SU1714132A1

SU1714132A1 - Method of underground processing of coal

Info

Publication number: SU1714132A1
Application number: SU894768623A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Иванович Жабин; Виктор Николаевич Фрянов; Владимир Васильевич Соин
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к горной пром-стй и м.б. использовано при. подземной разработке угольных месторождений дл переработки угл в подземных услови х при добычных процессах с гидротранспортом. Цель изобретени - повышение произв-сти способа и качества продукта, снижение энергозатрат. Способ заключаетс в гидротранспортировании горной массы от очистного забо до классификатора.разделении пульпы на воду и уголь, кла,ссификации угл на два продукта, формировании подвижного фильтрующего сло из второго продукта переработки и гранулированного материала плотностью, превышающей плотность угл . В качестве гранули- .'рованного материала мог^т использоватьс металлические шарики.Технологическую воду отдел ют поэтапно на подготовительном участке в зоне приема пульпы и на рабочем участке в зоне обезвоживани . Воду, полученную с подготовительного участка, возвращают на фильтрующий слой, а полученную с рабочего участка, направл ют в очистные забои. Подвижный фильтрующий слой направл ют в приемное устройство, где производ т отделение угл от гранулированного материала, который возвращают дл восполнени фильтрующего сло и осуществл ют осушение второго продукта переработки скоростным воздушным потоком, В качестве приемного устройства используют ступенчатый 'лоток. 2 з.Поф-лЫо.(П^^оаГСThe invention relates to the mining industry and m. used at. underground mining of coal deposits for the processing of coal in underground conditions during mining processes with hydrotransport. The purpose of the invention is to increase the productivity of the method and the quality of the product, reducing energy consumption. The method consists in hydrotransporting the rock mass from the clearing to the classifier; separating the pulp into water and coal, classifying the coal into two products, forming a moving filtering layer from the second processed product and the granulated material with a density exceeding the density of coal. Metal balls could be used as a granular material. The process water is separated in stages at the preparatory site in the pulp receiving area and at the work site in the dewatering zone. The water obtained from the preparatory section is returned to the filtering layer, and the resulting from the working section is sent to clearing faces. The movable filtering layer is directed to a receiving device, where coal is separated from the granulated material, which is returned to replace the filtering layer and the second processing product is dried with a high-speed air flow. A stepped tray is used as a receiving device. 2 z.Pof-lyO. (P ^^ oaGS

Description

Изобретение относитс к угольной промышленности, в частности к способам подземной переработки угл с выделением технологической воды, примен ющимс при добычных процессах с гидротранспортом. The invention relates to the coal industry, in particular to methods of underground coal processing with the release of process water used in mining processes with hydrotransport.

Известен способ подземной переработки угл с первоначальным отделекием угл крупностью +10 мм и егоThere is a method of underground processing of coal with the initial separation of coal with a particle size of +10 mm and its

