CN105201431B - 一种煤水分离系统及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤水分离系统及其分离方法，包括钻机、射流器、水箱、脱水筛，钻机入水口通过泥浆泵与水箱连通，脱水筛上部前端入水口处固定有分流装置，其后部出料口下方设有接煤槽，该脱水筛出水口与水箱连通，其两侧侧壁上分别安装振动电机，分流装置入水口与射流器出水口连通，其出水口与脱水筛入水口连通；所述接煤槽出煤口处设有接煤袋；射流器位于安装在巷道壁上钻孔内的封孔器下方，且射流器接水口正对封孔器出水口，该射流器入水口通过软管与排污泵出水口连接，排污泵入水口与水箱连通。本发明采取在井下采煤区及时把涌水带走的煤及煤泥分离出来，分离出的清水流入水箱，由排污泵进行抽取，循环供应，改善了工作环境。

Description

一种煤水分离系统及其分离方法

技术领域

本发明涉及煤水分离技术领域，特别涉及一种煤水分离系统及其分离方法。

背景技术

煤水分离技术是利用水、煤分子大小及比重不同，采取振动筛分的措施进行分选、分装、 分流，从而避免煤水混合物在煤矿巷道内肆意横流，严重污染工作环境。并且原始的方法需要人工将碎煤从水中捞出，劳动强度大。采用新方法后劳动强度大大降低。通过运行及实际测定来看，煤水分离效果显著，达到了预期指标，保证了高产高效矿井安全生产需要，该项技术具有广泛的推广价值。但在推广应用该项技术时，要根据煤水中煤颗粒直径大小及其所占比例确定筛网的规格，以适应现场实际需要。

水力冲孔过程中每孔要求冲出煤量≥5t，期间还有大量石渣排出，原来采用增加水沟和临时沉淀池的办法沉淀煤、渣。然后人工将煤、渣装袋处理的办法，不仅投入的人力、物力多，而且造成煤炭损失，不能满足需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷， 提供一种煤水分离系统及其分离方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种煤水分离系统，包括设在巷道底面上的钻机、射流器、泥浆泵和水箱以及设在水箱上的脱水筛，所述钻机入水口通过泥浆泵与水箱内腔连通，所述水箱一侧设置所泥浆泵，其特征在于：所述脱水筛上部前端入水口处固定有分流装置，其后部出料口下方设有接煤槽，该脱水筛出水口与水箱内腔连通，其上安装有振动电机，所述分流装置入水口与射流器出水口连通，其出水口与脱水筛入水口连通；所述接煤槽出煤口处设有接煤袋，其内设有翻转杆，所述翻转杆一端穿出接煤槽侧壁，其上固定有位于出煤口处的翻转板，所述翻转板的面积不小于出煤口的面积；所述射流器位于安装在巷道壁上钻孔内的封孔装置的下方，且射流器吸入口正对封孔装置出水口，该射流器入水口通过软管与排污泵出水口连接，所述排污泵入水口与水箱内腔连通。

在上述煤水分离系统中，所述的水箱清水入口处安装浮球开关进水控制器。

在上述煤水分离系统中，所述的水箱下方设有调平支腿，调平支腿上设有调平螺栓，排污泵的入水口设在水箱内，且排污泵的入水口低于水箱内水的水面。

在上述煤水分离系统中，所述的泥浆泵的吸水管的吸水口与水箱底部的距离为80~110mm；所述的接煤槽左、右两侧分别对应设置左、右出煤口，左、右两个出煤口处分别设有翻转板。

