本发明属于煤炭分选技术领域，涉及选煤生产，尤其是一种井下选煤厂生产方法及系统。
背景技术：
传统煤矿设计在采煤作业中，原煤在井下一般只做粗破处理后由提升系统或带式输送机运输升至地面后再进行洗选作业。工业场地选煤厂一般需要建设原煤仓、筛分破碎车间、主厂房、压滤车间、产品仓、浓缩池及泵房以及相关辅助设施。选煤厂占地面积达数十公顷，且煤矿建设厂址多为偏远乡村或山区沟壑，对于偏远乡村，征地和拆迁困难，费用高，对于山区沟壑，工业场地狭窄，开山和护坡费用较高。对此类情况，在地面建设选煤厂遇到了问题和挑战。
此外，煤矿在建设和生产过程中会产生大量的固体废弃物矸石，传统的方式是直接堆放于地表，形成矸石山。地表堆积的矸石对矿区生态环境和条件带来很大的威胁与危害，包括侵占土地，导致空气环境、水质和土壤的污染等。随着环保意识的提高，矿区开发过程的环境标准和相关要求日趋严格，环境污染等负面效应越来越难以被接受，甚至影响到煤矿的生存。
国内目前有很多煤矿通过矸石井下回填作为减少矸石排放的主要措施，洗选后矸石通过辅助运输下井回填，这部分无效提升和运输增加了生产成本，也降低了矿井的实际产能。尤其对于煤质较差的矿井，矸石含量大严重制约了煤矿的生产能力，若减少矸石的提升量，相当于增加了矿井生产能力。
目前国内对于井下排矸技术的应用有一些实例，其多为原煤的预排矸作业，在晋中能源邢东煤矿应用了跳汰排矸工艺，在新汶矿业集团济阳矿应用了浅槽重介排矸工艺，但至今没有整个选煤厂生产系统全部建设于井下的实施案例。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的局限性和困难，提供一种井下选煤厂生产方法及系统，其将选煤厂整体建设于井下，矿井与选煤厂统一考虑，洗选后产品通过提升系统或带式输送机运输升至地面产品仓，洗选后矸石直接用于井下充填采空区。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明首先提出一种井下选煤生产方法：该方法将选煤厂建设于井下，洗选后多种产品煤通过提升系统或带式输送机运输升至地面产品仓，洗选后矸石直接用于井下充填采空区。
进一步，以上选煤厂生产方法采用块煤重介浅槽分选，末煤不洗选，粗煤泥采用浓缩分级旋流器和高频筛回收，细煤泥采用压滤机回收，选煤厂实现洗水闭路循环。
本发明还提出一种用于实现上述方法的井下选煤厂生产系统：包括原煤仓、筛分硐室、浅槽主洗硐室、煤泥水系统硐室、压滤硐室、混煤仓、精煤仓、主井、矸石脱介硐室、矸石仓和连接各仓与硐室之间的带式输送机巷道；所述原煤仓的上端连接有上原煤仓带式输送机巷道，所述原煤仓下端通过原煤仓至筛分硐室带式输送机巷道连接至筛分硐室；所述筛分硐室通过筛分硐室至主洗硐室带式输送机巷道连接至浅槽主洗硐室；筛分硐室还通过筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道连接至混煤仓；所述浅槽主洗硐室通过精煤转载带式输送机巷道连接至筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道；所述煤泥水系统硐室通过压滤硐室连接至筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道。所述混煤仓的上端通过混煤仓至精煤仓带式输送机巷道连接至精煤仓的上端；所述混煤仓的下端通过装载输送机巷道连接至精煤仓的下端；所述精煤仓的上端通过煤仓上口联络巷道连接至主井；精煤仓的下端装载输送机巷道连接至主井；所述矸石脱介硐室通过上矸石仓带式输送机巷道连接至矸石仓的上端；所述矸石仓的下端连接有矸石转载带式输送机巷道。
进一步，上述原煤仓、混煤仓、精煤仓和主井呈“一“字形布置，井下选煤厂生产系统和带式输送机巷道串接在主运输系统一侧呈“日”字形布置；其中，筛分硐室位于主运输线路上，浅槽主洗硐室和煤泥水系统硐室位于主运输巷道一侧与之平行。
