[發明專利]礦井煤矸分離方法及設備

無效

• 申請號: 200710022602.7
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN101053856A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 李建平;杜長龍;丁開旭;鮑建偉;蔡津玲;徐龍江;方樹鵬;周甲偉;劉飛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B02C23/08
• 分類號: B02C23/08;B02C23/00;B02C19/00;B02C13/02;B02C13/30;B07B1/15
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃雪蘭

技術領域

本發明涉及礦井煤矸分離方法及設備，尤其適用于礦山井下大塊煤與煤矸石的直接分選。

背景技術

目前煤矸的分離都是在地面進行，分選方式有手選、水選、風選、伽馬射線分選。手選：是通過人工用眼看，用手從帶式輸送機上混合煤中撿出大塊矸石。其工作條件十分艱苦、效率低，易造成誤選、漏選，安全隱患大。水選：是利用煤與矸石的比重不同，靠水的浮力分離煤與矸石，分選效果較好。但其設備昂貴，工藝復雜，所需場地大，在井下使用較困難。風選：利用煤與矸石的密度不同，靠風的浮力分離出煤與矸石，適用于水資源貧乏的地區。其投資大、占地面積大外，灰塵處理設備較大，處理效果不理想，不適應井下環境。伽馬射線煤矸分選：是采用伽馬射線識別煤和矸石，根據伽馬射線在煤和矸石中的衰減量不同產生不同的電信號，通過電信號的反饋控制執行機構，執行機構改變矸石的運動軌跡，從而達到煤矸分離的目的。但其系統復雜，分選能力小，放射源的輻射隱患，現場的原煤中經常存有水或煤泥，使煤塊、矸石表面被煤泥遮住，造成識別上的困難。隨著采煤機械化程度的日益提高，煤中混入大塊矸石量逐漸增加，在井上分選，造成環境污染，占用農田。如使用于采空區的回填，將混合煤由井下運到地面，分選出的矸石再從地面運回井下，既浪費人力，又不經濟，造成二次污染。因此，如何直接在井下進行煤矸的分選是當前急需解決的一個問題。

發明內容

本發明的目的是根據已有技術中存在的問題，提供一種結構緊湊，尺寸小，拆裝方便，直接在井下進行大塊煤矸分選的礦井煤矸分離設備。

本發明的礦井煤矸分離方法是：

a.將井下開采出來的煤與煤矸石混合物料就地用篩分破碎機進行初步破碎，然后通過前置式皮帶運輸機輸送至篩分機；

b.經篩分機篩分的小于50mm的煤矸落至設在其下方的后置式皮帶運輸機上，大于50mm的大塊煤及煤矸石流向設在尾部的選擇破碎式分離機；

c.進入選擇破碎式分離機的大塊煤及煤矸石經選擇破碎式分離機中的旋轉葉輪敲擊后被分解，被敲碎的煤經螺旋篩板篩分落入后置式皮帶運輸機上；未被敲碎的矸石在葉輪螺旋轉動的作用力下甩向后擋板，落入矸石運輸機運出。

本發明的礦井煤矸分離設備，包括礦用防爆電機，篩分破碎機、前置式皮帶運輸機、篩分機和后置式皮帶運輸機，將篩分破碎機、前置式皮帶運輸機、篩分機和后置式皮帶運輸機有機的組合在一起，在篩分機的后部設有選擇破碎式分離機，破碎式分離機的尾部設有矸石運輸機。

所述篩分機的高度h≤3.8m；所述選擇破碎式分離機由設在底架上的螺旋篩板、螺旋篩板上方的敲擊煤矸的葉輪、設置葉輪的傳動軸、聯軸器及防爆電動機構成。

本發明的礦井煤矸分離方法及設備，根據礦山井下的條件與狀況，將多個設備有機的組合在一起，通過專門設計的選擇破碎式分離機，將大塊煤矸直接在井下進行煤與煤矸石的分離，使大塊矸石不出井，即可直接用于采空區的充填。不僅解決了大量的運輸問題，節約了地面堆積占地面積、避免地表塌陷、環境治理等費用，同時為井下的回填提供了大量的原料。可減少運輸費用、地面堆積占地面積、避免地表塌陷、減少環境的污染，環境治理等費用，節省矸石的井下、井上的運輸量，該方法構思巧妙，其設備緊湊，尺寸小，拆裝方便，分離效果好，在本領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明礦井煤矸分離設備的結構主視圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發明的選擇破碎式分離機結構圖。

