一种煤矿井下千量级排水预处理系统及工艺的制作方法

本发明涉及煤矿开采，具体的涉及一种煤矿井下千量级排水预处理系统及工艺。

背景技术：

1、目前国内外煤矿矿井的排水系统主要形式是：采煤工作面、掘进工作面等的煤泥水通过转排泵、水沟流至中央水仓，沉淀后，通过井底水泵房的排水大泵转排至地面，中央水仓沉淀物通过人工清挖或其他方方式挖取。

2、针对煤泥水中，煤泥含量比较大的煤矿矿井，通过中央水泵转排地面，对大泵叶轮磨损相当大，增加了备用泵及备件数量、检修工作量，甚至可能造成排水瘫痪。通过中央水仓沉淀后清挖煤泥，工作量较大，周期较长，给煤矿生产造成极大困难和安全隐患。为了解决该技术问题，现有技术通常采用如下技术方案：

3、(1)设计增加中央水仓的容积、和备用水仓数量、备用水泵数量。该技术方案虽然保证了中央水仓有效容积，延长了清仓周期，加大了矿井排水能力，但依然不能解决由于煤泥水中煤泥含量大所造成的煤泥清挖工作量大及设备磨损的问题，而且增加了矿建工程量及设备投资。

4、(2)研究和使用清仓设备，加快清挖速度。该技术方案提高了清挖煤泥的效率，但依然属于被动处理，并不能解决由于煤泥水中煤泥含量大所造成的煤泥清挖工作量大及设备磨损的问题。

5、(3)进仓前煤泥水通过增加沉淀池沉淀分离。该技术方案在煤泥水进仓前将煤泥沉淀在沉淀池中，减少了中央水仓中的煤泥含量，降低中央水仓中煤泥清挖工作量，但是沉淀池中的煤泥依然存在需要被清挖的问题，并不能解决由于煤泥水中煤泥含量大所造成的煤泥清挖工作量大的问题。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种煤矿井下千量级排水预处理系统及工艺，实现了煤泥水进仓前的预处理，降低了中央水仓中煤泥含量，从根本上解决由于煤泥水中煤泥含量大所造成的煤泥清挖工作量大及设备磨损的问题。

2、具体地，采用了如下技术方案：一种煤矿井下千量级排水预处理系统，包括：

3、粗粒分离系统，包括一级砂水分离器和固液分离机，所述一级砂水分离器的进料端承接煤矿井下的煤泥水，一级砂水分离器的颗粒物出料端连接固液分离机的进料端，固液分离机通过筛分作用将筛选出的矿泥颗粒由筛上物出料端排放至胶带运输机；

4、脱水筛分系统，包括筛前浓缩机和高频脱水筛，所述一级砂水分离器的溢流出料端、固液分离机的筛下物出料端分别连接所述筛前浓缩机的进料端，所述筛前浓缩机浓缩处理后的煤泥水通过浓缩出料端连接所述高频脱水筛的进料端，所述高频脱水筛通过筛分作用将筛选出的矿泥颗粒由筛上物出料端排放至胶带运输机，所述高频脱水筛的筛下物出料端连通至污泥池。

5、作为本发明的可选实施方式，所述粗粒分离系统包括二级砂水分离器，所述一级砂水分离器的溢流出料端通过所述二级砂水分离器连接所述筛前浓缩机的进料端；

6、所述一级砂水分离器的溢流出料端连通所述二级砂水分离器的进料端，所述二级砂水分离器的颗粒物出料端连接所述筛前浓缩机的进料端。

7、作为本发明的可选实施方式，所述粗粒分离系统包括旋流浓缩机，所述二级砂水分离器的颗粒物出料端通过旋流浓缩机连接所述筛前浓缩机的进料端；

8、所述二级砂水分离器的颗粒物出料端连接所述旋流浓缩机的进料端，所述旋流浓缩机浓缩处理后的煤泥水通过浓缩出料端连接所述筛前浓缩机的进料端；

9、可选地，所述粗粒分离系统包括格渣机，所述煤矿井下的煤泥水经由格渣机格除掉大颗粒杂物之后进入一级砂水分离器。

10、作为本发明的可选实施方式，本发明的一种煤矿井下千量级排水预处理系统，包括污泥处理系统，所述污泥处理系统包括泥水旋流器和沉降调节池，所述泥水旋流器的进料端连通所述污泥池，泥水旋流器通过旋转、离心、重力作用将污泥池中的煤泥水旋分，旋分处理后的小颗粒煤泥水通过泥水旋流器的溢流出料端排放至沉淀调节池，旋分处理后的大颗粒煤泥水通过泥水旋流器的旋分出料端循环流入高频脱水筛的进料端。