进一步，生产原煤通过上原煤仓带式输送机运至原煤仓，经过原煤仓存储后，原煤经仓下带式输送机运至筛分硐室，分级后的块原煤通过带式输送机由筛分硐室运至浅槽主洗硐室,煤泥和洗选后的精煤通过精煤转载带式输送机返回筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道；分级后末煤与煤泥混合后直接由带式输送机运至混煤仓，精煤则转载后通过混煤仓至精煤仓带式输送机巷道运至精煤仓。
进一步，混煤和精煤分别入混煤仓和精煤仓缓冲后分别经混煤和精煤装载输送机巷道运至主井箕斗装载硐室后，由两套箕斗提升至地面；洗选后矸石通过矸石脱介硐室后通过上矸石仓带式输送机巷道去矸石仓，缓冲后再经矸石转载带式输送机巷道运至采空区充填。
本发明具有以下有益成果：
(1)本发明将选煤厂建设于井下，大大节约了地面工业场地占地面积。针对山区沟壑、场地受限或征地拆迁困难地区煤矿的建设，解决了厂址选择困难的问题。
(2)本发明洗选矸石不升井，在井下直接充填，减少了无效提升和运输成本，提高了矿井实际产能，同时也减少了地面矸石堆放和处理的成本。
(3)本发明实现两种产品煤同时出井，可满足大多数选煤厂洗选工艺，适用范围广。
(4)本发明减少了地面固体废弃物矸石的堆放，减少环境危害，符合国家环保政策。
附图说明
图1为本发明的实施例井下选煤厂工艺流程图；
图2为本发明的井下选煤厂平面布置图；
图3为图2的a-a剖面示意图；
图4为图2的b-b剖面示意图；
图5为图2的c-c剖面示意图；
图6为图2的d-d剖面示意图；
图7为图2的e-e剖面示意图；
图8为图2的f-f剖面示意图。
其中：1为上原煤仓带式输送机巷道；2为原煤仓；3为原煤仓至筛分硐室带式输送机巷道；4为筛分硐室；5为筛分硐室至主洗硐室带式输送机巷道；6为浅槽主洗硐室；7为煤泥水系统硐室；8为精煤转载带式输送机巷道；9为压滤硐室；10为筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道；11为混煤仓；12为混煤仓至精煤仓带式输送机巷道；13为精煤仓；l4煤仓上口联络巷道；15为装载输送机巷道；16为主井；17为矸石脱介硐室；18为上矸石仓带式输送机巷道；19为矸石仓；20为矸石转载带式输送机巷道；21为原煤仓至筛分硐室带式输送机；22为滚轴筛；23为上混煤仓带式输送机；24为块原煤带式输送机；25为重介浅槽分选机；26为精煤脱介筛；27为块精煤转载带式输送机；28为磁选机；29为斜板浓缩机；30为浓缩分级旋流器；31为高频筛；32为煤泥转载带式输送机；33为合介池；34为稀介池；35为
尾矿池；36为循环水池；37为清水池；38为压滤机；39为上精煤仓带式输送机；40为矸石脱介筛；41为矸石转载带式输送机。
具体实施方式
本发明的井下选煤生产方法为：将选煤厂建设于矿井下，洗选后多种产品煤通过提升系统或带式输送机运输升至地面产品仓，洗选后矸石直接用于井下充填采空区。
在本发明的方法中，选煤工艺采用块煤重介浅槽分选，末煤不洗选，粗煤泥采用浓缩分级旋流器和高频筛回收，细煤泥采用压滤机回收；选煤厂实现洗水闭路循环。
图1-8是实现以上方法的实施例，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明的井下选煤厂生产系统包括原煤仓2、筛分硐室4、浅槽主洗硐室6、煤泥水系统硐室7、压滤硐室9、混煤仓11、精煤仓13、主井16、矸石脱介硐室17、矸石仓19和连接各仓与硐室之间的带式输送机巷道；
所述原煤仓2的上端连接有上原煤仓带式输送机巷道1，所述原煤仓2下端通过原煤仓至筛分硐室带式输送机巷道3连接至筛分硐室4；
所述筛分硐室4通过筛分硐室至主洗硐室带式输送机巷道5连接至浅槽主洗硐室6；筛分硐室4还通过筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道10连接至混煤仓11。
所述浅槽主洗硐室6通过精煤转载带式输送机巷道8连接至筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道10；所述煤泥水系统硐室7通过压滤硐室9连接至筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道10。所述混煤仓11的上端通过混煤仓至精煤仓带式输送机巷道12连接至精煤仓13的上端；所述混煤仓11的下端通过装载输送机巷道15连接至精煤仓13的下端；
