常規(guī)型水采存在的問題

常規(guī)型水采存在的問題

1聯(lián)合行1.1低瓦斯礦井該項(xiàng)目于2004年3月開始，位于總干井的六星河公司開始建設(shè)。設(shè)計(jì)能力21萬噸/a，地質(zhì)儲(chǔ)量735.1萬噸/天，可利用儲(chǔ)量59.1萬噸。2008年，它被鑒定為一種低維斯礦床，相對(duì)于4.913噸/噸，屬于低維斯采礦。該礦井開拓為階段片盤斜井開拓;通風(fēng)方式為中央并列抽出式,主井入風(fēng),副井回風(fēng);提升方式為1t礦車串車提升,主井提煤,副井提矸、運(yùn)料、升降人員;井下運(yùn)輸方式為柴油機(jī)車牽引1t礦車運(yùn)輸;排水方式為階段排水,第一排水硐室設(shè)在-50水平標(biāo)高。1.2軸向展布方向六道江井含煤區(qū)由次一級(jí)的兩個(gè)向斜和一個(gè)背斜組成不對(duì)稱復(fù)式向斜構(gòu)造,復(fù)向斜南部向斜中,北側(cè)為一短軸背斜構(gòu)造,軸向展布方向N50°～N60°,東段近東西向展布。含煤地層由早二迭紀(jì)山西組和晚石炭紀(jì)太原組含煤地層組成,煤層賦存極不穩(wěn)定,褶曲、斷層、火成巖侵入都很發(fā)育。主采煤層為5號(hào)層,煤層厚度0.89m～16.32m,平均6.50m;傾角在35°～55°之間變化;密度1380kg/m3;頂板為泥巖粉砂,底板為泥巖中砂。2采區(qū)化水開采技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行2.1采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采工藝流程采區(qū)化水采業(yè)化工藝為解決常規(guī)型水采存在電耗高、礦井缺水(該礦井需從礦外補(bǔ)水)、占用土地建設(shè)地面煤泥水處理系統(tǒng)等問題,六道江井與煤科總院唐山研究院合作建設(shè),在六道江井實(shí)現(xiàn)了煤泥在采區(qū)內(nèi)脫水處理,煤水在采區(qū)內(nèi)凈化后閉路循環(huán)供水的新工藝。采區(qū)化水采工藝流程(見第5頁圖1):從工作面流下的煤水混合物先進(jìn)入刮板撈坑進(jìn)行水力分級(jí),篩上品通過刮板篩脫水后運(yùn)至煤倉裝車旱運(yùn);篩下煤水流入煤水濃縮倉進(jìn)行粗煤泥預(yù)沉和濃縮,濃縮后的粗煤泥由小流量單級(jí)煤水泵排給弧形振動(dòng)篩和高頻振動(dòng)篩進(jìn)行粗煤泥脫水,脫水后的粗煤泥通過輸送機(jī)運(yùn)入煤倉裝車旱運(yùn);濃縮倉的溢流水加藥絮凝后進(jìn)入二級(jí)斜管倉沉淀,一、二級(jí)斜管倉的底流由小流量單級(jí)煤水泵供給壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水,濾餅產(chǎn)品通過鑄石刮板輸送機(jī)運(yùn)至煤倉與其他產(chǎn)品一起裝車旱運(yùn);二級(jí)斜管倉的溢流水作為水采高壓小流量高揚(yáng)程供水泵落煤使用,實(shí)現(xiàn)了井下煤泥凈化水的閉路循環(huán)。2.2煤炭工業(yè)的生產(chǎn)工藝工作面水槍落煤后,煤水混合物經(jīng)主流煤道流入水采小硐室,先進(jìn)入刮板篩機(jī)落坑硐室,由刮板運(yùn)輸機(jī)對(duì)煤水混合物進(jìn)行脫水,篩上品經(jīng)篩機(jī)道進(jìn)入采區(qū)煤倉;篩下品煤水進(jìn)入濃縮倉,其溢流加藥后進(jìn)入一、二級(jí)斜管倉,二級(jí)斜管倉的凈化水流入水倉,作為水采高壓小流量高揚(yáng)程供水泵進(jìn)行水力落煤使用,濃縮倉的底流經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)行粗煤泥脫水回收,斜管倉底流經(jīng)壓濾機(jī),濾餅產(chǎn)品通過鑄石刮板輸送機(jī)運(yùn)至煤倉與其他產(chǎn)品一起裝車旱運(yùn)。該系統(tǒng)通過安裝、調(diào)試、試驗(yàn)及近4個(gè)月時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)行,工藝設(shè)計(jì)先進(jìn),參數(shù)選擇合理,設(shè)備選型可靠;平均月產(chǎn)1.85萬t,達(dá)到了年產(chǎn)21萬t的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力?，F(xiàn)六道江井正在生產(chǎn)中。2.3實(shí)現(xiàn)了粗煤泥回收利用水采煤泥回收采用粗、細(xì)煤泥分別進(jìn)行回收措施。從粗煤泥回收工藝運(yùn)行看,采用濃縮倉濃縮粗煤泥效果明顯,不僅解決了工作面煤水來量不均衡問題,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)溢溜,保證了分級(jí)粒度,而且底流濃縮也比較均勻,滿足了粗煤泥對(duì)振動(dòng)脫水的入料濃度的要求,完全達(dá)到了粗煤泥回收的目標(biāo)。細(xì)煤泥回收設(shè)備主要是壓濾機(jī),該設(shè)備通過風(fēng)壓榨和反吹后,濾餅水分更低。由于原煤綜合水分偏高,為降低水采原煤水分,可通過增加刮板脫水篩機(jī)板的面積、增加刮板密度、縮小刮板間距、更換慢速電機(jī)等措施解決在運(yùn)輸過程中礦車內(nèi)有積水,給卸車帶來不便的問題。