Способ подземного разделения угля и воды

1719 СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) .Ыи. Е 21 С 45/00 51)5 В 03 ОП К АВТ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН механогидравлическим способом. Цель - повышение качества продуктов разделения. Способ включает гидротранспорт, классификацию с обезвоживанием угля на мелкий, средний и крупный классы, фильтрацию уг ля. На фильтрацию поступает мелкий класс. Фильтр формируют из среднего класса. Затем мелкий и средний классы объединяются и направляют на сушку. Перед фильтрацией мелкий класс сгущают последовательно в шламоотстойнике и гидроциклоне. Это позволяет повысить эффективность фильтрации и всего процесса разделения угля воды. Содержание угля в фильтрате уменьшается, Это позволяет использовать воду в замкнутом цикле без вывода на поверхность и дополнительного осветления, 1 ил,Г,Никишиче особы разраепления очиМ 18, с, 6. ССР 21 С 45/00,Х.С езк 80, во О,ЗДЕЛЕНИ ся к угольнои про ользовано при до влическим и гатом центрифуги направляют в гидроциклон, сгущенный продукт которого с содержанием твердого до 500 г/л углесосами выдают на поверхность, а осветленную воду с содержанием твердого до 10 г/л направляют в очистной забой.Однако данный способ сложен и требу. ет применения центрифуг для обезвожива ния класса угля 0,5 - 10 мм. Кроме того, дл обработки угольной пульпы с содержанием твердого 300 - 500 г/л необходимы дополни тельные затраты по ее выдаче и обработк на поверхно го цикла осв лем классаНаиболе ется способ включдющии цию с обезво утос угля, ка- на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Беншхауг ФМейрерботки наклонных пластов бстного забоя. - Глюкауф, 19Авторское свидетельстМ 1065605, кл, В 03 В 9/О1982.(57) Изобретение относитмышленности и м,б. испбыче угля гидра Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к способам подземной переработки угля, применяющимся при добыче угля гидравлическим и механогидравлическим способом,Известен способ подземной переработки угля, в котором уголь из забоя транспортируется водой в открытых желобах до квершлага, где производят отделение угля крупностью+10 мм и его погоузку в вагонетки, а уголь крупностью -10 мм подают на грохот, где осуществляют классификацию по классу 0,5 мм и предварительное обезвоживание класса 0,5-10 мм, который направляют в обезвоживающую центрифугу, Обезвоженный осадок после центрифуги смешивают с углем класса+10 мм и выдают на поверхность механическим способом. Подрешетный продукт грохота вместе с фути. Не решен вопрос замкетления воды под землей,5 мм.е близким к изобретению яподземной переработки гидротранспорт, классифживанием угля по крупностмелкий, средний и крупный классы, Фильт- ления угля класса 1-13 мм, И все это осложрацию мелкого класса на фильтре, сформи- няется еще неравномерностью поступлениярованном из среднего класса, и соотношения угля и воды в пульпе, Поэтомуобьединение с ним, сушку обьединенного эффект Фильтрования сводится к нулю. Очепродукта и вывод крупного и объединенно видно, по этим соображениям оборот техного продукта. логической воды не замыкается полностьюПо этому способу угольная пульпа из в шахте и вода выдается для осветления назабоя транспортируется водой в открытых поверхность, предусматривается только нежелобах до классификационно-обезвожи- которая часть воды для оборота в шахте.вающей установки, где уголь класса+13 мм 10 Осветление воды на поверхности, кромеотделяют на грохоте с влажностью 8 и увеличения затрат на добычу угля за счетнаправляют в бункер, А уголь крупностью перекачивания на поверхность и обратно,-13 мм направляют на дуговое сито, где осу- требует сооружения и содержания технолоществляют классификацию по классу+1 мм гии осветления воды на поверхности, котои обезвоживание угля класса 1-13 мм. Из 15 рая к тому же ухудшает экологическуюугля класса 1-13 мм формируют на движу- обстановку поверхности шахт и окружающейся перфорированной поверхности слой щей среды,фильтрации. Подрешетная вода с углем Цель изобретения - повышение качесткласса -1 м равномерным потоком поступа- ва продуктов разделения угля и воды.