[01056892]面向煤矿绿色开采的煤矸和煤泥处理关键技术及应用

为响应国家绿色开采和建设绿色矿井的号召，针对煤矿生产中矸石分选和处理存在的问题以及井下煤泥处理效率低的特点，通过分析、论证提出了本课题。课题还受到了江苏省自然科学基金项目（BK2009098）－“井下煤矸冲击反弹分离中颗粒群碰撞及扰动行为研究”的资助。分选设备是根据不同煤和矸物理和力学性质差异，通过调节破碎机转速以满足煤破碎、矸石少破碎的破碎原则，再通过筛分，分离煤和矸石。充填设备将分选出的矸石进行进一步破碎，利用连续式强力混合搅拌设备将水和矸石进行搅拌，运输到采空区进行泵送填充。煤泥处理设备主要包括水仓清理车和压滤机。水仓清理车通过车身前部的螺旋搅拌装置将煤泥收集到中心，然后通过铲斗将煤泥运输到刮板输送机上，再运输到集料仓，然后通过泵站将煤泥运输到压滤装置，将水滤出，煤泥被压成煤泥饼，煤泥饼与煤一起被运到井上。煤矸分离充填设备处理量约为300吨/小时；水仓清理车最大爬坡角度20°，总处理量15t/h。技术的创造性与先进性：1)适用于井下矸石分离，具有节能环保的特色；2)充填材料为单一矸石和水的混合物，不需要添加剂，成本低，推广应用前景广阔；3)系统电气设备采用集中控制方式，并具有连锁保护功能，安全可靠性高；4)适用于封闭、半封闭采煤工作面或报废巷道的充填；采空区充填作业能保证采、出、充三个主要作业工序平衡、配套；5)水仓清理车运动灵活，处理效率高；6)煤泥处理设备实现了煤泥水搅拌、运输、抽排、脱水、装运的自动化和机械化流水作业，同时还具有绿色环保的特点。煤矸分离设备已于09年12月试制成功，并进行了为期10个月的工业性试验，试验结果表明该设备性能完全达到设计要求，能够适用所有煤、矸性质差异较大的煤矿。通过长期的井下工业性试验和结构的不断改造，水仓清理车日趋成熟。压滤设备已在煤矿中使用多年，技术相当成熟。