓、斜管沉淀仓底流细煤泥用泵供给压滤机脱水回收。

[0005] 以上公开的两个专利针对的问题是实现煤水彻底分离减少地面煤的脱水工序，根据现有的能适于井下脱水的装备结构特点进行组合从而支撑多次脱水工序。面对如今的千万吨矿井，实践过程井下处理量一旦过高（>103t/h），因井下空间限制能直接用于井下脱水的市场装备鲜有报道，公开的井下煤水处理技术对于大处理量的煤流处理根本不能适从。

[0006] 专利201510619923.X公开的技术实质为：井下钻孔时的涌水煤流经射流器-分流装置至振动脱水筛、筛上物进接煤槽、筛下物水流进水箱由排污泵进行抽取供钻孔使用。该专利的侧重点在于如何解决钻孔时的水循环问题，实现钻孔水的循环供应、可有效改善工作环境。

[0007] 专利201410708358.X公开的脱水技术为：刮板装置端部排出大中块煤至主运输胶带、刮板装置两侧排出小块煤、末煤及煤浆落至网带输送机、网带输送机端部排出小块煤及大部分末煤、网带输送机漏出的少量末煤及煤浆落到滑道由滑道引出。该专利侧重点是给出了对于含水量极高的井下脱水前的处理方法，重点是三种装置的配合使用有效减少了后续煤浆的处理量，以整化零的处理方式值得借鉴。但工艺相对繁琐，尤其是核心装备网带输送机对于大型矿井其网孔输送带的支撑强度将面临较大问题。

[0008] 总结现有技术，不难发现：振动分级脱水筛应用于井下煤水分离较为常见，在井下空间有限、不能使用大型脱水筛的前提下，必须解决高含水量、千万吨大型矿井煤流对于筛板造成的冲击力问题；设计的脱水系统能够根据煤流量及含水量大小进行调节；且在遇到与煤流直接接触的振动筛故障情况下，脱水系统不能耽误正常生产，原有系统可以正常运行。

发明内容

[0009] 本发明的目的正是针对大型矿井井下脱水难的问题，基于振动脱水筛工序简单的优势，而提供一种适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统。

[0010] 本发明设计了上下布置的两道振动筛脱水短流程工序，包括：位于煤流主运皮带抛煤方向的阻尼缓冲布料装置、位于阻尼缓冲布料装置卸料端下部的大型滤水振动筛、位于大型滤水振动筛下部的大型给料脱水筛、位于大型滤水振动筛的筛上物出口下方的缓冲溜槽 、位于大型给料脱水筛筛上物出口下方的缓冲溜槽 、以及皮带支撑架、底座支架、横梁架。本发明的系统可根据井下工况自行设计安装，通过本发明的技术实施，可以杜绝水煤引起的皮带运输、井底煤仓拉仓事故、提升环节的生产事故，具有运营成本低、体积小等优点。

[0011] 本发明的技术措施如下：

[0012] 本发明的适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统包括位于煤流主运皮带抛煤方向的阻尼缓冲布料装置、位于阻尼缓冲布料装置卸料端下部的大型滤水振动筛、位于大型滤水振动筛下部的大型给料脱水筛、位于大型滤水振动筛的筛上物出口下方的缓冲溜槽 、位于大型给料脱水筛筛上物出口下方的缓冲溜槽 、以及底座支架和第一、二横梁架、支架；所述大型滤水振动筛、大型给料脱水筛分别通过弹簧支撑架组 、弹簧支撑架组固定支撑在第一横梁架上；所述阻尼缓冲布料装置通过钢框架结构支撑安装在第二横梁架；所述第一横梁架与第二横梁架之间通过支架进行固定；所述大型滤水振动筛的倾斜角度通过弹簧支撑架组 的错配高度设置进行调节。

