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新闻正文

南屯煤矿1000

发布日期:2012-11-6  信息来源:徐州中矿天科矿山技术有限公司

2008年科技创新项目
南  屯  煤  矿
粗细混合煤泥新型水仓自动清挖工艺和系统设备研究
项 目 论 证 报 告
兖州煤业股份有限公司南屯煤矿
徐州天科机械制造有限公司
2007年12月


  本次研究针对南屯煤矿水仓煤泥颗粒粗细分布不均,清挖周期短,劳动强度大、操作不安全等问题,深入研究水仓高效机械清挖新工艺、新设备、新方法与配套技术。
  1.借鉴天科机械制造有限公司已有的细煤泥水仓煤泥清挖工艺,找到粗细煤泥并存处理的更简单,更合理,更环保的工艺方法。
  2.研制煤泥清挖机和配套的移动系统、搅拌装置:
主要指标:仓口粗颗粒正常搅拌输送,搅拌、破碎与泵吸头一体化设计。φ30以下颗粒可抽排长距离输送。
  3.设计高效双工作区域两端进料煤泥脱水压滤机,效率高、体积小
主要指标:压滤泵优化设计,滤布合理选用,压滤效率提高10%;压滤泵站与操作台分体设计,方便设备操作。
  4.MC-1型煤泥粗分机设计定型:0.3MM以上颗粒通过粗分机分离并自动装车,所分离煤泥水自动进入缓冲搅拌罐,由高效压滤机分离处理。
  水仓内的粗细煤泥可以实现自动搅拌、抽排、分级、脱水、装车流水线作业。
  关键技术和目标
  关键技术
  1、含有粗细颗粒的煤泥水搅拌、抽排、输送技术:
  全新的“MQ-1型煤泥清挖输送机”:该机革新以前的设计,将煤泥的搅拌、水仓煤泥的清除、煤泥输送集为一体化的自动清挖机,该机可自行移动,搅拌与抽排高度集合、抽排设备可左右摆动、上下移动,实现不同高度、不同方位的煤泥的搅拌抽排。水平输送距离可达1200米),煤泥输送浓度达到50%,操作只需要一人,实现了真正意义上的水仓煤泥自动清挖输送。其关键技术是:自动搅拌煤泥水、自动过滤杂物、搅拌与抽排高度集合、搅拌抽排能够全方位工作,高浓度煤泥的长距离输送。
  2.粗细煤泥的分离,既不影响压滤机的使用,又不能糊筛
  开发设计全新的***产品“MC-1型煤泥粗分机”:该机是专门针对煤泥性质复杂,为给连续高效压滤机提供优质的待分离煤泥而设计的煤泥分离设备,主要目的是将不便于压滤脱水的煤泥粗颗粒首先从煤泥中分离出来,从而既可提高煤泥脱水质量,又可大大提高煤泥的脱水效率。关键技术是煤泥的粗细分离、粗煤泥自动装车、细煤泥能够全部进入压滤设备。
  3.洗煤泥的高效脱水
  开发设计新型“ZQ-4型高效连续压滤机”:基于对煤泥脱水处理的深入研究和多年经验的总结,我们将开发新型的高效连续压滤机,该机突破传统的压滤过滤理论,在设备体积不变的条件下,大幅度提高了煤泥的单位产量。关键技术:压滤机全液压控制、双工作区域、两端进料、自动装车。
总体目标
  研制南屯煤矿粗细煤泥混合新型水仓自动清挖工艺和系统设备,对各种性质的煤泥实现自动清理、自动分离,自动装车运输,解决清仓劳动强度大,不安全,效率低,污染巷道问题。促进煤矿现代化矿井建设,实现煤泥清挖的文明生产和安全生产。
  总体技术方案:
  1) 设备组成:水仓清挖系统主要由煤泥搅拌设备、煤泥输送设备、缓冲搅拌容器、煤泥分离设备(装车输送带)四大部分组成。 
  2)主要工艺路线:
  水仓煤泥高压水冲击、搅拌、破碎---->煤泥清挖泵输送---->煤泥粗分(分离的粗煤泥装车)---->缓冲搅拌容器搅匀---->双作用压滤机分离脱水---->皮带机自动装车。
  工艺流程如下:



  设备的布置方式:见下图一、图二



布置图一:垂直(左侧壁布置)