在上述煤水分离系统中，所述的脱水筛的筛网的孔径为0.1~1mm。

在上述煤水分离系统中，所述的分流装置为分水槽。

在上述煤水分离系统中，所述的封孔装置为中空结构，其外侧壁贴紧巷道壁上钻孔内壁，该封孔装置出水口向下倾斜设置。

在上述煤水分离系统中，所述水箱底部设有底座，所述底座上还固定有泥浆泵。

上述煤水分离系统，还包括行走机构，所述行走机构由行走轮和底盘组成，所述行走轮安装在底盘底面上。

一种利用上述煤水分离系统的煤水分离方法，包括以下步骤：

（1）在巷道壁上钻孔；

（2）在步骤（1）得到的钻孔内安装封孔装置；

（3）在封孔装置的下方安装射流器，使得所述射流器吸入口正对封孔装置出水口；

（4）安装排污泵使得排污泵入水口与水箱连通，然后用软管分别连接射流器入水口和排污泵出水口，以及射流器出水口和分流装置入水口；

（5）向水箱里注入清水；

（6）安装泥浆泵使得泥浆泵吸水管和水箱连通；

（7）将接煤袋挂在接煤槽的出煤口处；

（8）进行煤水分离作业；

（9）更换接煤袋。

步骤（8）的煤水分离作业具体包含以下步骤：

首先打开电源；其次打开钻机和泥浆泵进行钻孔；然后打开排污泵和振动电机，脱水筛将煤水分离，分离出的水流进脱水筛的水箱中，煤泥落入接煤槽中，接煤槽中的煤泥落入接煤袋；钻孔完成后，先关闭钻机，再关闭泥浆泵、液下排污泵，当封孔装置中没有煤水混合物流出，并且接煤槽出口处没有煤粒落入接煤袋后，关闭振动电机，最后关闭电源。

步骤（9）的更换接煤袋具体包含以下内容：

当位于左/右出煤口的接煤袋接满时，转动翻转杆使得翻转板盖住左/右出煤口以封闭左/右出煤口，打开右/左出煤口，然后更换挂在左/右出煤口上的接煤袋。

本发明的有益效果是：1、在结构上，本发明煤水分离系统由于采用水箱进行储存水，泥浆泵和排污泵分别往外抽水，经射流器后流进水箱，这就可以将水循环利用，节约了水资源，避免了水的浪费，同时水箱内安装有浮球开关进水控制器，可以及时调整水量。

2、在功能上，本发明因对水力冲孔过程中产生的混合液进行了收集，不再是任混合液自由流淌，首先可以改善现场作业环境，其次对混合液进行了分离，从而把煤泥收集起来，改善了现场工作环境，节约了资源，从而节省了开支，提高了经济效益。

3、本发明在 0.5 mm级以上煤水分离效率达到了80%，能保证连续工作进行，且筛分出来的煤含水率较低，较好地解决了工作面生产过程中煤水分离的难题。

4、本发明煤水分离方法在与现有水力冲孔系统结合后，在保证水力冲孔技术优点不变的基础上，能够节约水资源，减少煤炭损耗，同时改善煤矿井下作业环境、降低工人的劳动强度等优点，能够满足工程施工尤其适合煤矿井下进行水力冲孔施工作业。

5、综上所述，本发明采取在井下采煤区及时把涌水带走的煤及煤泥分离出来，分离出的煤及煤泥及时用矿车或带式输送机等运输工具运到井上，分离出的清水流入水箱，由排污泵进行抽取，循环供应，它克服了原来水力冲孔过程中煤水混合液无法收集，工作环境差等缺点，有效解决了目前矿井下水力冲孔过程中水循环利用的问题。

附图说明

图1是本发明煤水分离系统的结构示意图；

图2是本发明煤水分离系统的水箱、排污泵、泥浆泵和脱水筛的连接关系示意图；

图3是本发明煤水分离系统的流程示意图。

图中标号代表的意义为：1—钻机，2—泥浆泵，3—水箱，4—液下排污泵，5—脱水筛，6—接煤槽，7—巷道，8—封孔装置，9—射流器，10—分水槽，11—球形浮子，12—翻转杆。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：参见图1和图2，一种煤水分离系统，包括设在巷道底面上的钻机1、射流器9和水箱3以及设在水箱3上的脱水筛5、泥浆泵2和排污泵4，排污泵4采用液下排污泵，所述钻机1入水口通过泥浆泵2与水箱3连通，泥浆泵2将水箱3里的水泵入钻机；所述脱水筛5上部前端入水口处固定有分流装置，其后部出料口下方设有接煤槽6，该脱水筛5出水口与水箱3连通，其两侧侧壁上分别安装一振动电机，所述分流装置入水口与射流器9出水口连通，其出水口与脱水筛5入水口连通；所述接煤槽6出煤口处设有接煤袋（图中未画出），其内设有翻转杆12，所述翻转杆12一端穿出接煤槽侧壁，其上固定有位于出煤口处的翻转板，所述翻转板的面积不小于出煤口的面积；所述射流器9位于安装在巷道壁上钻孔内的封孔装置8的下方，且射流器吸入口正对封孔装置出水口，该射流器入水口通过软管与排污泵4出水口连接，排污泵4入水口与水箱3连通。为了把水力冲孔过程汇总的煤水混合液引流出来，所述的封孔装置8与钻机1相匹配，该封孔装置出水口向下倾斜设置，所述的封孔装置为中空结构，其外侧壁贴紧巷道壁上钻孔内壁。所述排污泵的入水口设在水箱内，且排污泵的入水口低于水箱内水的水面。