[0013] 本发明中所述阻尼缓冲布料装置与煤流主运皮带错落高度根据煤流量大小进行调节；所述大型滤水振动筛倾斜角度根据水量大小通过弹簧支撑架组 的错配高度设置进行调节；所述大型滤水振动筛的筛上物出口与缓冲溜槽 进口相连通，缓冲溜槽 的出口位于煤流提升皮带上方；所述位于大型给料脱水筛筛上物出口下方的缓冲溜槽 的出口位于煤流提升皮带上方；即所述大型滤水振动筛筛上物直接通过缓冲溜槽 进入煤流提升皮带，同样，所述位于大型给料脱水筛的筛上物直接通过缓冲溜槽 如遇系统故障则不影响煤流原有系统的运行；筛下物中水量多而煤粒少，配套所述大型给料脱水筛进行二次脱水，脱水后水质较高。

[0014] 更具体说：因井下工况条件的限制，本发明依托现有空间、土建设施等对技术装备进行设计、安装。本发明针对原有煤流主运皮带高度较低的问题，设计皮带支撑架支撑皮带高度以满足本发明设计的脱水系统安装空间要求；设计的底座支架用以支撑整套脱水系统；底座支架一定高度处设置第一横梁架，第一横梁架分别固定弹簧支撑架组 / 用来支撑大型滤水振动筛、以及大型给料脱水筛；第一横梁架一定高度处设置第二横梁架用来支撑阻尼缓冲布料装置；所述两个横梁架之间通过支架进行支撑。

[0015] 本发明所述的阻尼缓冲布料装置为钢架结构，主要目的是承接煤流主运皮带抛出的大量煤流，实现料冲击料、料磨料、减速缓冲布料等功能；待煤流填满后依靠重力流向大型滤水振动筛，此时大型滤水振动筛只是承受了抛出大量煤流的一部分，避免大量煤流与大型滤水振动筛的直接接触，从而有效解决了井下振动筛对于大处理量煤流脱水难的问题。本发明所述大型滤水振动筛为倾斜布置且倾斜角度可调，主要目的是防止煤流积压筛面造成筛网堵塞以及承重施压破坏筛板。本发明的脱水对象为高含水量煤流，因此初始设计倾斜角度较小可在水流冲击下满足较多的水量透筛掉落至下部的大型给料脱水筛进行二次脱水，此时筛上煤中的水量大大减少满足皮带提升对水量的要求；但如果采区水量减少，造成透筛物料将大大减小致使大部分堆积至筛面，不利于振动筛的运行，此时倾斜角度可适当增加。同时，所述大型滤水振动筛筛上物通过缓冲溜槽可掉落至提升皮带，一旦实践过程中振动电机损坏，此时的大型滤水振动筛不必拆卸可充当煤流滑落板，原有煤流工况系统能正常运行，因此具备了滤水与溜槽互用功能。

[0016] 本发明所述的大型给料脱水筛主要目的为二次脱水，因大型滤水振动筛的设计透筛物料中水量极大不满足运输带的提升要求，因此为配合整体设计的顺利实施，该道脱水工序必须实施，且二次脱水后水质较高，可作为井下循环水使用或直接进入井下沉淀池。

[0017] 依托本发明的具体脱水工艺为：不改变原煤流主运皮带机头机尾，通过皮带支撑架架高煤流主运皮带，水采工作面产生的大量煤流经煤流主运皮带抛落到阻尼缓冲布料装置，煤流经缓冲后依靠重力、流体曳力落到大型滤水振动筛，大型滤水振动筛筛上物依靠缓冲溜槽掉落至提升皮带直接升井，大型滤水振动筛筛下物透筛掉落至大型给料脱水筛，大型给料脱水筛筛上物依靠缓冲溜槽掉落至提升皮带直接升井，大型给料脱水筛筛下物靠缓冲溜槽进入井下水仓作为循环水使用。

[0018] 本发明设计的水煤大型脱水系统为短流程工序，着眼点在于能够使得井下处理量大、含水量高的煤流有效提井，仅通过缓冲装置的设计以及振动筛的巧妙设计、组合即可。

[0019] 本发明的有益结果如下：

[0020] （1）本发明的技术实施见效快、投资成本低，特别适于高含水量、千万吨矿井的井下水煤脱水系统。

[0021] （2）设计的阻尼缓冲布料装置可极大程度缓解煤流对振动筛筛板的冲击，对于处理量大的矿井煤流脱水可推广使用。

[0022] （3）大型滤水振动筛完全自主研发且安装过程根据工艺条件倾斜角度可调，既考虑了满足较多水量透筛的筛板安装角度，也考虑了避免低含水量时物料压实筛面的安装角度，对于现场实践具有现实意义。

