基于某某矿井的优化系统.doc

基于某某矿井的优化系统创作背景暑假已至，作为一名采矿专业的学生，为了更好的了解采矿发展现状和检验自己所学知识，我们三人在老师的带领下在 XXX 矿区进行了实习，在实习中我们发现随着采煤技术的发展，特别是综采、连采及放顶煤技术的运用，XXX 矿在采煤过程中混入大量顶底板和夹矸，使得煤质变差，给煤炭洗选加工系统造成了巨大压力和危害，矿井的提升运力也被极大地消耗和浪费，更由于毛煤直接升井，使得地面矸石量不断增加而形成了大量的“矸石山”不仅占用大量耕地，而且造成严重的环境污染、地面塌陷等问题为了促进矿井安全高效生产，减少“矸石山”的环境危害，降低煤炭洗选生产系统的压力，我们在老师的指导下结合当地矿井的生产方式通过收集资料拟采取井下煤矸分离工艺，对井下毛煤进行分选，去“粗”取“精” ，同时进行矿井水处理，并将产生的矸石进行井下回填，实现矸石不升井，并对采空区和废弃巷道进行矸石回填，达到煤矿绿色开采，增加提升效能，降低运输浪费，减少地面塌陷的目的，寻求一条切实可行的此矿区井下毛煤及矿井水解决方案简要介绍简要介绍；本系统包括 2 大部分：1.原煤预处理，将井下毛煤矸石预处理一方面实现了煤、矸的井下分离、增加了矿井提升能力，矸石不升井，实现了矿井的绿色开采；另一方面把煤矿生产过程中产生的矸石等废弃物全部填到井下采空区或废弃的煤巷中，既防止了地面塌陷，又达到了消灭煤矿矸石山，回收部分边角煤、建筑物下压煤的目的；2.矿井水处理，把采煤和原煤预处理过程中产生的煤泥水通过井下浓缩、沉淀、压滤处理，减小井下水仓清淤工作量并将矿井水循环利用。

最终实现了煤矿资源的综合利用，减少污染，能为该矿区产生良好的社会效益和经济效益 主要组成部分主要组成部分：1.原煤预处理2.动筛选煤系统3.煤泥水处理4.运输系统5.矸石填充系统主要组成部分介绍主要组成部分介绍1.1 原煤处理系统：在井下工作面胶带顺槽处安装一台固定筛，采煤工作面所采出的原煤通过溜煤眼进入固定筛，固定筛参数设定为 0.5m，大于 0.5 为筛上物，筛上物进入分级破碎机破碎，破碎后和固定筛筛下物混合进入双层振动筛进行筛分，振动筛设定参数为 XXX 选出 XX 筛下物 XXX 直接运往井下煤仓，小于 XX 进入斗子捞坑，大于 XXX 进入动筛跳汰分选机2.1 动筛选煤系统，根据 XXX 矿区布置可在ＸＸＸ位置合理的布置动筛选煤仓，从振动筛运来的筛上物借鉴成熟动筛选煤工艺进行分选，产生矸石和精煤两种产品和部分透筛物，达到煤矸分离目的3.煤泥水处理系统：动筛跳汰机的透筛物以及振动筛的透筛物经皮带运输进入斗子捞坑脱水处理斗子捞坑溢流物流离心脱水后进入上仓皮带，而斗子捞坑的底流则进入浓缩池沉淀池的溢流水可作为井下循环水使用，浓缩池的底流进行压滤机压滤处理，压滤产生的煤泥进入上仓皮带，而压滤产生的清水可用作循环水。

整个分选过程基本实现远程控制4.运输系统，动筛选煤仓后设计联通巷道和矸石仓矸石仓暂时储存矸石且矸石仓内安置蟹型扒抓机用于装运矸石，联通巷道联通风巷和废弃巷道以用于矸石运输充填5.充填系统：矸石通过联通巷道经风巷运输到采煤工作面后通过矸石刮板机充填且充填率可达ＸＸＸ废弃巷道通过抛石机用于备用充填系统特点1 结合矿井水循环处理应用和毛煤井下排矸及回填工艺，解决井下水仓的 清淤难题矸石不升井，防止地面塌陷及解决地面矸石带来的环境污染和破环 等一系列问题2 整个工艺系统自成体系，可方便地加入或撤出现有煤流系统3 采用卧式动筛跳汰机，可满足井下有限空间要求，且动筛跳汰机排矸其 分选工艺简单，而动筛排矸工艺分选精度及效率高，密度调节范围宽，煤种适 应性强4 井下排矸产生的煤泥水和采煤过程中产生的矿井水进行联合处理，大大 减轻了地面矿井水处理系统的负担，彻底解决了井下水仓的清淤问题5 采用回填支架进行采空区回填，运矸皮带结合抛矸机进行巷道回填，独 具特色 6 采用水力分级设备和压滤机分别截取回收矿井水中的大块物料和煤泥水 中的细粒煤泥，有效回收了资源7 采用巷道构建井下浓缩沉淀装置，可以利用废弃巷道，即节约了成本， 又节省了基建时间。