所述精煤仓13的上端通过煤仓上口联络巷道14连接至主井16；精煤仓13的下端装载输送机巷道15连接至主井16；
所述矸石脱介硐室17通过上矸石仓带式输送机巷道18连接至矸石仓19的上端；所述矸石仓19的下端连接有矸石转载带式输送机巷道20。
所述原煤仓2、混煤仓11、精煤仓13和主井16呈“一“字形布置，井下选煤厂生产系统和带式输送机巷道串接在主运输系统一侧呈“日”字形布置；其中，筛分硐室4位于主运输线路上，浅槽主洗硐室6和煤泥水系统硐室7位于主运输巷道一侧与之平行。
本发明的井下选煤厂生产过程如下：
生产原煤通过上原煤仓带式输送机运至原煤仓2，经过原煤仓2存储后，原煤经仓下带式输送机运至筛分硐室4，分级后的块原煤通过带式输送机由筛分硐室4运至浅槽主洗硐室6,煤泥和洗选后的精煤通过精煤转载带式输送机返回筛分硐室至混煤仓带式输送机巷道10；分级后末煤与煤泥混合后直接由带式输送机运至混煤仓11，精煤则转载后通过混煤仓至精煤仓带式输送机巷道12运至精煤仓13。
混煤和精煤分别入混煤仓11和精煤仓13缓冲后分别经混煤和精煤装载输送机巷道运至主井箕斗装载硐室后，由两套箕斗提升至地面；洗选后矸石通过矸石脱介硐室17后通过上矸石仓带式输送机巷道18去矸石仓19，缓冲后再经矸石转载带式输送机巷道20运至采空区充填。
本发明的井下选煤厂生产系统各硐室布置设备如下：
所述筛分硐室4布置原煤仓至筛分硐室带式输送机21和滚轴筛22；所述浅槽主洗硐室6布置块原煤带式输送机24、重介浅槽分选机25、精煤脱介筛26、磁选机28、合介池33、稀介池34和尾矿池35；所述煤泥水系统硐室7布置斜板浓缩机29、浓缩分级旋流器30、高频筛31、循环水池36和清水池37；所述压滤硐室9布置2台压滤机38；所述矸石脱介硐室17布置矸石脱介筛40。
本发明的井下选煤厂生产系统各设备的工艺衔接关系如下：
生产原煤通过带式输送机给入滚轴筛22上，经过原煤分级后，筛下末煤直接去混煤仓11，筛上块原煤通过块原煤带式输送机24运至浅槽主洗硐室6给入重介浅槽分选机25，分选后的块精煤经过精煤脱介筛26脱水脱介后给入块精煤转载带式输送机27上转载去精煤仓13，分选后的矸石经过矸石脱介筛40脱水脱介后通过矸石转载带式输送机41直接去矸石仓19。
精煤脱介筛26和矸石脱介筛40筛下合格介质返回合介池33，筛下稀介质和分流的部分合格介质去磁选机28，磁选回收精矿返回合介池33，磁选尾矿则扬送至浓缩分级旋流器30，分级旋流器底流通过高频筛31回收粗煤泥，分级旋流器溢流和高频筛筛下水则进入斜板浓缩机29浓缩沉淀后，底流直接泵送至压滤机38压滤回收细煤泥，粗煤泥和细煤泥通过煤泥转载带式输送机32返回掺混至上混煤仓带式输送机23上。浓缩机溢流和压滤机滤液则作为循环水重复使用，选煤厂实现洗水闭路循环，煤泥水不外排。
技术特征：
技术总结
本发明公开了一种井下选煤生产方法及系统，该方法将选煤厂整体建设于井下，洗选后多种产品煤通过提升系统或带式输送机运输升至地面产品仓，洗选后矸石直接用于井下充填采空区。本发明选煤工艺采用块煤重介浅槽分选，末煤不洗选，粗煤泥采用浓缩分级旋流器和高频筛回收，细煤泥采用压滤机回收。本发明将选煤厂建设于井下，大大节约了地面工业场地占地面积。此外，洗选矸石不出井，减少了无效提升和运输成本，提高了矿井实际产能，同时也减少了地面矸石堆放和处理成本，减少环境危害。本发明可满足大多数选煤厂洗选工艺，适用范围广，针对山区沟壑、场地受限或征地拆迁困难地区煤矿的建设，解决了厂址选择困难的问题。
技术研发人员：申斌学;郑忠友;白霄;柳东徽;宋立平
受保护的技术使用者：中煤能源研究院有限责任公司
技术研发日：2017.05.16
技术公布日：2017.09.05
声明：
“井下选煤生产方法及系统与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中煤能源研究院有限责任公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
