煤矿高水充填自流输送系统的恒流控制技术.pdf

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1、Academic学术煤矿高水充填自流输送系统的恒流控制技术司一泰-孙希奎摘要、煤矸石、工业炉渣、辅料、矿井排放水等在地面加工制作成浆体，利用重力和井上下高差，通过管道自流输送到井下，利用浆体流动性好的特点适时充填采空区，浆体凝固后形成以高水材料充填体的支撑体系．有效控制地表沉陷．有效控制承压水威胁的底板变形，实现村庄不搬迁13承压水上安全开采。高水填充系统对延长煤矿的开采年限有着重要的经济意义和社会意义。实现高水充填系统的恒流控制，既能严格控制好浆液的配比，保证填充质量又能降低劳动强度和材料成本，是—项势在

2、必行的工作。在系统已正常运转的情况下，针对现场实际情况进行部分工艺进行改进，以最小的成本满足实现自流系统的恒流条件，需要对系统工艺、系统设备性能、自动化设备功能等进行全方面钻研。本文将对高水充填的恒引言2．3．升级初浆罐放浆阀门4、5、6号阀为对高水充填系统进行恒流控制改造目的是电动调节阀，设计一套自动化程序，通过控制为了严格控制好浆液配比，减轻工人劳动量，初浆放浆电动阀来控制加初浆流速，使成浆罐实现填充现场无人值守。系统分为加水、搅拌、液面高度维持在一个相对恒定的范围内。加料、放浆、冲洗几个流程，在这几个

3、过程中成浆罐的出口由限流器孔板限定，成需要准确取得流量、液位、频率、阀门开度等浆罐的液面控制在一个相对稳定的恒定的范围模拟量信息，由于浆体浓度较大，对阀门，流就构成了一个完整的恒流控制系统。在恒流状量计，液位计等的设备选择都提出来较高的要态下，辅料的添加量由就变成一个恒定值，就求，部分信息的取得需要结合现场条件修改部图2液面流速计算示意图实现了充填料浆的精确配比。分工艺。经过近两个月的改造和调试，高水充根据成浆罐设计，初始放浆液面高度3．运程序设计填系统实现了恒流的自动化控制。H=3．8m，最小液面高度h=

4、im，3．1．成浆罐放浆控制1．系统概述根据流体力学公式计算放料流速成浆罐的平衡控制是整个系统自动化运行1．1．系统概况VH=(2gh)2，经代数计算的核心。系统最初运行时，打开已经配比完成埠村煤矿高水填充系统的硬件设施已经完VH=(2gh)-2=(2*9．8*3．8)2=8．63m／s：的初浆罐下方的电动阀门，注入初浆到达预设成，主要由粉煤灰罐，1号、2号、3号3个初浆罐，Vh=(2gh)2，经代数计Vh=(2gh)值时(初浆罐下方的流量计进行控制)，自动4号辅料罐，5号成浆罐组成。系统流程为，粉2=(2

5、*9．8．1)-2=4．42m／s开启成浆罐搅拌器，往成浆罐加入初浆l5m3，煤灰和水在1号、2号、3号初浆罐内按比例进以上计算为理想流体，水的流速可以按上在加入过程中，使用流量计进行计量，加入完行混合，并由罐项的变频搅拌电机进行搅拌，搅述计算，浆料的流动性要加个系数。毕之后，开始按比例加入辅料，加入量用给料拌充分后流入成浆罐，同时混合辅料通过辅料罐通过计算知，在阀门开度一定的情况下，机转速和时间共同控制。完成成浆罐配比之后，底的螺旋加料器按照比例加入成料罐，进行充分液面高度对出口流速(流量)影响较大，初浆

6、就可以进行放浆充填。在放浆充填的过程中，搅拌后便可通过管道输送至井下进行使用。罐是批量加料并搅拌，初浆罐放浆流量随时问根据放浆的流量，继续打开配比完成的初浆罐变化而变化，初浆罐高度大放料速度变化更大。的电动阀门以及辅料罐输送机，补充成浆罐的成浆罐为连续工作，运行时一边加初浆和辅料、使用量。再此过程中，使用成浆罐的流量计、一边放料充填，因加辅料的量不能与加初浆量初浆罐的流量计以及给料机转速、时间来控制流量变化及时调整，造成系统配比是一个周期成浆罐的液位平衡。成浆罐的液位计进一步保变量、是一个较大的范围，最终造

7、成充填料浆证成浆罐配比的安全运行。当成浆罐的液位低的凝固时间及固后强度在一个较大范围内，并于设定值后，调节初浆罐的电动阀门，加大向且造成辅料浪费。成浆罐的注料量，同时按比例加大辅料的给料在此基础上，为了安全有效的利用系统，量当成浆罐的液位高于设定液位时，调节初⋯一提高配比精确程度以及工作效率，高水填充系浆罐的电动阀门以及螺旋给料器，减少注入量。统的恒流自动化控制势在必行。当初浆罐的液位低于设定液位时，自动切换到图1埠村煤矿高水填充系统示意图2．系统改造内容另一个初浆罐。当系统按下停止按钮时，或者1．2．存在

8、问题，无论是初浆罐，还是成浆2．1．在7号阀门后面增加一限流器(孔板制浆量达到了设定的充填量时，不再进行初浆罐，都有一定高度，其中初浆罐高度为9m，成式)，使成浆罐的放料孔径恒定，不再靠开关罐的配比控制，放空初浆罐以及成浆罐之后，浆罐为4m，在放料过程中，放料流量受两个因阀门来调节放料口径。系统停止初浆罐的搅拌器以及成浆罐的搅拌器，素影响，一是放料阀的开度，二是罐内液面高度。2．2．增设成浆罐液面传感器，测定成浆