所述的水箱1清水入口处安装用于控制水箱3内的水位的浮球开关进水控制器；所述的水箱下方设有调平支腿，调平支腿上设有调平螺栓。所述水箱3底部设有底座，所述底座上还固定有泥浆泵。

所述的泥浆泵2的吸水管的吸水口与水箱3底部的距离为80~110mm；所述的接煤槽6左、右两侧分别对应设置左、右出煤口，左、右两个出煤口处分别设有翻转板。所述的振动电机固定在脱水筛两侧侧板上，在所述振动电机的作用下煤水混合样通过脱水筛筛网完成煤水分离。所述的脱水筛5的筛网的孔径为0.1~1mm。所述的分流装置为分水槽10，通过封孔装置8引入射流器9中的煤水混合液，在排污泵4的推动作用下，通过射流器9把煤水混合物导进脱水筛5上方的分水槽10中，通过分水槽10的分水作用，煤水混合液均匀地进入脱水筛5中进行煤水分离。

实施例2：图未画出，实施例2与实施例1结构基本相同，相同之处不重述，不同的是：为了方便移动本发明煤水分离系统，本发明煤水分离系统还包括行走机构，所述行走机构由行走轮和底盘，所述行走轮安装在底盘上。所述行走轮可以采用无动力行走轮，也可以采用设置动力的自行走轮，比如履带式行走轮。

实施例3：参见图3，一种利用实施例1的煤水分离系统的煤水分离方法，包括以下步骤：

（1）在巷道壁上钻孔：用φ153mm钻头在巷道壁上钻深度为1~1.5m的孔，或用φ113mm钻头采用水力冲孔的方式钻深度为1~1.5m的孔；

（2）在步骤（1）得到的钻孔内安装封孔装置：首先，用混凝土将步骤（1）中钻孔周围的巷道壁壁面抹平；其次，将封孔装置分节插入钻孔内并紧贴抹平壁面，使得封孔装置出水口向下倾斜；

（3）在封孔装置的下方安装射流器，使得所述封孔装置出水口正对射流器出水口，具体操作方法为：将钻孔下方的巷道底面垫平，使得射流器水平放置在封孔装置下方，且封孔装置出水口正对射流器出水口；

（4）安装排污泵使得排污泵入水口与水箱连通，然后用软管分别连接射流器入水口和排污泵出水口，以及射流器出水口和分流装置入水口；

（5）向水箱里注入清水：将清水管与浮球开关进水控制器的接头连接后，并打开阀门向水箱里注入清水；

（6）安装泥浆泵使得泥浆泵吸水管和水箱连通：安装泥浆泵吸水管，将泥浆泵吸水管的吸水口放进水箱，并使吸水口与所述水箱底部保持在80~110mm的距离；

（7）将接煤袋挂在接煤槽的出煤口处；

（8）进行煤水分离作业；

（9）更换接煤袋。

步骤（8）的煤水分离作业具体包含以下步骤：

首先打开电源；其次打开钻机和泥浆泵进行钻孔；然后打开排污泵和振动电机，脱水筛将煤水分离，分离出的水流进脱水筛的水箱中，煤泥落入接煤槽中，接煤槽中的煤泥落入接煤袋；钻孔完成后，先关闭钻机，再关闭泥浆泵、液下排污泵，当封孔装置中没有煤水混合物流出，并且接煤槽出口处没有煤粒落入接煤袋后，关闭振动电机，最后关闭电源。

水力冲孔过程中，泥浆泵2从水箱3里往钻机1中泵入压力水，泥浆泵从水箱里往钻机钻杆中泵入的压力水，达到钻头后将钻头切割的煤体冲刷形成煤水混合物，煤水混合物通过封孔装置8的内孔引入射流器中，射流器把煤水混合物导进脱水筛5中，通过封孔装置8引入射流器9中，在排污泵4的水力推动作用下，通过射流器9把煤水混合物导进脱水筛5上方的分水槽10中，通过分水槽10的分散作用，均匀的进入脱水筛5中。脱水筛5的两侧安装有倾斜一定角度的振动电机，在振动电机的震动作用下，煤水在通过振动脱水筛的过程中完成分离。分离出来的水流进脱水筛筛网下方的水箱3中，循环使用，煤泥落入振动筛出料口下方的接煤槽6中，接煤槽6内有翻转杆12，当接煤袋接满时，转动翻转杆12，以关闭接煤槽的出煤口，从而对接煤槽6上挂着的编织袋进行更换，完成对煤泥的收集。

