CN108487931B - 一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,将井下工作面涌水通过簸箕收集装置过滤后引流到分级装置进行处理,将分级装置中的底流排出给到高频筛中进行脱水处理,高频筛脱水处理后的筛上物作为产品给到原煤皮带运出,簸箕收集装置上的滤渣经井下主除渣系统除渣后输送至原煤皮带运出;同时,将分级装置的溢流通过渣浆泵泵入井上污水处理池和/或井下缓冲水仓,井上污水处理池进一步澄清,井下缓冲水仓的沉积物通过浮船装置上的承载泵泵入高频筛,高频筛脱水处理后的筛下物返回至分级装置。该方法无任何其他脱水、浓缩设备,工艺流程短、可操作性强。

Description

一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法
技术领域
本发明涉及一种井下工作面涌水处理方法,特别是一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,属于井下安全生产领域。
背景技术
煤炭开采过程中,因矿井涌水、切割煤层用水、井下除尘用水等,将产生大量井下煤泥水,且长时间在水仓底部淤积、形成淤积煤泥,不仅减小水仓有效容积,而且一旦淤积量超过一定阈值后,大量的煤泥会进入主排水系统的配水小井中,所含的煤泥颗粒会磨损排水系统,情况严重时,可能会将主排水泵的吸水口杜塞,危及生产安全。
目前,针对上述问题的常用的处理办法有:①使用沉淀池,起到缓冲的作用,当煤泥沉淀淤积到一定量的时候,再将淤积的煤泥铲出;②使用集中水池将煤泥水集中,然后再由泵打入倾斜板沉淀池进行沉降处理,倾斜板沉淀池的产物给入到中间池,再由泵打入到煤泥水分级机器;③使用压滤机进行压滤,一个案例如下:使用刮板运输机将箕斗提升矿井水煤和洒煤卸至地面上,再由地埋式单链刮板输送机运送至集中水池,集中水池中安装捞坑斗式提升机,捞坑斗式提升机回收集中水池内的粗粒煤并将其输送至脱水筛,经脱水筛后,筛上物送入原煤带式输送机进入原煤车间;集中水池的溢流和脱水筛的筛下进入溢流水池,溢流水池内溢流经泵打入浓缩机内,通过浓缩机使煤泥水澄清,浓缩机的底流,经底流泵打入压滤机回收细粒煤。浓缩机溢流和压滤机滤液作为循环水循环使用。然而,以上手段均有不足之处,首先铲出沉淀池内部的淤积煤泥需要人工进行清理,这样就会加大工人的劳动强度;再者,倾斜板沉淀池内所布置的倾斜板的方向与角度对来料的工况变化是敏感的,故而对于工况变化情况较大的煤泥水,倾斜板沉淀池的适应性不是很好,而且,倾斜板沉淀池的排放管路也较为复杂,难以应对多变、量大的煤泥水工况;最后,使用压滤机进行压滤,无法应对变化范围很宽的煤泥水浓度,工况不稳,因此压滤产品的质量难以得到保证,并且压滤机较大的功耗同样是一个需要考虑的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足,提供一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,将分级装置、自制筛分脱水设备、可移动泵配合使用,减小了因为煤泥淤积威胁安全生产的可能性,提高了煤泥的回收利用率,为矿井安全生产以及经济效益的提高打下了良好基础。
为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,包括以下步骤:
将井下工作面涌水通过簸箕收集装置过滤后引流到分级装置进行分级处理,分级装置将井下工作面涌水分为高密度井下工作面涌水和低密度井下工作面涌水,其中将分级装置内的高密度井下工作面涌水作为底流排出给到高频筛中进行脱水处理,高频筛脱水处理后的筛上物作为产品给到原煤皮带运出,簸箕收集装置上的滤渣经井下主除渣系统除渣后也输送至原煤皮带运出;同时,将分级装置内的低密度井下工作面涌水作为溢流通过渣浆泵泵入井上污水处理池和/或井下缓冲水仓,井上污水处理池进一步澄清作矿区循环水使用,井下缓冲水仓的沉积物通过浮船装置承载泵泵入高频筛,浮船装置承载泵通过浮船装置在井下缓冲水仓液面自由移动,所述高频筛脱水处理后的筛下物返回至分级装置。
具体地,所述高频筛的筛孔孔径为0.15mm。
具体地,所述簸箕收集装置与井下工作面的掘进位置保持同步用于地面涌水的收集。