II

погрузкой в вагонетки. В последующем из угл кл.0,5-10 мм отдел етс кл., -0,5 мм, который выдаетс через гидро подъем углесосами. Средний продукт переработки вместе с фугатом центрифуги обезвоживаетс до требуемой кондиции и направл етс в вагонетки, а осветленна (технологическа ) вода с содержанием твердого до 10 г/л - в забои. Однако данный способ сложен и тре бует применени центробежного механи ческого оборудовани , сложность эксплуатации которого влодземных выработках содержит определенные трудности . Низка эффективность выделени технологической воды в гидроциклонах высока энергоемкость процессов. Наиболее близким к . изобретению вл етс способ подземной переработки угл , включающий гидротранспорт и классификацию угл по крупности на три продукта с пропусканием через . подвижный слой из среднего продукта переработки мелкий продукт классификации ,-после чего смешанные два продукта обезвоживаютс за счет воздействи воздушного потока. В процесее фильтрации по всей длине сло улавливаетс вода технологического назначени . Избыток технологической воды предусматриваетс выдавать из шихты по водоотливу. Однако этот способ переработки угл не нашел практического применени на шахтах. По этому способу переработки угл весь фильтрующий слой угл по его длине представлен рабочим и из-под него безраздельно улавливаетс технологическа вода без учета изменений качества осветлени по участкам от начала ДОконца, что противоречит физической сущности формировани и работы фильтрующего.сло при его поступательном движении. Участок сло приема пульпь за счет несущественной разницы между плотностью угл и воды будет размыватьс , что способствует значительно му выводу поступающей воды вместе с частицами угл . На начальном участке роль Фильтрующего сло из угл сводитс к минимуму и уловленна вода не будет удовлетвор ть требовани м технологическогоназначени по содер жанию твердого. Кроме того, данный способ имеет низкую производительность за счет малой разницы плотностей угл и воды Целью изобретени вл етс повышение производительности и качества продукта, снижение энергозатрат. Поставленна цель достигаетс тем МТС по способу подземной переработки . . угл , включающему гидротранспорт, классифицируют уголь по крупности на) два продукта, формируют подвижный фильтрующий слой из гранулированного материала и второго продукта переработки , вывод т выделенные .продукты переработки с обезвоживанием возду1| НЬ1М потоком и получают технологическую воду, в качестве гранулированного материала используют металлические шарики, через которые равномерным потоком пропускают второй продукт переработки (угольную пульпу), дл формировани комбинированного фильтрующего сло . Отделение воды ocyoiecTвл ют на начальном и рабочем участках фильтрующего сло отдельно, при этом воду, отделенную с начального участка, возвращают вновь на фильтрующий слой, который в конце своего движени как осадок, направл ют по ступенчатому лотку под воздействие скоростного воздушного потока дл отделени металлических шариков от угл , которые затем возвращают дл восполнени фильтрующего сло , а уголь обезвоживают в поточной изолированной секции. Способ осуществл етс следующим образом. Угольна пульпа по желобам поступает на классификационно-обезвоживащую установку, например, грохот. Уголь кл. +1; мм с влажностью не более 8% направл етс в бункер, а из угл кл. 0-13 мм формируетс совместно с металлическими шариками фильт рующий комбинированный слой на движущейс перфорированной поверхности. Фильтрующий слой на начальном участке выполнен из металлических шариков , образу объемную решетку с суммарным объемом пустоты между шариками около 50% от о(5щего объема, занимаемого ими. Эта пустота в дальнейшем (при диаметре шариков 20 мм) будет служить накопителем дл угл крупностью более 8 мм, который, задержива сь между шариками, уплотн ет фильтрующую массу, повыша качество процесса фильтрации. В результате уплотнени фильтрующей массы сверху шариков будет формироватьс , фильтрующий слой из угл КЛ.13 мм, который совместно с образовавшимс подстилающим фильтрующим массивом будет заде(эживать основную массу твер дых частиц, что обеспечит в техноло гической воде содержание твердого н более 10 г/л. Полученный при фильтр ции осадок кл.О-ТЗ мм с влажностью 15-20% совместно с шариками поступает на ступенчатый лоток, при пере паде рассыпаетс под воздействием скоростного направленного воздушного потока, например вентил тора местного проветривани ,обдуваетс ,. При обдувании комбинированной массы уголь отдел етс от шариков как более легкий и подвергаетс в секции Г обезвоживани дальнейшему воздействию скоростного потока воздуха. Принцип Iаэродинамического обезвоживани осад Tta заключаетс в срыве с поверхности влажных УГОЛЬНЫХ частиц жидкой пленки, диспергировании и уносе ее с воздушным потоком. Влажность угл , обработанного таким образом, удовлет вор ет технологическим требовани м. Осадок, выделенный в обезвоживающей секции, смешиваетс с углем кл. :13 мм и направл етс на поверхность Металлические шарики, освобожденные от угл , скатываютс на дно лотка и конвейером через приемную воронку направл ютс дл восполнени в фильт рующий слой, образу замкнутый цикл. Формирование фильтрующего сло многостадийное, а его длина имеет два самосто тельных-участка; началь ный - подготовительный дл приема пульпы и формировани фильтрующего сло рвторой г рабочий дл обезвоживаний угл перед аэродинамическим обезвоживанием и выделени технологи ческой воды. На начальном участке, составл ющем л 1/7-1/5 длины фильтрующего сло производитс прием пульпы, котора поступает на движущийс слой из металлических шариков, поступающих из приемной воронки. При диаметр шарика, например, 20 мм уголь крупнрстью более 8 мм задерживаетс межд шариками.loading in trolleys. Subsequently, from the coal Cl. 0.5-10 mm, the. -0.5 mm is separated, which is discharged through the hydraulic lift by