11、作为本发明的可选实施方式，所述二级砂水分离器的溢流出料端、旋流浓缩机的溢流出料端、筛前浓缩机的溢流出料端分别连通至沉淀调节池。

12、作为本发明的可选实施方式，所述污泥处理系统包括微砂沉降机和水砂旋流器，所述微砂沉降机的进料端连通所述沉淀调节池，所述微砂沉降机的沉降出料端连接所述水砂旋流器的进料端，所述微砂沉降机的出水端连通至中央水仓；

13、所述水砂旋流器通过旋转、离心、重力作用将煤泥水中的微砂提取，通过水砂旋流器的旋分出料端循环流入沉降调节池，将煤泥水通过水砂旋流器的溢流出料端排入污泥池，再次循环处理。

14、本发明同时提供一种煤矿井下千量级排水预处理系统的煤矿井下千量级排水预处理工艺，包括：

15、所述粗粒分离系统的一级砂水分离器承接煤矿井下的煤泥水，通过重力及过滤将作用将煤泥水中的水与大颗粒矿物分离，分离后含有大颗粒矿物的煤泥水进入固液分离机，含有小颗粒矿物的煤泥水进入脱水筛分系统，所述固液分离机通过筛分作用进行含有大颗粒矿物的煤泥水的筛分，筛上直径大于等于第一预设直径r1的矿泥颗粒进入胶带运输机，筛下煤泥水进入脱水筛分系统；

16、所述脱水筛分系统的筛前浓缩机分别承接一级砂水分离器、固液分离机输出的煤泥水，筛前浓缩机通过旋转、离心、重力作用将煤泥水浓缩，矿泥颗粒直径小于第二预设直径r2的煤泥水溢流排出，浓缩后的矿泥颗粒直径大于等于第二预设直径r2的煤泥水输入高频脱水筛，高频脱水筛通过高频直线振动，对矿泥颗粒进行脱水，筛上直径大于等于第三预设直径r3的矿泥颗粒进入胶带运输机，筛下煤泥水流入污泥池；

17、其中，所述第一预设直径r1＞第二预设直径r2＞第三预设直径r3。

18、作为本发明的可选实施方式，所述粗粒分离系统的一级砂水分离器通过重力及过滤将作用将煤泥水中的水与大颗粒矿物分离后，含有小颗粒矿物的煤泥水进入脱水筛分系统包括：

19、所述一级砂水分离器将分离后含有小颗粒矿物的煤泥水输入至二级砂水分离器，二级砂水分离器通过重力及过滤作用将水与矿物颗粒分离，分离后含有大颗粒矿物的煤泥水进入旋流浓缩机，含有小颗粒矿物通过二级砂水分离器的溢流出料端排出；

20、所述旋流浓缩机通过旋转、离心、重力作用将煤泥水浓缩，矿泥颗粒直径小于第二预设直径r2的煤泥水溢流排出，浓缩后的矿泥颗粒直径大于等于第二预设直径r2的煤泥水输入脱水筛分系统的筛前浓缩机。

21、作为本发明的可选实施方式，本发明的一种煤矿井下千量级排水预处理工艺，包括：

22、所述污泥处理系统的泥水旋流器承接所述污泥池中的煤泥水，泥水旋流器通过旋转、离心、重力作用将污泥池中的煤泥水旋分，旋分处理后矿泥颗粒直径小于第二预设直径r2的煤泥水溢流至沉淀调节池，矿泥颗粒直径大于等于第二预设直径r2的煤泥水循环流入高频脱水筛。

23、作为本发明的可选实施方式，本发明的一种煤矿井下千量级排水预处理工艺，包括：

24、监测所述污泥池中煤泥水的水位高度，当监测到当前水位高度到达预设水位阈值时，启动污泥池中搅拌机构进行搅拌，然后控制给料泵启动工作将污泥池中的煤泥水泵入泥水旋流器；

25、监测泥水旋流器向高频脱水筛输入煤泥水的第一流量，和筛前浓缩机向高频脱水筛输入煤泥水的第二流量，当所述第一流量与第二流量之和大于高频脱水筛的输入流量阈值时，则减小或者暂停筛前浓缩机向高频脱水筛输入煤泥水的流量。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果：

27、本发明的一种煤矿井下千量级排水预处理系统及工艺，在煤泥水进入中央水仓之前针对煤泥水进行预处理，粗粒分离系统实现煤泥水中大尺寸矿泥颗粒的提取分离，脱水筛分系统基于粗粒分离系统处理后的煤泥水进一步实现矿泥颗粒的筛分分离，这样，煤泥水在经过粗粒分离系统、脱水筛分系统的处理之后，极大的降低了煤泥水中矿泥颗粒的含有量，使得煤泥水在进入中央水仓之后，矿泥颗粒含量小从而降低煤泥清挖工作量；另外，进入中央水仓的煤泥水中矿泥颗粒尺寸很小，可极大的降低对于设备的磨损。