煤泥粗分机高效脱水系统

  水仓煤泥经高压水冲击后搅拌达到一定浓度,大颗粒经破碎后用煤泥输送泵输送到水仓口的煤泥粗分机内,将大于0.3mm以上的粗颗粒煤泥首先分离,自动装矿车。余下的煤泥水进入缓冲容器内,缓冲容器的作用是贮存一定量的煤泥,以便保证脱水压滤机始终有足够的煤泥供应。由于煤泥沉淀快,所以必须加搅拌机构不停的搅拌,防止沉淀。脱水压滤机将缓冲搅拌罐内的煤泥以一定的压力输送入压滤机过滤室内,将煤泥脱水。脱出的煤泥经过压滤机下部的输送带自动装车或者送到另一部皮带上运走,脱出的水回到另一个蓄水水仓。煤泥清理过程完成。
  
系统设备主要性能参数:

序号

设备名称

设备型号

数量

参数名称

参数值

1

煤泥清挖输送机

MQ-1

1

输送煤泥浓度 %

50

煤泥输送粒度 mm

φ15

输送出口压力 MPa

1.2

输送流量 M3/h

25-33

电机功率 kW

28

配水压力 MPa

2.5

2

煤泥粗分机

MC-1

1

粗煤泥产量 T/h

5

高频振动功率 kW

2.2*2

搅拌功率 kW

4.0

缓冲容量 M3

2.0

3

高效连续压滤机

ZQ-4

1

干煤泥产量 T/h

8-12

煤泥含水率 %

<30

入料压力 MPa

0.7

液压缸压力 MPa

16

泵站电机功率 kW

28

输送带电机功率 kW

3


  主要经济指标:
  1、提高清仓效率2-5倍,节省人工费用15-20万元。
  2、清仓煤泥实现销售收入100万元
  3、节省车皮70%以上。
  本项目将采用现场考察、技术调研、工艺设计、总体方案设计、设备研制、地面试验、井下工业性试验,具体为:
  1、井下水仓相关资料调研:
  查资料了解水仓的现状,断面尺寸、长度。
  水仓内取样,进行煤泥沉降试验、粒度分析。
  拟选址。
  人工清仓的存在问题。
  2、工艺设计
  借鉴现机械清仓的工艺,设计新的清仓工艺。
  3、根据现场情况和现清仓周期,设计系统整体方案。
  生产能力的核定
  系统的组成设计
  设备总体布置
  4、设备的研制
  煤泥煤泥清挖输送机研制
  煤泥粗分机研制
  双工作区域两断进料高效连续压滤机的研制
  5、地面试验
  关键设备模拟试验
  6、井下工业性试验
  进行水仓的清挖,检验设备的相关参数和可靠度
  7、总结分析,形成相关研究成果,项目验收。
  技术风险评价
  整个技术路线没有技术风险:
  天科公司是省级***技术企业,拥有中高级人才二十人,具有教强的开发能力,长期从事水仓设备的研发,在行业处于***地位。南屯煤矿更是技术进步的领跑者,有众多的现场专家。
  可行性及可靠性分析
  徐州天科机械制造有限公司从2003年起研制煤矿井下水仓清挖工艺和设备,是国内从事该研究***早的企业,***代成套设备是以高频振动是为主要脱水设备的包括搅拌、抽吸、输送、脱水、装运在内的一整套水仓清挖系统即ZQ-ⅡG系列水仓清挖机。有处理大颗粒煤泥的经验。
2004年起,公司开始研制ZQ-Ⅲ型煤矿井下水仓清挖系统,目前该系统的核心设备水仓清挖机已获得******。ZQ-Ⅲ型煤矿井下清挖系统采用了完全不同的脱水工艺,针对煤矿普遍性问题设计了适用于井下小空间,长距离输送的的专用脱水设备。2007年1月,与山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿合作完成工业性试验并完成了山西省科技厅组织的科研成果验收,成果名称:矿井水仓高效机械清挖技术研究,晋科鉴字(2006)第276号。本产品具有国内***的技术优势。可以肯定,本项目在南屯矿实施,具有完全的可靠性。有处理细煤泥的成功经验。
本项目由现场使用与设备研制公司联合攻关,在各方面具备了研究内容实施的可行性与研究目标实现的可靠性。设备研制公司提供设备设计和使用经验,矿方提供特定的水仓条件和实际的使用要求,双方优势结合,项目具有完全的实现可行性和可靠性。
  现有基础、技术条件