the coal pumps. The average processing product, together with the centrifuge centrifuge, is dewatered to the required condition and sent to the trolleys, and the clarified (process) water with a solids content of up to 10 g / l is discharged. However, this method is complicated and requires the use of centrifugal mechanical equipment, the complexity of the operation of which in the land excavations contains certain difficulties. The low efficiency of the discharge of process water in hydrocyclones is high energy intensity of the processes. The closest to. The invention is a method for the underground processing of coal, which includes hydrotransport and coal classification by size into three products with passing through. The moving layer from the middle product of processing is a small product of classification, after which the two mixed products are dehydrated due to the effect of the air flow. In the process of filtration along the entire length of the bed, process water is trapped. Excess process water is envisaged to be discharged from the bleed. However, this method of coal processing did not find practical application in mines. According to this coal processing method, the entire filtering coal layer is represented by the worker along its length and process water is completely separated from it without taking into account changes in the quality of clarification in sections from the beginning of the DONEC, which contradicts the physical essence of the formation and operation of the filter layer during its forward movement. The area of the pulp receiving layer due to the insignificant difference between the density of the coal and water will be eroded, which contributes to a significant output of the incoming water along with the particles of coal. At the initial stage, the role of the Filter layer of coal is minimized and the captured water will not satisfy the requirements of technological value for solid content. In addition, this method has low productivity due to the small difference in the densities of coal and water. The aim of the invention is to increase the productivity and quality of the product, reducing energy consumption. The goal is achieved by the MTS by the method of underground processing. . coal, which includes hydrotransport, classifies coal by size into) two products, forms a movable filtering layer of granular material and the second processing product, removes the selected processing products with dehydration by air1 | Hb1M is used as a stream to obtain process water, metal balls are used as granulated material, through which the second processed product (coal pulp) is passed through with an even stream to form a combined filtering bed. Separating ocyoiecT water at the initial and working sections of the filtering layer separately, while water separated from the initial section is returned to the filtering layer, which at the end of its movement as sediment, is directed along a stepped tray under the influence of high-speed air flow to separate metal balls from coal, which is then returned to fill the filter bed, and coal is dewatered in an in-line insulated section. The method is carried out as follows. Coal pulp through the gutters enters the classification-dewatering installation, for example, a roar. Coal class +1; mm with a moisture content of not more than 8% is directed to the bunker, and from the coal of the CL. 0-13 mm is formed together with the metal balls of the filtering combination layer on the moving perforated surface. The filter layer in the initial area is made of metal balls, forming a volumetric lattice with a total volume of voids between the balls about 50% of (the total volume occupied by them. This void in the future (with a diameter of balls of 20 mm) will serve as a storage device for coal with a particle size of more than 8 mm, which, delaying between the balls, compresses the filtering mass, improving the quality of the filtration process. As a result of compaction of the filtering mass, a filtering layer of CL 13.13 mm will be formed on top of the balls, which, together with the image The backfill filtering array will be zade (ezhivat the bulk of the solid particles, which will provide solid water content of more than 10 g / l in the process water. The precipitate received from the filter O.TZ mm with a moisture content of 15-20% together with balls) on a stepped chute, when overlapping, is scattered under the influence of a high-speed directional air flow, for example, a local ventilation fan, is blown off. When blowing a combined mass, the coal is separated from the balls as lighter and is subjected to leading to further exposure to high-speed air flow. The principle of aerodynamic sludge dewatering Tta is to disrupt the wet COB of the liquid film from the surface, disperse it and carry it away with the air flow. The moisture content of the coal treated in this way satisfies the technological requirements. The residue precipitated in the dewatering section is mixed with the coal of the cell. : 13 mm and directed to the surface. Metal balls, freed from coal, roll down to the bottom of the tray and conveyor through a receiving funnel to direct them into the filtering layer to form a closed loop. The formation of the filtering layer is multistage, and its length has two independent sections; the initial preparatory for receiving the pulp and forming a filtering layer, the second, working for the dewatering of coal before aerodynamic dewatering and the release of process water. In the initial part, which is 1 / 7-1 / 5 l of the length of the filter layer, pulp is received, which is fed to a moving layer of metal balls coming from the receiving funnel. When the ball diameter, for example, 20 mm, the coal is coarsely larger than 8 mm, it is retained between the balls.