[0023] （4）对于设备因振动电机故障造成的无法工作情况，设计大型滤水振动筛筛上物料直接通过缓冲溜槽掉落提升皮带，不影响煤流输送系统的正常运行。

[0024] （5）本发明因处理对象为高含水量煤流，而设计的大型滤水振动筛筛下物大多为水且混入少量煤粒，因此必须配套设计大型给料脱水筛进行二次脱水，设备自主研发、且二次脱水效果较好，筛下的水可做井下水循环使用。

附图说明

[0025] 图1为本发明的结构示意图。

[0026] 图2为图1的A-A剖面图。

[0027] 图中序号：1、皮带支撑架；2、煤流主运皮带；3、阻尼缓冲布料装置；4、第二横梁架；5、大型滤水振动筛；6、大型给料脱水筛；7、第一横梁架；8、底座支架；9、煤流提升皮带；10、缓冲溜槽 ； 11、缓冲溜槽 ；12、支架；13、弹簧支撑架组 ；14、弹簧支撑架组 。

具体实施方式

[0028] 本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

[0029] 如图1、图2所示，本发明的适于千万吨、含水量极高的矿井井下水煤脱水系统位于煤流主运皮带2抛煤方向的阻尼缓冲布料装置3、位于阻尼缓冲布料装置3卸料端下部的大型滤水振动筛5、位于大型滤水振动筛5下部的大型给料脱水筛6、位于大型滤水振动筛5的筛上物出口下方的缓冲溜槽10、位于大型给料脱水筛6筛上物出口下方的缓冲溜槽 11、以及底座支架8和第一、二横梁架7、4、支架12；所述大型滤水振动筛5、大型给料脱水筛6分别通过弹簧支撑架组 13、弹簧支撑架组 14固定支撑在第一横梁架7上；所述阻尼缓冲布料装装置3通过钢框架结构支撑安装在第二横梁架4；所述第一横梁架7与第二横梁架4之间通过支架12进行固定；所述大型滤水振动筛5的倾斜角度通过弹簧支撑架组 13的错配高度设置进行调节；所述大型滤水振动筛5、大型给料脱水筛6的具体规格是根据井下允许空间以及煤流量大小自行确定设计，针对水量极高的千万吨矿井其筛板规格已超出市场上报道的用于井下振动筛规格。

[0030] 本发明中所述阻尼缓冲布料装置3与煤流主运皮带2错落高度根据煤流量大小进行调节，可极大程度缓解煤流对振动筛筛板的冲击；所述大型滤水振动筛5倾斜角度根据水量大小通过弹簧支撑架组 13的错配高度设置进行调节；所述大型滤水振动筛5的筛上物出口与缓冲溜槽 10进口相连通，缓冲溜槽 10的出口位于煤流提升皮带9上方；所述位于大型给料脱水筛6筛上物出口下方的缓冲溜槽 11的出口位于煤流提升皮带9上方；既考虑了满足较多水量透筛的筛板安装角度，也考虑了避免低含水量时物料压实筛面的安装角度；对于设备因振动电机故障造成的无法工作情况，设计大型滤水振动筛筛上物料直接通过缓冲溜槽 10掉落煤流提升皮带9，不影响煤流输送系统的正常运行；配套设计大型给料脱水筛6进行二次脱水，对于大型给料脱水筛6筛下物二次脱水效果好。

[0031] 本发明主要针对井下处理量大、含水量高的煤流经提升皮带提井难的问题，仅通过缓冲装置的设计以及振动筛的巧妙设计、组合即可有效解决；相对于常规技术报道的依靠市场设备组合实现井下煤水彻底分离的脱水工艺截然不同；本发明的设计内涵可拓宽于其他类似煤矿井下水处理。

[0032] 本发明所述的技术装备具体结构参数、结构形式、组合方式可依据现场实际情况进行设计，依托于本发明设计思想进行的所有不同规格的技术装备及其组合方式都属于本发明技术范畴。