井下煤矸分离技术在矿山开采中的应用研究.pdf

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1、第26卷第1期2013年1月机电产品开笈与钏崭DeveIopment＆InnovationofMachinery＆EIect^c丑lProductsV01．26．NO．1Jan．．2013文章鳇号：1002—6673(2013)Ol—042—03井下煤矸分离技术在矿山开采中的应用研究杨晓成1，杨庆华2，吕琳亚3，赵学义2(1．中国矿业大学(北京)，北京l00083；2．北京矿大能源安全科技有限公司，北京100083；3．河北联合大学．河北唐山063000)摘要：针对原煤含矸量大。造成提升与运输系统能

2、源浪费、矸石在地面排放污染环境等问题，论文对井下煤矸分离系统从理论和工作原理上进行了研究，对系统工艺进行了设计，并对实施井下煤矸分离技术所取得的效果进行了评估。关键词：跳汰选煤；煤矸分离；绿色开采中图分类号：TH一39文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2013．01．叭7A卵K∞tionofCoaI—gangIleSepar撕onTechⅡoIo时inCoalM．meyAⅣGx洳一ck一，yA，vGQin纩日莳，LyLin—y矿z日ADxw—l，i2(1．Cll

3、inaUniverSityofMinillgandTechn0109y(Be巧1ng)，Be巧mg100083，c11ina；2．Be巧如gcuMTEne。gyaIldsecurityscienceco．，Ltd．，Be巧访g100083，cllina；3．HebeiUllitedUIliverSicy，Tall昏haIlHebei063000，Chilla)A搬mct：AccordiIlgtotlleprobleⅡ1soflif．dng肌d咖sporcadonsyStemofenergywaSte

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6、gy．1畸words：jigcoaIprep锄don；coal一gangues印mdon；蓼eenmlmng0引言传统的煤矸分离方式为井下原煤直接提升至地面，经洗煤厂重介洗选后，分选出的煤矸石运至矸石山存放。矸石山的堆积不但占用了大量土地，而且严重污染周边环境。原煤中含有大量夹矸，降低了矿井提升系统能力，造成不必要的能源消耗。井下煤矸分离技术使原煤在井下直接进行分选，排除的矸石不升井、就地充填，既节省了矸石从并下到地面的提升费用，提高立井提升煤炭能力，又可提高原煤质量，降低吨煤能耗，从根本上解决矸石

7、地面排放难题。本文在研究动筛跳汰选煤理论及工作原理的基础上，对井下煤矸分离系统及工艺进行了设计，并针对该技术在阳煤某矿的成功应用进行效果评估，为井下煤矸分离技术的推广应用提供了理论依据与经验借鉴。——修稿日期：2012—12—07作者简介：杨晓成(1982_)，中国矿业大学(北京)资源与安全工：程学院采矿工程硕士研究生。阳泉煤业(集团)有限责任公司技l术中心采矿研究所所长。主要从事煤矿生产技术开发与管理。l421矿井概况山西阳煤集团某矿矿井采用立井开拓、多绳摩擦提升。13采区设计生产能力为1．5M“

8、a，煤层厚度2．37—3．71m，平均2．92m．工作面采用走向长壁综合机械化采煤法，设计可采储量5249万t。原煤含矸率为5％～10％，平均8％，含矸量较高。该矿目前共有五个工作面同时生产。矿井生产能力可达8．0Mt以上，立并提升能力静J约了产量进一步提高。该矿地表堆积有五处大型矸石山。污染环境。严重影响附近居民生活。为提高立井煤炭提升运输能力，同时减少矸石地面排放．在13采区设计采用井下煤矸分离系统，使矸石不出井、就地充填。2动筛跳汰选煤理论研究利用动筛跳汰选煤最显著的特点是依据其煤与矸石密度差

9、异，在动筛筛体上下往复运动过程中，使煤矸组成的床层随之松散，在周期性松散中使物料分层。颗粒脱离筛面后，在水介质中沉降。颗粒的运动微分方程(假定颗粒向下运动方向为正)为：·产品与市场·m誓=G0-瞄RfR式中：m一颗粒质量(g)；Go_颗粒在水介质中的重力(N)；如一加速运动的水流对颗粒产生的附加推力(N)；R，水介质的加速度惯性阻力(N)；R一颗粒与水介质因相对运动而引起的介质阻力(N)。假设动筛驱动机构偏心轮的偏心距或曲柄长度为r，则驱动机构运动速度和加速度分别为：