前言

選煤廠煤泥的傳統(tǒng)脫水工藝是使用普通壓濾機(jī)，靠加壓泵的壓力，實(shí)現(xiàn)固液分離。因普通壓濾機(jī)受加壓泵功率的限制,始終存在著加壓速度慢、脫水效率低、濾餅水分高、能耗大等問(wèn)題。因此，跳出普通壓濾的框框，試用新型、高效的煤泥脫水工藝是目前選煤行業(yè)亟待解決的課題之一。

山東省三河口煤礦選煤廠成功的進(jìn)行了用小型快速壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)煤泥脫水的工藝實(shí)踐，這對(duì)于減少投資、降低能耗具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。三河口礦選煤廠是一座年入洗能力20萬(wàn)t的煉焦煤選煤廠，釆用跳汰洗煤的工藝流程，原設(shè)計(jì)煤泥水是經(jīng)過(guò)煤泥沉淀池,靠自然沉淀回收煤泥，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)性。因此，為降低洗水濃度、減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)量,必須建設(shè)壓濾車間。經(jīng)過(guò)考察論證和對(duì)幾種方案的對(duì)比，決定試用小型快速壓濾機(jī)進(jìn)行煤泥脫水，按我礦所提供的參數(shù)需用XMZG100/1000型，而這種壓濾機(jī)當(dāng)時(shí)還沒(méi)有試驗(yàn)成功,經(jīng)與廠家協(xié)商決定先通過(guò)在603回風(fēng)巷采空區(qū)各密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體石門封閉墻間噴注馬麗散，經(jīng)過(guò)多次觀測(cè)，密封性好,遍風(fēng)量比噴注前明顯減少,與以往普通的砌墻注漿封閉方法相比，各石門封閉墻前未出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，封閉墻內(nèi)氧濃度也由原來(lái)15%下降到1%;605工作面釆空區(qū)氣體溫度由30管下降到22T,瓦斯由8.5%降到0.5%以下并穩(wěn)定下來(lái)，保證了601工作面安全回采，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

8效益分析

采用馬麗散充填加固采空區(qū)密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體具有突出的綜合效益。

提高了圍巖的穩(wěn)定性。馬麗散含樹脂和催化劑兩種組分，注入煤巖層凡秒鐘后,化學(xué)反應(yīng)生成的聚酯類產(chǎn)物膨脹，對(duì)圍巖松動(dòng)圈裂隙進(jìn)行充填，對(duì)破碎松散的砰石進(jìn)行粘結(jié),使圍巖形成整體結(jié)構(gòu)，提高了圍巖的穩(wěn)定性和抗壓承載能力。施工兩個(gè)月后觀察，沒(méi)有明顯的變形破碎,控制了瓦斯一直超限溢出的現(xiàn)象。成功根治了密閉向采空區(qū)漏風(fēng)現(xiàn)象，根除了采空區(qū)瓦斯超限隱患,保證了礦井的安全生產(chǎn)。

保證了施工人員的安全。采空區(qū)密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體瓦斯超限安全威脅極大。而注射馬麗散后保證了煤礦正常安全生產(chǎn)。

降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。常規(guī)處理采空區(qū)密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體瓦斯外溢的方式為噴混凝土、注黃泥漿等方法，這些方法工作量大、施工環(huán)境差。釆用注射馬麗散加固，施工時(shí)試產(chǎn)一臺(tái),在我礦試用。實(shí)踐證明，該方案的選擇是正確的，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)了清水洗煤。

2壓濾機(jī)釆用高壓風(fēng)作動(dòng)力源進(jìn)行煤泥脫水的可行性試驗(yàn)

選煤行業(yè)用壓濾機(jī)已有20多年的歷史，但都是用加壓泵作動(dòng)力源，而且都是大規(guī)格的，用高壓風(fēng)作動(dòng)力源的小型機(jī)還處于試驗(yàn)階段，二者的優(yōu)缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

原用的壓濾機(jī)最小過(guò)濾面積為340平方,配套設(shè)施規(guī)格也較大，且脫水功能單一，單純靠給料泵的壓力脫水，壓濾時(shí)間長(zhǎng)，濾餅水分高，不適合小型洗煤廠使用。

