论俯采工作面水煤处理技术的实践范文

摘要：通过分析俯采工作面排水系统的现状与缺陷，研究综采工艺的更新与发展，提出一种以水煤颗粒自动分离器与双通道三级沉淀池为主的水煤处理技术。该项技术将筛分与沉淀原理有效结合，实现对污水中煤粉颗粒的分离，解决了临时沉淀池沉淀效果差与污水漫流巷道影响工程质量的问题，消除了排水系统中存在的潜在安全隐患，确保现场施工安全，避免了因污水漫流形成的附加工程量，降低了人工成本，提高了生产效率。

关键词：俯采工作面；水煤处理；自动分离器；双通道三级沉淀池

0引言

目前，在综采工作面采用俯采工艺采煤期间，工作面涌水及老空水会自流至两巷的水沟内，并经车场流至水仓或采区的水沟内。在工作面涌水量较大的情况下，涌水进入煤流系统会造成水流内掺杂进大量粉煤颗粒，裹挟有粉煤颗粒的污水流进入排水系统后会造成水沟、泵坑淤积，涌水溢出水沟造成巷道底板积水或排水设备损坏。综采工作面采用俯采工艺时，在涌水量较大的情况下均面临上述问题，严重影响工作面的工程质量，且造成安全隐患，影响工作面的安全生产。基于上述问题，矿设计出以水煤颗粒自动分离器与双通道三级沉淀池为主的水煤处理技术，对水煤中的颗粒进行筛分并回收，取得了较好的使用效果。

1概况

21703综采工作面为俯采面，在回采过程中，原21702综采工作面采空区与21703综采工作面采空区积水自流至21703运输巷水沟内，再经过直径267mm排水管排至21703运输巷车场水沟，并汇集到－720m辅助水平轨道巷水沟内。目前，在21703运输巷车场下变坡点处设置有一个小型沉淀池，用以沉淀水流中夹杂的煤颗粒。然而，现场在用排水系统仍存在多处弊端［13］。（1）21703运输巷水沟坡度较大，水流湍急，其汇流至沉淀池后，多数煤颗粒依旧随流水冲走，并淤积在沉淀池后方水沟中，致使水沟堵塞，污水漫流整个车场，降低了巷道感官效果，也对正常生产造成一定影响。（2）水沟淤积，污水漫流巷道，形成附加工作量，需重新布置人力组织清理，既增加了人工成本，也降低了生产效率，也为潜在的安全隐患。（3）现使用的沉淀池仅有一个沉淀坑，需在湍急的水流中清理淤煤，导致煤颗粒二次混入水流，大大减少了煤颗粒清理量，清淤效率低。为解决21703综采工作面排水系统存在的上述问题，以便于更好地组织生产，提高现场工程质量，切实地消除安全隐患，确保现场施工安全，设计加工使用一种水煤颗粒自动分离装置，将污水流中煤粉颗粒过滤，实现水与煤颗粒的分离，并施工双通道三级沉淀池，优化排水系统。

2水煤处理技术工艺

水煤处理技术工艺包括水煤颗粒自动分离器、双通道三级沉淀池及其他辅助设备。通过水煤颗粒自动分离器可实现工作面排出的污水流中煤颗粒与水分离，再将过滤水排至三级沉淀池内，实现残留煤泥的沉淀处理。

2．1水煤颗粒自动分离器

2．1．1工作原理（1）水煤颗粒分离器结构组成：齿轮式气动马达、传动轴、支撑架顶梁、支撑架纵梁、支撑架底座、出煤口、出水口、排水管1、排水管2、簸箕嘴、自动分离桶、支撑梁、螺旋搅拌器、一级过滤筛、二级过滤筛等。（2）水煤分离器工作前，先将放煤口挡板关闭。由工作面流出的污水通过1号进水口进入水煤颗粒分离器，再经过1号篦子过滤形成一级过滤水（部分），后经1号出水口流出，进水水沟；一级过滤水（另外部分）通过水煤颗粒分离器箱体，经2号篦子过滤，过滤的煤颗粒堆积在箱体内，二级过滤水经过2号出水孔进入水沟内，即可实现水煤的二级过滤，达到水与煤颗粒的分离。由施工人员定期打开放煤口挡板，放出箱体内淤积煤颗粒。（3）水煤颗粒分离器能实现对污水水流的二级过滤沉淀，也能解决因水沟坡度较大，水流湍急，致使沉淀效果差与煤颗粒淤积距离长的问题。在一定程度上避免清淤时煤颗粒二次混入水流，可以整体上增强沉淀效果［45］。