更换接煤袋的步骤具体包含以下内容：

当位于左出煤口的接煤袋接满时，转动翻转杆使得翻转板盖住左出煤口以封闭左出煤口，打开右出煤口，然后更换挂在左出煤口上的接煤袋；当位于右出煤口的接煤袋接满时，转动翻转杆使得翻转板盖住右出煤口以封闭右出煤口，打开左出煤口，然后更换挂在右出煤口上的接煤袋。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思和原理的前提下，可对上述实施例进行多种变化、修改、替换和变形，比如改变出煤口的大小或数量，或改变翻转板的形状，或改振动筛网的网孔形状或大小，或改变行走轮的驱动方式等均可构成本发明的一个具体实施例，在此不一一详述。但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤水分离系统，包括设在巷道底面上的钻机、射流器、泥浆泵和水箱以及设在水箱上的脱水筛，所述钻机入水口通过泥浆泵与水箱内腔连通，所述水箱一侧设置所泥浆泵，其特征在于：所述脱水筛上部前端入水口处固定有分流装置，其后部出料口下方设有接煤槽，该脱水筛出水口与水箱内腔连通，其上安装有振动电机，所述分流装置入水口与射流器出水口连通，其出水口与脱水筛入水口连通；所述接煤槽出煤口处设有接煤袋，其内设有翻转杆，所述翻转杆一端穿出接煤槽侧壁，其上固定有位于出煤口处的翻转板，所述翻转板的面积不小于出煤口的面积；所述射流器位于安装在巷道壁上钻孔内的封孔装置的下方，且射流器吸入口正对封孔装置出水口，该射流器入水口通过软管与排污泵出水口连接，所述排污泵入水口与水箱内腔连通。

2.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：所述的水箱清水入口处安装浮球开关进水控制器；所述的水箱下方设有调平支腿，调平支腿上设有调平螺栓，排污泵的入水口设在水箱内，且排污泵的入水口低于水箱内水的水面。

3.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：所述的泥浆泵的吸水管的吸水口与水箱底部的距离为80~110mm；所述的接煤槽左、右两侧分别对应设置左、右出煤口，左、右两个出煤口处分别设有翻转板。

4.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：所述的脱水筛筛网的孔径为0.1~1mm；所述的分流装置为分水槽。

5.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：所述的封孔装置为中空结构，其外侧壁贴紧巷道壁上钻孔内壁，该封孔装置出水口向下倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：所述水箱底部设有底座,所述底座上还固定有泥浆泵。

7.根据权利要求1所述的煤水分离系统，其特征在于：还包括行走机构，所述行走机构由行走轮和底盘组成，所述行走轮安装在底盘底面上。

8.一种利用权利要求1~7任一项所述的煤水分离系统的煤水分离方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在巷道壁上钻孔；

（2）在步骤（1）得到的钻孔内安装封孔装置；

（3）在封孔装置的下方安装射流器，使得所述射流器吸入口正对封孔装置出水口；

（4）安装排污泵使得排污泵入水口与水箱内腔连通，然后用软管分别连接射流器入水口和排污泵出水口，以及射流器出水口和分流装置入水口；

（5）向水箱里注入清水；

（6）安装泥浆泵使得泥浆泵吸水管和水箱连通；

（7）将接煤袋挂在接煤槽的出煤口处；

（8）进行煤水分离作业；

（9）更换接煤袋。

9.根据权利要求8所述的煤水分离方法，其特征在于：步骤（8）的煤水分离作业具体包含以下步骤：

首先打开电源；其次打开钻机和泥浆泵进行钻孔；然后打开排污泵和振动电机，脱水筛将煤水分离，分离出的水流进脱水筛的水箱中，煤泥落入接煤槽中，接煤槽中的煤泥落入接煤袋；钻孔完成后，先关闭钻机，再关闭泥浆泵、液下排污泵，当封孔装置中没有煤水混合物流出，并且接煤槽出口处没有煤粒落入接煤袋后，关闭振动电机，最后关闭电源。

10.根据权利要求8所述的煤水分离方法，其特征在于：步骤（9）的更换接煤袋具体包含以下内容：当位于左/右出煤口的接煤袋接满时，转动翻转杆使得翻转板盖住左/右出煤口以封闭左/右出煤口，打开右/左出煤口，然后更换挂在左/右出煤口上的接煤袋。