  南屯煤矿是我国大型现代化高产高效矿井,在开采、掘进等方面具有雄厚的实力。长期以来,南屯煤矿坚持科学技术是***生产力的思想,走产学研相结合的道路,解决了煤炭生产中的一系列科技难题,推动了煤炭生产技术的发展,取得了显著的科技成果。同时培养了一大批具有较高科技水平的技术队伍。在各个方面走在行业的前列。
徐州天科机械制造有限公司是省级***技术企业,拥有中高级人才二十多人,具有教强的开发能力,长期从事水仓设备的研发,在行业处于***地位。拥有******5项,通过省部级技术鉴定项目1项,获省科技基金资助的项目1项,通过矿务集团技术验收的项目3项。长期以来公司按照ISO-9000标准建立并实施了质量体系,实行从采购、设计、生产、销售等全过程的质量控制。公司生产的水仓自动清挖设备在全国八十多个矿井使用,受到广大用户的好评。公司拥有整套水仓设备试验设施,保证了产品的可靠性。从人员设备都可保障课题的正常进行。
  经济、社会效益分析
  1、水仓煤泥(淤泥)属于煤矿生产废物,煤泥的机械化清理和脱水处理,解决了煤泥运输对巷道的污染,有利于井下的环境改善。
  2、煤泥(淤泥)经脱水处理后,其热值接近于原煤,可作为原煤销售。实现了废物的再利用,经济和社会效益显著。根据测算:水仓脱水后的煤泥可实现收入100多万元。
  3、水仓是高危险作业场所,机械化,自动化清理水仓,解决了清仓作业的安全问题。
  4、自动清挖系统清理煤泥速度快,质量好。比人工清理效率提高2-5倍以上,每次清仓节省费用15-20万元。
  5、水仓清理时间的缩短,提高了煤矿用水和治水的安全裕度。
  6、对科技的促进作用:
  自动清挖系统的成功应用,将促进煤矿的现代化建设和标准化建设。煤炭作为我国的主要能源,***正在集中力量建设大型煤炭基地,主要采煤工艺已经接近国际水平,但是,水仓清理仍沿用人工方式,效率低,耗费大量人力物力,不符合现代化矿井建设的需要。其成功应用必将促进这些矿井的现代化建设,减人提效、降低工人劳动强度,提高了煤矿整体技术水平。
  项目实施进度计划
  本项目自2008年1月开始执行,2008年9月30日总结鉴定,包括现场调研、理论分析、工艺和系统设备设计制造并在南屯煤矿进行现场实验。
  (1) 2008年01月~2008年02月
  研究计划:现场调研,井下水仓现状调查、收集资料,采集煤泥样品。
  研究目标:分析分析煤泥构成和特性,分析清挖现场构造,研制合理清挖工艺;
  (2) 2008年03月~2008年06月
  研究计划:制定工艺实现方案,系统设备的设计和制造
  研究目标:系统设备完成地面模拟试运行,并进行必要改进;
  (3)2008年07月
  研究计划:设备完成井下安装并进行清挖煤泥试验;
  研究目标:在实验基础上,完成设备定型;
  (4)2008年09月
  项目总结,提交总体研究报告,评审鉴定。
  经费计划
  根据本项目的研究内容,具体预算分配详见下表。
                                                                            项目经费预算表    金额:万元

序号

费用项目名称及计算基础

金额

备注

1

科研业务费

8.0

 

2

工艺、设备设计费

9.0

 

3

设备制造费

78

 

4

现场工业试验费

12.0

 

5

项目鉴定费

3.0

 

6

管理费

8.8

按总经费的8%

 

金 额 合 计

118.8

 


  项目负责人、项目组成员及分工
  10.1  项目负责人及成员
  (1)课题负责人(单位、姓名、职称、职务):
  兖州煤业股份有限公司南屯煤矿:冯增强 高级工程师 , 总工程师
  徐州天科机械制造有限公司:    刘传令 高级工程师,总经理           
  (2)课题工作人员
  兖州煤业股份有限公司南屯煤矿:
  
徐州天科机械制造有限公司:
  史万明  高级工程师,总工程师
  李大男  高级工程师,技术部长
  季益义  高级工程师,副总经理
  朱兴民  高级工程师,副总经理
  董圣明  高级工程师,总装车间主任