本发明属于煤矿井下毛煤脱水处理技术领域，尤其涉及一种井下毛煤脱水处理工艺。
背景技术：
随着社会经济和科学技术的不断发展，煤炭仍然是我国第一大能源来源，随着开采深度加大和大型矿井开采工作的推进，煤矿井下涌水对开采生产的影响越来越受到关注。从目前国内井下原煤脱水系统情况来看，主要配合水力采煤工艺来进行设计，实现煤泥在采区内脱水回收，煤水在采区内净化后全部闭路循环复用，彻底取消煤水提升系统和地面脱水系统，一方面提高水的循环利用，一方面原煤水分减少后，减少了原煤在运输过程中的下滑跑货，放货时堵罐嘴现象。提高了原煤的运输能力及产量，取得了较好的经济效益，同时减轻了工人的劳动强度。
针对综采工艺而言，井下原煤脱水系统已在多个煤矿井下投入使用，如巴彦高勒煤矿、济宁三号煤矿和门克庆煤矿等，调研得知多数煤矿井下并没有设计细煤泥煤水分离回收工艺，煤泥水需自然沉淀后人工清理，自然沉淀需要大面积采空区，耗时耗力耗费大量空间，没有实现煤泥水闭路循环，而且随着开采的进行水量增大，存在很大的安全隐患。因此，有必要针对以上缺点开发出一种新型的井下煤水分离处理工艺。
技术实现要素：
鉴于现有井下原煤煤水存在的问题，本发明的目的是提供了一种井下毛煤脱水处理工艺，用于有效解决现有技术中存在的问题，尤其是针对细煤泥处理难，时间长，占地面积大，处理成本高的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种井下毛煤脱水处理工艺，毛煤经一级直线
振动筛分级后，筛上物料送入井底煤仓，筛下末煤再经二级直线振动筛和脱水后，筛上物料入井底煤仓；筛下煤泥水经三级振动弧形筛和三级高频筛脱水后，粒径大于0.5mm的物料送入井底煤仓，筛下煤泥水经过斜板高效浓缩机浓缩沉淀，底流经压滤机回收后细煤泥返回原煤，浓缩沉淀后的溢流进入水仓，实现煤泥分级回收。
本发明进一步的改进在于，一级分级
脱水筛为直线振动筛，采用棒条式筛板。
本发明进一步的改进在于，一级分级脱水筛的振动方式为激振器，激振加速度≥4g，双振幅为9～12mm。
本发明进一步的改进在于，二级分级脱水筛为直线振动筛，采用不锈钢条缝筛板。
本发明进一步的改进在于，二级分级脱水筛的双振幅为9～12mm。
本发明进一步的改进在于，斜板高效浓缩机的入料粒度0～0.35mm，底流浓度为150-300g/l。
本发明进一步的改进在于，压滤机为板框式压滤机。
本发明进一步的改进在于，板框式压滤机入料浓度为150-300g/l，额定进料压力为0.6～0.8mpa，油缸工作压力≤20mpa。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1.系统实现煤闭路，水分离，原煤采用三级脱水+深锥斜板浓缩+压滤组合工艺，脱水后的煤和煤泥不落地，直接返回煤流系统，滤液水则分离排入水仓。
2.采用三级脱水，一、二级脱水筛的加速度≥4g，脱水效率高，采用了三级脱水，一级为25mm(可调)分级脱水，二级为1mm(可调)分级脱水，三级为0.5mm分级脱水，煤泥水采用沉降压滤处理。
3.由于毛煤中的水分含量大小不一，经一、二级脱水后的水量不稳定，所以三级脱水采用振动弧形筛+高频筛，这样可以保证弧形筛和高频筛分别发挥脱水作用，保证1.0(1.5)-0.5mm粗煤泥的水分稳定。
4.煤泥水采用不加药沉降，减少对后序环节的影响，采用了倾斜板深锥沉淀工艺，保证期沉降效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明煤水分离的工艺流程图；
附图标记：1-一级直线振动筛、2-二级直线振动筛、3-三级振动弧形筛、4-三级高频筛、5-斜板高效浓缩机、6-压滤机。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参见图1，本发明的工艺具体如下：
毛煤经一级直线振动筛1(25mm可调)分级后，+25mm物料直接作为原煤送入井底煤仓，-25mm筛下末煤再经二级直线振动筛2和(1mm可调)脱水后，筛上直接入井底煤仓；筛下煤泥水经三级振动弧形筛3和三级高频筛4进一步脱水后，+0.5mm物料直接作为原煤送入井底煤仓，筛下煤泥水经过斜板高效浓缩机5浓缩沉淀，底流经压滤机6回收后细煤泥通过转载带式输送机返回原煤，浓缩沉淀后的溢流与压滤机滤液一起泵送和自流至水仓，实现系统煤泥分级回收。具体过程如下：