具体地,所述分级装置用于对颗粒浓度为80~200g/L、颗粒粒度为0~1mm的井下工作面涌水进行分级处理。
其中,所述分级装置包括机架和与机架相结合的锥形腔体,以及安装在机架上端的电机,与电机相连的竖直向下延伸至锥形腔体内的传动轴,布置于机架上部的设置有用于排出低密度井下工作面涌水的溢流口的溢流堰;在锥形腔体上部的一侧布置有用于接收簸箕收集装置过滤后的工作面涌水的给料口,在与给料口相对应的锥形腔体另一侧的下部布置有用于排出高密度井下工作面涌水的底流口;所述传动轴位于锥形腔体内部中心,且自下而上布置有短径旋流叶片、长径旋流叶片;所述锥形腔体是由上、下两段锥角不同筒体组成,且上段筒体的锥角大于下段筒体的锥角。
本发明所述井上污水处理池属于矿井配套已有的污水处理系统、且在本发明中所处理分级装置的溢流,因其溢流量占工作面涌水量的30%左右、水量大大减少,从而可减轻污水处理池的处理压力;同时,溢流中各种粗细固体颗粒的绝大部分进入分级装置的底流,所以溢流中的固体物含量大量减少,减轻了污水处理池细粒煤泥淤积程度。
与现有技术相比,本发明通过将簸箕收集装置、分级装置、高频筛、浮船装置承载泵进行配合使用对工作面涌水进行处理,使其具备对浓度变化波动较大涌水的适应性,克服现有井下水处理因浓度原因工况不稳定的问题;同时,该方法无任何其他脱水、浓缩设备,工艺流程短、可操作性强。
附图说明
图1为本发明适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法流程图。
图2为本发明的簸箕收集装置的结构示意图。
图3为本发明的分级装置的结构示意图。
图4为本发明的井下缓冲水仓与浮船装置承载泵的示意图。
图中序号:1、工作面涌水;2、簸箕收集装置;3、分级装置;31、机架;32、短径旋流叶片;33、锥形腔体;34、长径旋流叶片;35、给料口;36、传动轴;37、电机;38、底流口;39、溢流堰;310、溢流口;4、井上污水处理池;5、井下缓冲水仓;6、浮船装置承载泵;61、浮船;62、承载泵;7、高频筛;8、原煤皮带。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
如图1所示,本实施例的一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,包括以下步骤:
将井下工作面涌水1通过簸箕收集装置2过滤后引流到分级装置3进行分级处理,分级装置3将井下工作面涌水分为高密度井下工作面涌水和低密度井下工作面涌水,其中将分级装置3内的高密度井下工作面涌水作为底流排出给到高频筛7中进行脱水处理,高频筛7脱水处理后的筛上物作为产品给到原煤皮带8运出,簸箕收集装置2上的滤渣经井下主除渣系统除渣后也输送至原煤皮带8运出;同时,将分级装置3内的低密度井下工作面涌水作为溢流通过渣浆泵泵入井上污水处理池4和/或井下缓冲水仓5,井上污水处理池4进一步澄清作矿区循环水使用,井下缓冲水仓5的沉积物通过浮船装置承载泵6泵入高频筛7,浮船装置承载泵6包括浮船61和固定在浮船61上的承载泵62,承载泵62通过浮船61装置在井下缓冲水仓5液面自由移动,所述高频筛7脱水处理后的筛下物返回至分级装置3形成一个闭路循环。
如图2所示,本实施例中的簸箕收集装置2由围成方形的挡板21和设置在挡板21底部的簸箕筛网22组成,固定在井下工作面用于过滤井下工作面涌水1,簸箕收集装置2可以根据井下工作面的掘进位置保持同步用于地面涌水的收集。
如图3所示,本实施例中的分级装置3一般在井下的地平面掘坑安装,同时可适应不同浓度(80~200g/L)、不同粒度(细颗粒:0~0.25mm;粗颗粒:0.25~1mm)的工作面涌水1,分级装置3包括机架31和与机架31相结合的锥形腔体33,以及安装在机架31上端的电机37,与电机37相连的竖直向下延伸至锥形腔体33内的传动轴36,布置于机架31上部的设置有用于排出低密度井下工作面涌水的溢流口310的溢流堰39;在锥形腔体33上部的一侧布置有用于接收簸箕收集装置1过滤后的工作面涌水1的给料口35,在与给料口35相对应的锥形腔体33另一侧的下部布置有用于排出高密度井下工作面涌水1的底流口38;所述传动轴36位于锥形腔体33内部中心,且自下而上布置有短径旋流叶片32、长