2．1．2所取得效益及应用效果（1）水煤颗粒分离器的设计与应用能够在污水进入沉淀池前，将污水中煤颗粒与水有效地分离，解决了现用沉淀池沉淀效果差的问题，也能避免污水漫流巷道影响工程质量的问题出现。在一定程度上该设计也能消除排水系统中存在的潜在安全隐患，确保现场施工安全。（2）水煤颗粒分离器的设计源于排水系统中存在的不足，旨在解决实际排水系统问题，具有一定现场实际指导意义。（3）水煤颗粒分离器结构简单，较为容易在现场实现，且能够被现场职工轻易地接受。此外，能够减少因污水漫流巷道造成的附加工作量，能够大大地降低人工成本，也能提高生产效率。

2．2双通道三级沉淀池

2．2．1工作原理（1）双通道三级沉淀池主要包括：1与2号沉淀池（每个沉淀池分为一、二、三级沉淀坑，其规格为长×宽×深＝1000mm×1000mm×1200mm）、1与2号进水口、1与2号出水口、流水孔（1号沉淀池包括流水孔A、B；2号沉淀池包括流水孔C、D，其规格为4400mm，孔底距离沉淀池底板为1000mm）、篦子栅栏（进水口与出水口均有布置）、隔水板（布置在进水口）、沉淀池盖板等［710］。（2）正常生产过程中，双通道三级沉淀池中1号与2号沉淀池交替使用。将篦子栅栏置于1号进水口，隔水板置于2号进水口时，1号沉淀池工作，2号沉淀池可清理沉淀坑中淤积煤泥。将篦子栅栏置于2号进水口，隔水板1号进水口时，2号沉淀池工作，1号沉淀池可清理沉淀坑中淤积煤泥。此外，1号与2号出水口、进水口处均布置篦子栅栏，可过滤大件漂浮杂物。（3）1号与2号沉淀池中一、二、三级沉淀坑均布置有流水孔，且进水口、出水口、流水孔相邻孔之间均呈现对角布置，可不断地调转污水水流方向，增强沉淀效果。（4）双通道三级沉淀池的设计能实现对污水水流的三级沉淀，也能解决因水沟坡度较大，水流湍急，致使沉淀效果差与煤颗粒淤积距离长的问题。在一定程度上避免清淤时煤颗粒二次混入水流，可以整体上增强沉淀效果。

2．2．2所取得效益及应用效果（1）双通道三级沉淀池（图2、图3）的设计能够解决现用沉淀池沉淀效果差的问题，也能避免污水漫流巷道影响工程质量的问题出现。在一定程度上，该设计也能消除排水系统中存在的潜在安全隐患，确保现场施工安全。（2）双通道三级沉淀池的设计源于排水系统中存在的不足，旨在解决实际排水系统问题，具有一定现场实际指导意义。（3）双通道三级沉淀池的设计结构简单，较为容易在现场实现，且能够被现场职工轻易地接受。（4）双通道三级沉淀池的设计，能够减少因污水漫流巷道造成的附加工作量，能够大大地降低人工成本，也能提高工作面生产效率。流水孔A、B、C、D均为圆形孔，其规格为400mm，孔底距离沉淀池底板为1000mm。隔水板与篦子栅栏可在1号、2号沉淀池间进行调节，予以控制进水水流。双通道三级沉淀池上部使用钢质盖板覆盖，清理前打开。

3结语

经过在21703综采工作面的使用效果来看，水煤颗粒自动分离器实现了水流中碎煤碎矸与水的分离，分离出的碎煤可重新进入煤流系统进行回收利用，减少了水流中碎煤碎矸的含量，有效减缓了碎煤碎矸造成水沟及水仓淤积的问题。双通道三级沉淀池的投入使用很大程度上解决了传统沉淀池沉淀效果差、易发生煤颗粒二次混入水流的问题。俯采工作面在涌水量大，水流中碎煤碎矸含量大易造成排水系统淤积堵塞的情况下，投入使用水煤颗粒自动分离器、双通道三级沉淀池，是解决上述问题的有效途径。

参考文献（References）：

［1］杜计平．采矿学［M］．徐州：中国矿业大学出版社，2009．

［2］煤炭工业技术委员会．创新发展，走新型现代化煤炭工业之路———2006年度煤炭工业总工程师论坛论文集［C］．徐州：中国矿业大学出版社，2006．

［3］金朝阳．现代采矿工程设计全书［M］．北京：当代中国音响出版社，2004．

［4］中国煤炭学会青年工作委员会．中国煤炭学会第六届青年科技学会研讨会论文集［C］．北京：煤炭工业出版社，2000．

［5］中国煤炭学会．第4届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集［C］．北京：煤炭工业出版社，2009．

作者：丁德才；董抗抗；刘国庆 单位：河南龙宇能源股份有限公司