小型快速壓濾機(jī)循環(huán)速度快，脫水效果好，引用高壓風(fēng)又可節(jié)約設(shè)備投資,降低耗電量,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

3壓濾機(jī)及輔助設(shè)備的選型

根據(jù)生產(chǎn)需要，我礦試用了XMZG100/1000型廂式壓濾機(jī)。該機(jī)型原用于化工、輕操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低。加快了施工速度。馬麗散反應(yīng)迅速、硬化時(shí)間短，保證了充填加固工作的快速性，可用于隱患“急救”處理，不影響其它施工任務(wù)。處理釆空區(qū)漏風(fēng)問(wèn)題要具體情況具體分析，不能一味采用傳統(tǒng)的方法。否則，安全隱患將時(shí)時(shí)存在。系統(tǒng)調(diào)整、噴漿堵漏等傳統(tǒng)的方法只適用于處理一般密閉墻漏風(fēng)問(wèn)題，對(duì)將受釆動(dòng)壓力影響較大的巷道效果不理想。應(yīng)用壓注馬麗散技術(shù)充填密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體，既提高了密閉墻頂?shù)装寮皟蓭偷拿簬r體的抗壓能力和穩(wěn)定性，又可堵塞采空區(qū)漏風(fēng)通道，從根本上達(dá)到治本的要求。

主要缺點(diǎn)。采用馬麗散施工,單位生產(chǎn)成本增加;馬麗散的催化劑原料含有對(duì)皮膚有輕微腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，施工人員操作時(shí)需戴防護(hù)用品。

結(jié)論

馬麗散注漿密閉技術(shù)在密閉中的應(yīng)用，實(shí)踐證明注射的漿液在裂隙中膨脹、滲透，膠結(jié)了破碎砰石，不僅提高密閉墻的穩(wěn)定性，有效地填充了閉墻圍巖裂隙,更強(qiáng)化了巷道國(guó)巖,防止了采空區(qū)瓦斯的泄露。經(jīng)過(guò)裂隙充填，閉墻周邊及附近瓦斯?jié)舛染档驮?.5%以下，確保了礦井安全，并且因施工工藝簡(jiǎn)單，是一種安全、高效的化學(xué)充填方法，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，單位成本雖有增加，但綜合社會(huì)效益明顯。

(收稿日期:2010-7-23)工等行業(yè)，是根據(jù)我礦設(shè)計(jì)要求制造的第一臺(tái)使用礦井高壓風(fēng)做動(dòng)力源，用于煤泥脫水的壓濾機(jī)。其主要技術(shù)特征見(jiàn)表，XMZG100/1000壓濾機(jī)主要技術(shù)特征。

因壓濾機(jī)生產(chǎn)要求風(fēng)壓小于0.8MPa,風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)能力確定，而礦井高壓風(fēng)風(fēng)壓正好符合這一要求，又因用風(fēng)量較小，故有足夠的余量供壓濾機(jī)使用，因此，只需架設(shè)一條輸風(fēng)管路即可,無(wú)須其它供風(fēng)設(shè)備。料罐為特殊設(shè)計(jì)的壓力罐，根據(jù)壓濾機(jī)的濾室容積和入料濃度而定。

整個(gè)壓濾脫水工藝過(guò)程中參與的閥門控制比較多，并要求實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)化操作，故閥門選用了氣動(dòng)閥和電磁閥2種。

表1XMZG100/1000壓濾機(jī)主要技術(shù)特征
序號(hào)	名稱	單位	數(shù)值
1	壓濾面積	m2	100
2	濾板尺寸	nun	1000×1000
3	濾板數(shù).	塊	50
4	濾室數(shù)	個(gè)	51
5	濾室厚度	mm	42
6	濾室容積	m3	1.9
7	濾室壓力	MPa	0.6-0.8
8	壓榨壓力	MPa	0.6-0.8
9	油釘壓緊壓力	MPa	7-14
10	電機(jī)功率	kW	5.5
11	外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高)	m	6.7×1.5xL3
12	整機(jī)重量		24880

4快速壓濾機(jī)的改進(jìn)

4.1快速壓濾機(jī)缺陷的改進(jìn)