В зависимости от диаметра шарика максимальный размер угл , не прохоходимый через их слой в начале подачи пульпы, можно вычислить по формулеDepending on the ball diameter, the maximum size of the coal that is not passed through their layer at the beginning of the pulp feed can be calculated by the formula

..

MQKCMQKC

где D - диаметр шарика, мм.where D is the diameter of the ball, mm.

Учитыва приток шахтных вод, азначит по вл ющийс избыток технологической воды в процессе фильтрации, положением точки X водораздела пред55 ставл етс возможным регулировать ее. качество и необходимый о6ъ5м улавливани дл обеспечени забойных водоприемников . a Таким образом, сформированный ком-, бинированный фильтрующий слой сложный по своему строению и с переменным коэффициентом фильтрации по длине. В него входит также перфорированна движуща с поверхность и,з пластин шпальтовых сит с размером щели, например , 2 мм. Значит, подрешетный продукт будет - 2 мм, который входит в кл, 1-13 мм, составл ющий 50-90% от общего твердого в пульпе, поступающей из забоев. На начальном участке пульпа подаетс на слой возвращенных шариков, освобожденных от угольных частиц, после их обдувани . На этом участке вода интенсивно проходит через слой шариков, увлека за собой частицы угл крупностью менее 8 мм, из числа которых подрешетным продуктом будут частицы менее 2 мм по размеру щели шпальтовых сит. В нижней части сло на движущейс поверхности и одновременно внутри сло , будет накапливатьс уголь, не прошедший через сита, застрева между шариками, улавлива более мелкие частицы твердого. По ходу движени сло формирование фильтрующего сло закончитс накоплением над слоем из шариков угл кл.0-13 мм, что будет началом рабочего участка фильтрующего сло . На начальном участке фильтрации вода из-под сло не может быть технической из-за повышенного содержани в ней твердого. Дл разделени и по- . лучени технологической воды под начальным участком фильтрующего сло предусмотрен управл емый водораздел точка X, котора находитс на границе участков. Вода с начального участка с содержанием твердого более 10 г/л направл етс в зупф, откуда углесосом возвращаетс на начальный участок сформированного фильтрующего сло . Технологическа вода из-под рабочего участка через водосборник направл етс в забой. Таким образом, по ланной технологи ческой схеме основна масса угл проходит подземную переработку до нормируемой влажности и выдел етс технологическа вода дл подземного замкнутого цикла водоснабжени . Предлагаемый способ позвол ет по сравнению с прототипом: уменьшить сбросы угл и воды в отстойники на поверхность на повысить надежность процесса формировани и функционировани фильтрущего сло с получением выделенной технологической воды необходимой кондиции; исключить из технологической схемы подземной переработки угл малонадежное центробежное механическое оборудованйе; уменьшить нагрузку на обогатительные фабрики, а значит снизить затраты на обогащение угл . Все это позвол ет повысить производительность технологической цепи подземной переработки угл на 10-20 снизить себестоимость конечных продуктов переработки на 0,07 руб/т угл за счет значительного сокращени сброса угл в поверхностные отстойни ки. Форм изобретени 1. Способ подземной переработки угл , включающий гидротранспорт горной массы, разделение пульпы на воду и уголь, классификацию угл по крупности на три продукта, формироаа ние подвижного фильтрующего сло из продуктов переработки среднего клдсса , вывод выделенных продуктов с обезвоживанием воздушным потоком и получение технологической воды, отличающийс тем, чтоj с целью повышени производительности способа и качества продукта, снижени энергозатрат , классифицируют уголь на два продукта, подвижный фильтрующий слой формируют многокомпонентным из второго продукта переработки и гранули рованного материала с плотностью, превышаю1цей плотность угл , воду отдел ют поэтапно на подготовительном участке в зоне приема пульпы и на рабочем участке в зоне обезвоживани угл при этом воду, полученную с подготовительного участка, возвращают на фильтрующий слой-, и воду, полученную с рабочего участка, направл ют в очистные забои, а подвижный фильтрующий слой направл ют в приемное устройство, где производ т отделение угл от гранулировнного материала , который возвращают дл восполнени фильтрующего сло и осуществл ют осушение второго продукта переработки воздушным скоростным потоком . 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что в качестве гранулированного материала используют металлические шарики. 3.Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с тем, что приемное устройство выполн ют в форме ступенчатого лотка.Taking into account the inflow of mine water, which means that there is an excess of process water in the filtration process, the position of the point X of the watershed makes it possible to regulate it. quality and necessary trapping of 6–5 m to ensure bottomhole receiving water. a Thus, the formed com-, binned filtering layer is complex in its structure and with a variable filtration coefficient in length. It also includes a perforated moving surface and, from spaltic screens, with a slit size of, for example, 2 mm. This means that the undersize product will be 2 mm, which is included in the cell, 1-13 mm, constituting 50-90% of the total solids in the pulp coming from the faces. In the initial portion, the