圖中：1-篩分破碎機，2-前置式皮帶運輸機，3-篩分機，4-選擇破碎式分離機，5-后置式皮帶運輸機，6-矸石運輸機，4-1底架，4-2殼體，4-3螺旋篩板，4-4葉輪，4-5聯軸器，4-6防爆電動機。

具體實施方式

下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的描述：

本發明的礦井煤矸分離方法：將井下開采出來的煤與煤矸石混合物料送入篩分破碎機1進行初步破碎，然后通過前置式皮帶運輸機2將物料送入篩分機3進行物料篩分，經篩分機3篩分的小于50mm的混合煤落入篩下進入后置式皮帶輸送機5送入井下煤倉；大于50mm混合煤則進入選擇破碎式分離機4中，經選擇破碎式分離機4中的旋轉葉輪敲擊對大塊混合煤進行破碎分選，被打碎的小于50mm的煤，通過選擇破碎式分離機4的螺旋篩板落入后置式皮帶輸送機5送入井下煤倉，未被敲碎的矸石在中葉輪螺旋轉動的作用力下甩向后擋板，落入矸石運輸機6送入矸石倉備用。

圖1所示的礦井煤矸分離設備，它由篩分破碎機1、前置式皮帶運輸機2、篩分機3、選擇破碎式分離機4和后置式皮帶運輸機5構成，其中：前置式皮帶運輸機2傾斜設置，其低端與篩分破碎機3相連，高端與篩分機3入口相接；后置式皮帶運輸機5接續在前置式皮帶運輸機2的高端下方；選擇破碎式分離機4設在篩分機3的尾部，選擇破碎式分離機4的尾部設有矸石運輸機6，選擇破碎式分離機4由設在底架4-1上的螺旋篩板4-3、螺旋篩板4-3上方的敲擊煤矸的多個葉輪4-4、安裝葉輪4-4的傳動軸、聯軸器4-5及防爆電動機4-6構成，螺旋篩板4-3上罩有殼體4-2，螺旋篩板4-3由多根螺桿排列組合而成，通過一電動機和減速器傳動。安裝葉輪4-4的傳動軸通過軸承座設在殼體4-2兩側擋板上。選擇破碎式分離機4的防爆電動機4-6前端裝有控制其轉速的變頻器，通過聯軸器4-5帶動傳動軸旋轉，傳動軸通過鍵連接帶動葉輪4-4旋轉，當煤矸混合物通過殼體4-2兩側的擋板進入選擇破碎式分離機4時，被其旋轉的葉輪擊打2至4次，煤被敲碎，未被擊碎的矸石流向后端進入矸石運輸機6。篩分機3、選擇破碎式分離機4和矸石運輸機6騎在后置式皮帶運輸機的上方，篩分機3的高度h≤3.8m；設備中所有的電動機均采用煤礦井下防爆電機，電壓為380/660伏。篩分破碎機1的最大入料粒度為300毫米，出料粒度≤50～150毫米，處理能力200～600噸每小時。前置式皮帶運輸機2，其輸送量260噸/每小時，粒度0～100毫米，水平段長度8米，傾斜段水平長度13米，設備水平段高度600毫米，出料端底部高度3米，膠帶用阻燃膠帶，傾斜設置，其低端與篩分破碎機1相連接，高端下方續接后置式皮帶運輸機5，篩分機3設在后置式皮帶運輸機5上，其篩箱接在前置式皮帶運輸機2的下口處，篩分機3的處理量260噸每小時，入料粒度0～100毫米，分級粒度50毫米，篩子總高3.8米，振動軌跡為直線。選擇破碎式分離機4的電機功率為18.5千瓦，沖擊錘轉速250～350轉每分鐘，處理量200噸每小時，其螺旋篩面篩分粒度為50毫米，篩面寬度1.5米，U型篩面。后置式皮帶運輸機5的輸送量200噸每小時，粒度0～50毫米，水平長度15米，設備高度600毫米，膠帶用阻燃膠帶；矸石運輸機6的輸送量200噸每小時，粒度0～100毫米，水平長度8米，設備高度按現場配作，膠帶用阻燃膠帶。