針對(duì)濾餅與普通濾板粘連造成濾餅難以脫落的問(wèn)題,我們將過(guò)濾板全部換成帶橡膠隔膜的壓榨板。改造后，脫落效果較好，濾板動(dòng)作后，濾餅即自行脫落。

改用強(qiáng)度較高的尼龍絲紡織濾布。此濾布厚度與原有濾布相當(dāng)，但其耐壓強(qiáng)度高，使用循環(huán)次數(shù)多，最多可達(dá)3000個(gè)循環(huán)，同時(shí)高強(qiáng)度尼龍防治濾布過(guò)濾速度快,濾餅脫落效果好的優(yōu)點(diǎn)。

改進(jìn)高強(qiáng)度尼龍紡織濾布的裝配形式,將濾布直接與橡膠隔膜壓在一起，防治中心入料孔濾布的過(guò)快損壞，節(jié)省成本。

5壓濾機(jī)工藝參數(shù)確定

5.1風(fēng)壓與耗風(fēng)量確定

礦井高壓風(fēng)壓力一般為0.6MPa,適用于煤礦生產(chǎn)通風(fēng)。壓濾機(jī)壓濾過(guò)程中，只有進(jìn)漿和壓榨時(shí)間需用高壓風(fēng)，單個(gè)循環(huán)用風(fēng)時(shí)間不超過(guò)5min,耗風(fēng)量在8m³/min左右,對(duì)礦井通風(fēng)的影響可以忽略不計(jì)。

5.2單循環(huán)工作時(shí)間確定

單循環(huán)工作時(shí)間公式:T=t,+t₂+t₃+t4+t5+t6

式中濾板頂緊時(shí)間；

t2-進(jìn)漿壓濾時(shí)間；

t₃-壓榨脫水時(shí)間；

U-吹風(fēng)時(shí)間；

-壓濾機(jī)松開(kāi)時(shí)間；

G-卸料時(shí)間。

其中為常數(shù),分別為lmin、50s、2.5min。因此，合理選擇t”3、t4,是降低單循環(huán)工作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

進(jìn)漿時(shí)間t2：進(jìn)漿的作用是使礦漿固液分離,受后續(xù)壓榨脫水的影響，進(jìn)漿速度隨著濾餅的厚度增加而有所下降，所以當(dāng)濾室充滿胃體物料出液口液流呈斷柱狀態(tài)時(shí)，停止進(jìn)漿。經(jīng)測(cè)定，在平均入料濃度150g/l,風(fēng)壓為6MPa時(shí),進(jìn)漿時(shí)間一般為3~5min₀

壓榨時(shí)間須壓榨可使濾餅水分下降3%~5%,當(dāng)壓榨到一定極限后，再延長(zhǎng)壓榨時(shí)間，產(chǎn)品含水量變化不大。一般認(rèn)為該時(shí)間為30~60s。

吹風(fēng)時(shí)間板：以料罐內(nèi)余氣放空為準(zhǔn)，為30s。

因此，單循環(huán)工作時(shí)間在8~12min之間。

5.3處理煤泥量的確定

壓濾機(jī)共51個(gè)濾室，經(jīng)過(guò)大量實(shí)測(cè)表明，每塊濾餅重約41.7kg,單循環(huán)生產(chǎn)濾餅總重2.13t,折合干煤泥單循環(huán)處理量為1.55t,以10min進(jìn)行1個(gè)循環(huán)計(jì)算，該壓濾機(jī)lh處理煤泥量為9.3t,能滿足我礦生產(chǎn)的需要。

試用結(jié)果

整個(gè)工藝系統(tǒng)正式投入生產(chǎn)運(yùn)行后，取得了較好的工藝指標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期目的。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相比，效果顯著。因選用機(jī)型及配套設(shè)施小型化，配套車間建筑面積相對(duì)減小,一次性節(jié)約設(shè)備和基建投資604400元。配套電機(jī)功率減小，引用高壓風(fēng)后,開(kāi)泵時(shí)間減少一半，每年可節(jié)電322573.5度，節(jié)支161268.75元。產(chǎn)品水分降到了20%左右，實(shí)現(xiàn)r清水洗煤，提高了精煤的回收率和精煤的質(zhì)量，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是卜分可觀的。壓濾全過(guò)程實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)化控制,操作調(diào)整方便可靠。

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