(1)毛煤经25mm(可调)分级后，+25mm物料直接作为原煤，-25mm筛下末煤再经1mm(可调)脱水后，筛上直接入原煤；
(2)筛下煤泥水经浓缩分级后通过高频筛回收粗煤泥后入原煤，斜板高效浓缩机溢流和高频筛筛下水进入浓缩沉淀；
(3)底流经压滤机回收后细煤泥通过转载带式输送机返回原煤；
(4)浓缩沉淀后的溢流与压滤机滤液一起泵送和自流至水仓，实现系统煤泥分级回收。
步骤(1)中采用两级脱水筛，一级分级脱水筛为直线振动筛，选用25～50mm棒条式筛板，减少了物料堵塞筛孔的现象，振动方式为激振器，激振加速度≥4g，双振幅为9～12mm，二级分级脱水筛为直线振动筛，选用1～1.5mm耐磨不锈钢条缝筛板，双振幅为9～12mm；
步骤(2)中为三级分级脱水由弧形筛和高频筛组成，弧形筛为振动弧形筛；斜板高效浓缩机，入料粒度0～0.35mm，底流浓度150-300g/l，
步骤(3)中压滤机为板框式压滤机，入料浓度为150-300g/l，额定进料压力为0.6～0.8mpa，油缸工作压力≤20mpa，卸料方式为分段拉开，进料方式为两端进料。
主要设备操作说明：
(1)一级分级脱水筛
一级分级脱水筛为直线振动筛，筛机筛面倾角为30°，通过量q＝3400t/h，选用25mm(可调)棒条式筛板，减少了物料堵塞筛孔的现象，振动方式为激振器，激振加速度≥4g，双振幅为9～12mm。
(2)二级分级脱水筛
二级分级脱水筛为直线振动筛，筛机筛面倾角为10°，通过量q＝1000t/h，选用1～1.5mm耐磨不锈钢条缝筛板，聚氨脂边框，双振幅为9～12mm。
(3)三级分级脱水筛
三级分级脱水筛由弧形筛和高频筛组成。弧形筛为振动弧形筛：振动弧形筛面宽：1600mm，筛面曲率半径：2032mm，截留粒度+0.35mm，筛面包角：45度，不锈钢楔型筛条焊接结构，背宽2.2mm；q≥200m3/h，座式安装，带支架。
高频筛：筛面尺寸1.8m×4.8m，筛面层数：1层，筛面角度：-5°，处理能力：q＝40t/h(干料)，聚氨脂边框不锈钢条缝筛板，分级粒度0.5mm，振动频率25hz，筛机为座式安装，振动方式：激振器，减振为橡胶螺旋复合弹簧。
(4)压滤机
入料浓度为150-300g/l，单台处理能力为10t/h，额定进料压力0.6～0.8mpa，油缸工作压力≤20mpa，卸料方式为分段拉开，进料方式为两端进料。
(5)斜板浓缩机
入料粒度小于0.35mm，底流浓度为150-300g/l，配有入料缓冲装置，煤泥水采用切线稳定给入，从中心到周边溢流槽固液分离的运动轨迹呈曲线型，经设置的倾斜板加速固液分离，浓缩机的旋转和提耙分别由旋转和提耙装置完成，当扭力超过设定值时，耙架会自动提起。单台浓缩机的处理能力60～100m3/h。
经本发明的方法处理后，根据现场取样化验分析及实际使用效果，毛煤入筛前水分在15％以下，脱水后毛煤水分在13.4％以下，可以脱掉近1.5个百分点的水分。当毛煤入筛前水分大于15％的时候，脱水后，毛煤的水分可以控制在15.0％以内。也就是说不管来煤水分多高，通过毛煤脱水系统后，毛煤的全水分基本可以控制在15％左右，达到了预期效果。脱水前后检测结果见下表1。
表1脱水前后检测结果
本发明具有如下优点：
1)系统实现煤闭路，水分离；
毛煤脱水系统完全嵌入到原有井下运输系统中，其中一、二级脱水设备的控制嵌入到原有控制系统中，与原有设备形成相互闭锁关系，三级脱水及煤泥水本系统互控，与原有运输系统分离。
2)采用三级脱水，一、二级脱水筛的加速度≥4g，脱水效率高。
采用了三级脱水，一级为25mm(可调)分级脱水，二级为1mm(可调)分级脱水，三级为0.5mm分级脱水，煤泥水采用沉降压滤处理。一、二级分级脱水筛的振源采用激振器，其激振加速度接近5g，这样可以使煤流经过筛机时，被强制向上抛射，在上升过程中，物料松散，此时煤流中的煤和水就会发生分层，如此往复，煤流中的水就会被强制从煤中分离，并通过筛板，从筛下分离出来。如果没有强制振动分离，则只有煤流下层的水分被脱离，中上层的水就不会被脱离，脱水的效果就差。