径旋流叶片34;所述锥形腔体44是由上、下两段锥角不同筒体组成,且上段筒体的锥角大于下段筒体的锥角;分级装置3的工作原理为:簸箕收集装置2过滤后的工作面涌水1由给料口35给入锥形腔体33,待溶液超过下部锥形腔体高度,打开电机37带动短径旋流叶片32、长径旋流叶片34内螺旋转动,此时,锥形腔体33内工作面涌水中的赤铁矿在上、下锥形腔体作用下实现按粒度分级,同时在上升螺旋流作用下实现按密度分级;最终,低密度井下工作面涌水随长径旋流叶片34进入溢流堰39进而流向溢流口310;高密度井下工作面涌水大多集中于下锥形腔体33并在底流口38排出到高频筛7。如图4所示,所述承载泵62可在缓冲水仓5液面灵活移动适用其浓度值波动,较现有将抽泥泵固定于移动车之上,具有了明显的优势,即:无需等到沉积物达到一定的量才能进行处理,现在可以做到随时实时进行处理,其灵活性大大提高。
本实施例中的高频筛7可以采用常规的高频筛,只是根据实际情况(例如煤泥的粒级)配合本发明所述分级装置3选定的具备特定尺寸筛孔的筛子,例如将高频筛7的筛孔孔径为0.15mm。这种具有特定尺寸筛孔的筛面,在特殊情况下,可能并非一般系列规格的筛面,需要按具体要求加工获得。
以某矿井对工作面涌水1的处理为例:煤泥量300t/h,煤泥真密度1.6t/m3,灰分25%,煤泥水液固比R为6.04,进一步限定本发明的实质性内容:
首先由簸箕收集装置2对井下工作面涌水1过滤,过滤后的工作面涌水1进入分级装置3由分级装置3对工作面涌水1进行分级处理,经处理后的溢流与底流的比例为3:7,溢流的干煤泥量90t/h,灰分18%;底流干煤泥量210t/h,灰分28%;分级装置2的底流给到自制高频筛7进行脱水处理,筛上物的干煤泥量180t/h,灰分27%;筛下物的干煤泥量30t/h,灰分34%,体积浓度60g/L。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,其特征在于,包括以下步骤:将井下工作面涌水通过簸箕收集装置过滤后引流到分级装置进行分级处理,分级装置将井下工作面涌水分为高密度井下工作面涌水和低密度井下工作面涌水,其中将分级装置内的高密度井下工作面涌水作为底流排出给到高频筛中进行脱水处理,高频筛脱水处理后的筛上物作为产品给到原煤皮带运出,簸箕收集装置上的滤渣经井下主除渣系统除渣后也输送至原煤皮带运出;同时,将分级装置内的低密度井下工作面涌水作为溢流通过渣浆泵泵入井上污水处理池和/或井下缓冲水仓,井上污水处理池进一步澄清作矿区循环水使用,井下缓冲水仓的沉积物通过浮船装置承载泵泵入高频筛,浮船装置承载泵通过浮船装置在井下缓冲水仓液面自由移动,所述高频筛脱水处理后的筛下物返回至分级装置。
2.根据权利要求1所述的适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,其特征在于:所述高频筛的筛孔孔径为0.15mm。
3.根据权利要求1所述的适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,其特征在于:所述簸箕收集装置与井下工作面的掘进位置保持同步用于地面涌水的收集。
4.根据权利要求1所述的适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,其特征在于:所述分级装置用于对颗粒浓度为80~200g/L、颗粒粒度为0~1mm的井下工作面涌水进行分级处理。
5.根据权利要求1或3所述的适用井下浓度波动的工作面涌水短流程处理方法,其特征在于:所述分级装置包括机架和与机架相结合的锥形腔体,以及安装在机架上端的电机,与电机相连的竖直向下延伸至锥形腔体内的传动轴,布置于机架上部的设置有用于排出低密度井下工作面涌水的溢流口的溢流堰;在锥形腔体上部的一侧布置有用于接收簸箕收集装置过滤后的工作面涌水的给料口,在与给料口相对应的锥形腔体另一侧的下部布置有用于排出高密度井下工作面涌水的底流口;所述传动轴位于锥形腔体内部中心,且自下而上布置有短径旋流叶片、长径旋流叶片;所述锥形腔体是由上、下两段锥角不同筒体组成,且上段筒体的锥角大于下段筒体的锥角。
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