2.4級(jí)斜管池+二級(jí)斜管沉淀倉煤水凈化水采煤泥水凈化處理工藝是刮板脫水篩的篩下煤泥水全部進(jìn)入濃縮倉,濃縮倉的溢流經(jīng)過加藥絮凝后流入一級(jí)斜管池,一級(jí)斜管倉的溢流水在經(jīng)過加藥攪拌反應(yīng)絮凝后,進(jìn)入二級(jí)斜管沉淀倉進(jìn)行煤水凈化,凈化后的水流入水倉,供高壓供水泵循環(huán)使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況看,該工藝流程設(shè)計(jì)合理,滿足高壓供水泵對(duì)水質(zhì)的要求,水采煤泥水全部在采區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)復(fù)用。3應(yīng)用效果分析3.1采煤水進(jìn)性施工采區(qū)化水采工藝系統(tǒng)(見圖1)與常規(guī)型水采工藝系統(tǒng)(見第6頁圖2)相比的創(chuàng)新性和先進(jìn)性主要為:(1)采區(qū)內(nèi)煤水閉路循環(huán)復(fù)用工藝,徹底取消了水采煤水提升系統(tǒng)和地面煤泥脫水系統(tǒng)兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié);(2)采區(qū)內(nèi)粗、細(xì)煤泥分別脫水回收新工藝,實(shí)現(xiàn)了水采原煤在井下全部旱運(yùn)旱提;(3)采區(qū)內(nèi)煤水凈化處理系統(tǒng)為煤礦選擇高壓水力落煤工藝系統(tǒng)提供了可靠的依據(jù)。3.2工程特點(diǎn)2.2水采空水勢(shì)以生產(chǎn)能力為21萬t/a的六道江井為例:(1)采區(qū)化水采總投資為734.2萬元,比常規(guī)型水采投資減少了674.91萬元,僅占常規(guī)水采投資的52.1%;(2)運(yùn)行負(fù)荷,采區(qū)化水采為1341.5kW,僅占常規(guī)型水采的45.5%,年節(jié)電433萬kW·h,節(jié)電20.62kW·h/t;(3)年節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用370.4萬元,降低成本17.63元/t;(4)建設(shè)工期3個(gè)月,提前半年投產(chǎn),潛在效益4200萬元。如果通化(礦業(yè))集團(tuán)水采礦井(區(qū))全部采用該技術(shù),年可節(jié)電約6000萬kW·h,年可節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用5100萬元,年節(jié)水減排570萬m3。3.3采區(qū)化水采新工藝及新技術(shù)的實(shí)施效果(1)杜絕了水采煤泥水造成的環(huán)境污染。過去,由于水采系統(tǒng)不健全,煤泥水處理設(shè)施不配套,在一些水采礦井采用土法上馬,特別是沒有選煤廠的水采礦井,使大量的煤泥水四處泛濫,嚴(yán)重污染了礦區(qū)及其周圍環(huán)境。隨著科技的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,采區(qū)化水采新工藝及配套新技術(shù)的實(shí)施,取消了煤水提升系統(tǒng),徹底解決了水采煤泥水的污染問題,為環(huán)境保護(hù)提供了可靠的技術(shù)保證。(2)不占用土地。水采煤泥全部在井下脫水和回收,不需要在地面建煤泥脫水車間,不占用土地。(3)保護(hù)了水資源。采用斜管高效淺層沉淀技術(shù)處理水采煤泥水,使水質(zhì)的固體含量均達(dá)到了50mg/L以下,完全滿足了水采用水井下閉路循環(huán)復(fù)用的要求。取消了河流補(bǔ)水,保護(hù)了水資源。(4)有利于維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和建立和諧社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由于采用水采新技術(shù)開采大傾角、不穩(wěn)定煤層給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,安排了職工就業(yè),增加了職工收入,起到了穩(wěn)定社會(huì)、安定團(tuán)結(jié)的作用。(5)為不穩(wěn)定難采煤層和急傾斜復(fù)雜煤層的開采提供了一條先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)的水力機(jī)械化開采技術(shù)途徑,具有廣闊的市場(chǎng)前景。4結(jié)論4.1粗、細(xì)煤泥分別脫水回收技術(shù)研究試驗(yàn)成功的采區(qū)內(nèi)煤水凈化閉路循環(huán)復(fù)用新工藝,徹底取消了水采煤水提升系統(tǒng)和地面煤泥脫水系統(tǒng);研究試驗(yàn)成功的采區(qū)內(nèi)粗、細(xì)煤泥分別脫水回收新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了水采原煤在井下全部旱運(yùn)旱提;首次井下采用的小流量(Q=150m3/h)、高揚(yáng)程(H=15MPa)、清水質(zhì)(50mg/L以下)單臺(tái)泵高壓供水新技術(shù),效率高,設(shè)備體積小、設(shè)備少、功率低,為水采高壓水力落煤系統(tǒng)的選擇提供了可靠的技術(shù)手段。4.2項(xiàng)目研究的基本情況2009年8月28日,中國煤炭學(xué)會(huì)邀請(qǐng)國內(nèi)專家在吉林省白山市召開了“采區(qū)化水力采煤工藝及設(shè)備的研究”項(xiàng)目鑒定會(huì),與會(huì)專家對(duì)該項(xiàng)目的研究成果給予了充分肯定,一致認(rèn)為該成果達(dá)到“