ет на движущийся фильтрующий слой. При 20 Указанная цель достигается тем, чтопрохождении через сформированный слой мелкий класс перед фильтрацией подвергаугля основная масса твердых частиц задер- ют двухстадийному сгущению в шламоотживается в слое, в результате в технологи- стойнике и гидроциклоне,ческой воде содержание твердого не Предварительно перед подачей мелкогопревышает 10 г/л, Полученный при фильт класса продукта на фильтр, сформированрацииосадокс влакностью 25-30направ- ный иэ второго продукта, мелкие классыляется в бункер, откуда подается в классификации частично сгущают перелиаэродинамическую трубу, где подвергается вом воды из шламоотстойника с дальнейдинамическому воздействию воздушным шим повторным сгущением путемпотоком. В качестве воздушного потока ис прохождения через горизонтально-всасыпользуется исходящая вентиляционная вающее устройство и гидроцклон, Мелкийструя воздуха. Влажность угля после воз- продукт с водой поступает в отстойник длядушной сушки не превышает 8;, Техноло- сбора шлама, откуда вода переливом постугическая вода собирается в зумпфе и либо пает в водосборник для нарезных забоев,частично замыкается в шахте, либо откачи Горизонтальное всасывающее устройвается на поверхность углесосами, ство располагается у дна шламоотстойникаОднако, данный способ не обеспечива- и позволяет забрать осадок с нижней егоет надежности формирования равномерно- стороны и по площади. Конструкция гориго .слоя угля на перфорированной зонтально-всасывающего устройства обесповерхностииэ-заизменениясоотношения 40 печивает его работу при полном егопоступления воды и угля из забоя за период закрытии осадком угля сверху из-за нахожвыемки, Не обеспечивается синхронность дения всегда под самозаливом изнутри,движения перфорированной поверхности Гидроциклоны позволяют разделять угольобьему поступаемой воды и угля, Кроме то- по граничной крупности 0,05 мм и менее приго, расход воды с углем класса -1 мм при 45 поступлении с водой классаугля,5 мм илигидроотбойке угля 70 т/ч в забое дает кон- -1 мм и более, содержание твердого в осадкесистенцию 1:54,7 при добыче 35 т/ч - гидроциклона может обеспечиваться в пре 1;109,4. При таком расходе воды и обьеме делах 300-900 г/л, Консистенция осадка рефильтра из угля класса 1-13 мм соответст- .гулируется подбором насадка. Сгущенныйвенно 21,28 т/ч и 10,64 т/ч вода будет вы продукт класса -1 мм подают на фильтр иэмывать даже. частицы угля, идущие с второго продукта классификации, которыйподрешетным продуктом дугового сита. Не- находится в бункере.возможно дуговым ситом распределить На чертеже представлена технологичебольшой поток воды на значительной пло- скал схема осуществления предлагаемогощади для снижения скорости поток уголь способа разделения угля и воды,ной пульпы с классом угля 0 - 1 мм. Средняя Способ осуществляется следующим обскорость поступления угля класса 1-13 мм разом.составляет 0,00455 мз/с, а воды на фильтра- Угольная пульпа по желобам поступаетцию с углем класса -1 мм - 0,1435 м /с, что на классификационно-обезвоживающийво много раз превосходит скорость поступ- комплекс, где уголь классамм обезвожи102030 наклоном 15 - 200, В процессе транспортирования угля питателем 8 в бункер 9 на аэродинамическую сушку 10 происходит дополнительное обезвоживание угля до 25- 30% даже при сгущении угля вгидроциклонах менее 550 гл, Вода; выносимыми частицами угля из-под бункера 7, питателя 8 и от сушки 10 поступает в шламоотстойник 4. Вода из гидроциклонов с классом угля -0,05 мм поступает в водосборник 11 с содержанием твердого в воде 4, 17 г/л, откуда поступает в забой. Регулирование величины наког 1 ления класса - .0,05 мм в оборотной воде производится сменой диаметра насадков гидроциклонов. С увеличением диаметра отверстия насадков крупнозернистый материал получается более разжиженный, но одновременно снижается содержание твердого в сливе, Контрольное обезвоживание в этом случаепроизводится на питателе 8, принимающем уголь из бункера-фильтра.П р и м е р. Из забоев поступает пульпа в объеме воды 500 м /ч и 70 т/ч угля. Угользкласса+13 мм обезвоживается на первом по ходу движения пульпы пластинчатом пита 35404550 вается на пластинчатом питателе 1 до влажности 6-12% со встроенными шпальтовыми ситами или грохоте и направляется на отгрузку. Подрешетный продукт 0 - 13 мм направляется на второй пластинчатый питатель 2 со шпальтовыми ситами или грохот, где обезвоживается класс угля 1 - 13 мм . до влажности 11-12% и поступает в бункер- фильтр 3. Подрешетная вода с углем класса-1 мм направляется в шламоотстойник 4, где частично сгущается пульпа переливом воды, используемой для проходки выработок со смывом у ля из забоя, затем через горизонтальное ч".