slurry is fed to the bed of recovered balls, freed from the coal particles, after blowing them. In this area, the water intensively passes through the layer of balls, entraining coal particles with a particle size of less than 8 mm, of which particles with a size less than 2 mm in the size of the splits of the sieve are the undersize product. In the lower part of the layer on the moving surface and at the same time inside the layer, coal that has not passed through the sieve, jams between the balls will accumulate, catching smaller particles of solid matter. As the layer moves, the formation of the filter layer will end with the accumulation of an angle of cl. 10-13 mm over the layer of balls, which will be the beginning of the working section of the filter layer. At the initial stage of filtration, the water from under the layer cannot be technical due to the high content of solid in it. For separation and replenishment. The process water point under the initial section of the filtering layer is provided with a controllable watershed point X, which is located on the border of the sections. Water from the initial portion with a solids content of more than 10 g / l is sent to the sump, from which it returns to the initial portion of the formed filter layer. Process water from under the working area is directed through the catchment basin to the bottom. Thus, according to the technological scheme, the bulk of the coal passes through underground processing to normalized humidity and process water is released for an underground closed-loop water supply. Compared with the prototype, the proposed method allows: to reduce the discharge of coal and water into the sedimentation tanks to the surface; exclude unreliable centrifugal mechanical equipment from the technological scheme of underground processing; reduce the load on the processing plants, and thus reduce the cost of coal enrichment. All this makes it possible to increase the productivity of the technological chain of underground coal processing by 10–20 to reduce the cost of final processing products by 0.07 rubles / ton of coal due to a significant reduction in the discharge of coal into surface sedimentation tanks. Forms of the invention 1. A method of underground coal processing, including hydrotransport of rock mass, separation of pulp into water and coal, classification of coal by size into three products, formation of a mobile filtering layer from products of medium caldss, withdrawal of separated products with dehydration by air flow and obtaining technological water, characterized in that, in order to increase the productivity of the process and the quality of the product, to reduce energy consumption, coal is classified into two products, a movable filtering layer form a multicomponent from the second processing product and granulated material with a density greater than the density of the coal, water is separated in stages at the preparatory site in the pulp receiving area and at the work site in the coal dewatering zone, while returning to the filter bed , and the water obtained from the working area is sent to the cleaning holes, and the moving filter layer is sent to the receiving device, where the coal is separated from the granular material, which th recycled for replenishing the filter bed and draining is carried out a second product processing speed air stream. 2. The method according to claim 1, about tl and h and y and with the fact that as the granular material using metal balls. 3. A method according to claims 1 and 2, in that the receiving device is in the form of a stepped tray.

Claims

Claim

1. A method of underground coal processing, including hydrotransport of rock mass, separation of pulp into water and coal, classification of coal by size into three products, formation of a moving filter layer from middle-class processing products, withdrawal of separated products with dehydration by air flow and obtaining technological water, it is distinguished by the fact that, in order to increase the productivity of the process and product quality, reduce energy consumption, coal is classified into two products, a movable filter layer is formed component from the second processing product and granular material with a density exceeding the density of coal, the water is separated in stages at the preparatory section in the pulp receiving zone and at the working section in the coal dehydration zone, while the water obtained from the preparatory section is returned to the filter layer, and water received from the working area is sent to the treatment faces, and the movable filter layer is sent to the receiving device, where coal is separated from the granular material, which is returned for fill the filter layer and carry out the drainage of the second processing product by air high-speed flow.

2. The method according to π.1, with the fact that metal balls are used as granular material.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the receiving device is in the form of a stepped tray.

, Editor L. Gratillo Compiled by Y. Fedorenko Tehred L. Oliinyk Proofreader L. Pilipenko Order 1325 Circulation Subscription ·

VNIIIPI State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D.

4/5

Production and Publishing Plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarina, 101