技术关键技术关键1 通过借鉴大型选煤厂成熟的工艺流程，结合矿井井下巷道布置，充分利 用废弃巷道和采空区，完成井下整体工艺的合理布局；2 在排矸和矸石回填工艺上借鉴已成熟的地面分选工艺，根据本系统应用 的实际工艺布局情况，设置了矸石回填支架进行采空区回填，采用运矸车结合 抛矸机进行巷道回填； 3 本系统针对井下巷道跳汰机机体庞大，而井下空间有限的矛盾，采用井 下卧式动筛跳汰机，大大降低巷道高度，降低基建成本；4 井下浓缩池的构建采用废旧巷道的围截而成，并进行加固支护、防渗处 理，简单实用，不仅解决了浓缩池的建设问题，而且充分利用了井下现有条件， 易于实现，建设成本低；5 分级破碎机、振动筛，压滤机等各工艺设备的选型设计与布置方式在地 面上都有成熟应用，移至井下没有更多的技术难度；6 整个工艺系统可以方便快捷地加入或者撤出煤流系统，不影响原有的生 产工艺； 主要技术指标：主要技术指标：1、矸石带煤率低于 2%；2、处理后的矿井水浓度低于 30mg/L；3、矸石充填率接近 90% ；意义1.本工艺借鉴成熟的选煤方法和矸石井下充填方法，通过毛煤排矸、矿井水就地处理和井下矸石充填，一方面可以实现煤、矸的井下分离、增加矿井提升能力、矸石不升井，实现了矿井的绿色开采；另一方面把煤矿生产、生活过程中所产生的矸石、垃圾等废弃物全部回填到井下预制或废弃的煤巷中，达到了消灭煤矿矸石山，节约矸石山用地，回收部分边角煤、建筑物下压煤的目的2.把采煤和原煤预处理过程中产生的煤泥水通过井下浓缩、沉淀、压滤处理和利用，彻底解决了井下水仓清淤问题，达到了矿井水井下就地综合循环利用的目的；与矿区传统工艺相比，本工艺技术性先进，巧妙地进行井下优化开采，综合解决了井下矸石不升井问题、减少地面沉降问题和矿井水循环使用问题，最终实现了煤矿资源合理应用。

系统合理性说明从技术角度看，井下毛煤矸石预处理，矸石回填，矿井水处理等都分别在 技术上得到了成熟和完善，使得本系统的实现能够切实可行1 动筛跳汰机是一种新型排矸设备，该机结构紧凑，采用液压驱动，频率、 振幅、筛板升降速度调整灵活，操作方便，分选效果好，水耗小，电耗低工 艺流程简单，投资少，加工成本低(0．36 元／t)，经济效益显著目前，动筛 跳汰机已经过改造，可满足井下有限的空间要求与井下的水、电供应2 利用井下的废弃巷道建立浓缩沉淀池，只要选好适当的位置，施工简单 可行，技术简单，成本低，井下的巷道能够满足浓缩池对空间的要求3 在井下的煤泥水输送上，因为矿井水有洗煤产生的也有采煤产生的，所 以可以用泵来实现将二者的混合输送，共同处理并循环利用4 在井下的布置方面（参见工作面布置图），开掘一条排矸巷道，将选煤 机械与运输巷道连接，使选后矸石运往要填充的位置，运输方式有皮带运输、 无轨胶轮车可根据巷道规格选用合适的方式，从而实现矸石运输的连续性经济分析经济分析（1）从技术角度来看，本工艺系统通过实际矿井布置调查借鉴地面煤炭洗选工艺，结合井下毛煤排矸、矿井水处理和矸石回填的实际需要，切实符合当地矿区技术指标，可行性非常大（2）从经济角度来看，本工艺可以创造巨大的经济和社会效益。

此矿井年产量 100 万吨，含矸率约 18%，每年将产生矸石约 16 万吨如果这部分矸石不升井，在井下回填采空区，如每吨矸石运输到地面的费用按 15～18 元／t 来计算（约 8000 吨矸石占用 1 亩土地，占地费用为 26 万元／亩） ，则每年可节约费用 800.25 万元3）毛煤在井下实现煤矸分离，减轻了主井提升系统的压力，保守计算，每天可筛分出大约 500t 矸石，从而主井提升系统可以比原来多提升 500t 原煤，按每年 330 日计，吨煤利润 470 元计，每年可创造经济效益 7755 万元4）矸石井下分离费用设备总功率 50kw，电费 0.5 元/kwh，每天工作20h，人工费用 100 元/8h 计算，则吨矸石所需费用为 1.6 元通过以上计算可知，每年矸石井下分离费用为：1.6 元/t×16.5 万吨=26.4 万元总计年实现经济效益：7755+800.25-26.4=8528.85 万元从技术角度讲，毛煤分选、井下水处理等都比较成熟，没有技术障碍；从企业的角度看，由于当地环境和资源的需要以及政府压力，此系统具有很大的价值。