асывающее устройство шламовым насосом 5 подается на гидроциклоны 6 для сгущения с граничной крупностью разделения 0,05 мм до 700 г/л, Сгущенный шлам класса 0-1 с 20% класса -0,05 мм подается. в бункер-фильтр 3. Гидроциклонами можно выводить до 60% класса угля -0,05 мм. Рри прохождении через фильтрующий наклонный слой угля в бункере масса твердых частиц задерживается в слое фильтрации, а вода дренирует и стекает понаклонной поверхности бункера-фильтра. Во избежание забивки поверхностного слоя фильтра мелкими классами при .необходимости производится разрыхление угля вибратором, воздухом или выпуском угля изфильтра 3 с помощью качающего питателя ПКЛ7 со встроенным в днище ситом для стока свободной воды. Питэтель ПКЛподает уголь на движущееся полотно питателя 8 из шпальтовых сит со щерью 0,3 мм и теле со встроенными шпальтовыми ситами со щелью 13 мм или грохоте в обьеме 36,82 т/ч при выходе по ситовому анализу 52,6% и идет в отгрузку с влажностью 6 - 12%. Подрешетная вода с углем класса 0 - 13 мм, в объеме 33,18 т/ч(47,4%) идет на второй пластинчатый питатель со щелью 1 мм или гро-. .хот. Откуда уголь класса 1 - 13 мм с влажностью 11 - 12% поступает в бункер- фильтр в обьеме 21,28 т/ч (30,4%). Подрешетная вода с углем класса 0 - 1 мм в обьеме 11,9 т/ч (17%) поступает в шламоотстойник. Из шламоотстойника частично вода переливом поступает в водосборник для создания среднего напора для смыва угля в нарезных забоях в объеме 150 м /ч, Сгущенная пульзпа из шламоптстойника забирается горизонтальным вгась;вающим устройством и с помощью шламового насоса подается на два параллельно работающих гидроциклона ГЦ - 500 с граничной крупностью разделения угля 0,05 мм, Сгущенная пульпа в гидроциклонах до 700 г/л подается в бункер-фильтр с углем класса 1 - 13 мм, при этом в сгущенном продукте гидроциклона содержится угля класса -0,05 мм 20% от поступления на гидроциклон, Гидроциклоны могут обеспечить вывод класса -0,05 мм до 60%. Неснижаемый запас угля в бункере для фильтра не менее чем на 0,25 - 0,5 ч работы гидроучастка по приему угля класса 0 - 13 мм в бункере в объеме 8,5 - 17 т. Величина слоя угля в бункере визуально регулируется через смотровое окно сбоку бункера в обьеме, необходимом для фильтрации воды. Во избежание заливания слоя с поверхности угля в бункере углем класса 0-1 мм производится рыхление угля в бункере вибратором, либо воздухом или просто выдачей угля каоающимся питателем ПКЛ - 1 со встроенными в днище ситами со щелью 0,3 мм для стока свободной воды. Из бункера уголь с помощью ПКЛ - 1 поступает на 3-й пластинцатый питатель со шпальтовыми ситами со щелью О,З мм для доведения контрольной влажности 25 - 30%,При прохождении через фильтрующий слой угля масса твердых частиц задерживается в слое угля класса 1-13 мм. При сгущении пульпы до 700 г/л на фильтрацию подается 10,44 т угля в час с обьемом воды 7,55 м /ч, при этом содержание воды от общего обьема поступающего угля и воды в бункер 23,4%. Г 1 ри сгущении пульпы до 500 г/л на фильтрацию с углем класса 0 - 1 мм поступает 14 м /ч воды. что составляет создержание воды 33,8%, При снижении сгущаемой пульпы после гидроциклона менее 500 г/л контрольное обезооживан е до 25 -30 производится на пластинчатом питателе со щелью 03 мм,Вода с выносимыми частицами угля изпод бункера-Фильтра, питателя со щелью 0,3 мм из-под воздушного циклона поступа ет в шламоотстойник, где смешивается с водой от пластинчатого питателя класса 0 - 13 мм и снова поступает через циклоны на фильтрацию. Вода от гидроциклонов с углем класса -0,05 мм в количестве 80 от 10 всегочасового объема угля этого класса 1,46 т/ч поступает в водосборник для подачи воды насосами в забой, Содержание твердого в воде 4,17 г/л, При выводе циклонами класса -0,05 мм до 40 - 60 содержание твердого 15 составит 2,65 г/л, за счет накопления в оборотной воде 5,3 г/л, Содержание твердого в сливе гидроциклонов регулируется сменой диаметра насадков. При. сгущении 380 г/л контрольное доведение влаги до 25-30 оь 20 производится на пластинчатом питателе под бункером со щелью 0,3 мм.Обезвоживание угля на участке позволяет внедрить гидродобычу угля на шахтах с традиционной технологией добычи угля, 25 причем гидроотбойк позволяет производить выемку угля самых нарушенных запасов, в т.