3)系统处理能力最大为3400t/h，且简单、流畅，自动化程序高：由于受井下空间的限制，筛机的最大尺寸只能为2600×4800mm，来料的速度为4m/s，经计算，筛动筛的筛面倾角至少为30°时，可以保证正常处理能力在2500～3400t/h。
4)三级脱水用弧形筛+高频筛
由于毛煤中的水分含量大小不一，经一、二级脱水后的水量不稳定，所以三级脱水采用振动弧形筛+高频筛，这样可以保证弧形筛和高频筛分别发挥脱水作用，保证1.0(1.5)-0.5mm粗煤泥的水分稳定。
5)煤泥水采用不加药沉降，减少对后序环节的影响
由于煤泥为原生煤泥，同时考虑到处理后的煤泥又要掺回到毛煤系统中，且不得对仓储和选煤厂洗选各环节造成影响，所以煤泥水沉降不得加药，为此采用了倾斜板深锥沉淀工艺，保证期沉降效果。
6)在毛煤不需要脱水时，系统兼顾承担了井下水仓污泥处理
当毛煤的水分较小时，则可将中央水仓的煤泥水通过泵输送到煤泥水系统进行处理，一方面可以减少清水仓的成本，二是可以增加水仓的使用周期，三是可以降低用传统方式处理水仓煤泥的水分。
7)系统不影响后期东翼胶带机的布置：运输及破碎兼顾东、西翼的的功能没有变。
8)稳定毛煤水分：根据近一年多的跟踪检测，不管来煤水分多大，但系统都可以将毛煤的水分稳定在15％左右。
技术特征：
1.一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，毛煤经一级直线振动筛(1)分级后，筛上物料送入井底煤仓，筛下末煤再经二级直线振动筛(2)和脱水后，筛上物料入井底煤仓；筛下煤泥水经三级振动弧形筛(3)和三级高频筛(4)脱水后，粒径大于0.5mm的物料送入井底煤仓，筛下煤泥水经过斜板高效浓缩机(5)浓缩沉淀，底流经压滤机(6)回收后细煤泥返回原煤，浓缩沉淀后的溢流进入水仓，实现煤泥分级回收。
2.根据权利要求1所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，一级分级脱水筛(1)为直线振动筛，采用棒条式筛板。
3.根据权利要求1或2所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，一级分级脱水筛(1)的振动方式为激振器，激振加速度≥4g，双振幅为9～12mm。
4.根据权利要求1所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，二级分级脱水筛(2)为直线振动筛，采用不锈钢条缝筛板。
5.根据权利要求1或4所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，二级分级脱水筛(2)的双振幅为9～12mm。
6.根据权利要求1所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，斜板高效浓缩机的入料粒度0～0.35mm，底流浓度为150-300g/l。
7.根据权利要求1所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，压滤机为板框式压滤机。
8.根据权利要求7所述的一种井下毛煤脱水处理工艺，其特征在于，板框式压滤机入料浓度为150-300g/l，额定进料压力为0.6～0.8mpa，油缸工作压力≤20mpa。
技术总结
一种井下毛煤脱水处理工艺，毛煤经一级直线振动筛分级后，筛上物料送入井底煤仓，筛下末煤再经二级直线振动筛和脱水后，筛上物料入井底煤仓；筛下煤泥水经三级振动弧形筛和三级高频筛脱水后，粒径大于0.5mm的物料送入井底煤仓，筛下煤泥水经过斜板高效浓缩机浓缩沉淀，底流经压滤机回收后细煤泥返回原煤，浓缩沉淀后的溢流进入水仓，实现煤泥分级回收。经本发明的方法处理后，煤水系统实现煤闭路，水分离，原煤采用三级脱水+深锥斜板浓缩+压滤组合工艺，脱水后的煤和煤泥不落地，直接返回煤流系统，滤液水则分离排入水仓。
技术研发人员：史元腾;董宝光;赵泽盟;王帅;李瑞华;李庆
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：2020.07.22
技术公布日：2020.11.10
声明：
“井下毛煤脱水处理工艺的制作方法” 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12月20日 ~ 22日 