ч. списанных, где невозможно применить обычную механизацию или ее применение экономически невыгодно. Пло щадь отрабатываемых заходов в плане пласта (4 х 5)-(6 х 15) м, выработанное пространство не крепится, для доставки угля на участке используется самотечный гидротранспорт. Иэ-за отсутствия дробилок, 35 углесосов и напорного гидротранспорта угля на поверхность нет измельчения угля, что позволяет сохранить классы угля на уровне отбойки на ВВ. При необходимости можно разделять уголь по классам, обеспечивая 40 реализацию по классам, использовать транспортную систему обычной шахты для доставки обеэвоженного угля, а для доставки материалов и оборудования на гидроучасток сохранить уклон выработок для 45 обычного транспорта. Ввести учет добычи угля при гидродобыче. Обеспечить влажность отгружаемого угля на уровне 8, при необходимости смешивая с сухим углем обычной технологии. Снижение содержа ния твердого в воде увеличивает моторесурс насосов. Применение последовательной работы насосов на 480 м вод. ст, и 840 м вод. ст. позволяет подавать в забой три ступени давления до 480, 840 и 55 1320 м вод. ст. в зависимости от изменения крепости угля от 0,5 до 1,5 (2,.Снижается энергоемкость гидродобычи до 30-40 квт/ч на 1 т угля. При этом обеспечивается экологически чистая технология гидродобычи беэ выдачи пульпы на поверхность. Отпадает необходимость .сооружения обезвоживающего комплекса на поверхности шахт, а некоторые горные выработки используются для размещения оборудования комплекса обезвоживания. Кроме того, можно производить даже обогащение угля на гидроучастке, Накопление высокозольных илов можно испольэовать для эаиловки вырабатанного пространства на пожароопасных пластах. Для захоронения илов можно испольэовать выработанное пространство очистных работ, Для тонкого осветления воды от илов при чистке эумпфов можно воду фильтровать через выработанное пространство, либо в выработанном пространстве, в старых или специальных выработках устраивать отстойники. На пожароопасных пластах наличие воды и оборудования обеспечивает непрерывную, либо периодическую пода у воды в выработанное пространство для постоянного поддержания влажности, а при необходимости и целенаправленной подачи воды в очаг пожара, Гидротранспорт обеспечивает более высокие темпы проведения подготовительных выработок, Комплексы такого типа окупаются за 1 - 2 г работы с запасами не менее 0,5 млн т, кроме того, позволяют производить выемку запасов угля ниже гидравлического уклона для самотечного гидротранспорта угля, перекачивая только шламы на единый комплекс осветления воды, тем самым обеспечивает возможность производить выемку запасов угля в разных местах шахтного поля. Применить простое серийно изготовляемое обоудование. Стоимость оборудования гидроучастка около 200-3000 тыс, руб, Не требуется применения механизированных комплексов, а последние требуют создания заводов в стране по их изготовлению, на что идет тот же уголь и металл.Зэтраты по обезвоживающему комплексу 1-1,5 млн. руб, себестоимость 1 т угля в целом по гидрокомплексу 2-4 руб. Себестоимость 1 т угля по гидрокомплексу на крутых пластах ниже, чем с обычной технологией, на 10-20 руб, на пологих пластах на 3-5 руб, Экономический эффект за 1 г работы достигает 0,5-1 млн руб в год, Добыча гидрокомплекса находится на уровне до 1000 т угля в сутки, Гидрокомплекс обеспечивает воэможность автоматизации процесса обезвоживания угля и осветления воды серийно изготовляемого оборудования с замкнутым подземным циклом водоснабжения.Формула изобретения Способ подземного разделения угля и воды, включающий гидротранспорт, класси/й РЛюн оставитель Е, Киселевехред М.Моргентал ректор С, Шевкун Редактор М. Тов Заказ 7 Тираж .Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ПИГ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фикацию с обезвоживанием угля по крупности на мелкий, средний и крупный классы, фильтрацию мелкого класса на фильтре, сформированном из среднего класса, и объединение с ним, сушку обьединенного продукта и вывод крупного и обьединенного продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества продуктов разделения угля и воды, мелкий класс перед фильтрацией подвергают двухстадийному 5 сгущению в шламоотстойнике и гидроциклоне.