Способ подземной переработки угля Советский патент 1992 года по МПК E21C45/00 B03B9/00 

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к способам подземной переработки угля с выделением технологической воды, применяющимся при добычных процессах с гидротранспортом.

Известен способ подземной переработки угля с первоначальным отделекием угля крупностью +10 мм и его

I

погрузкой в вагонетки. В последующем из угля кл.0,5-10 мм отделяется кл., -0,5 мм, который выдается через гидро подъем углесосами. Средний продукт переработки вместе с фугатом центрифуги обезвоживается до требуемой кондиции и направляется в вагонетки, а осветленная (технологическая) вода с содержанием твердого до 10 г/л - в забои. Однако данный способ сложен и тре бует применения центробежного механи ческого оборудования, сложность эксплуатации которого влодземных выработках содержит определенные трудности. Низка эффективность выделения технологической воды в гидроциклонах высока энергоемкость процессов. Наиболее близким к . изобретению является способ подземной переработки угля, включающий гидротранспорт и классификацию угля по крупности на три продукта с пропусканием через . подвижный слой из среднего продукта переработки мелкий продукт классификации,-после чего смешанные два продукта обезвоживаются за счет воздействия воздушного потока. В процесее фильтрации по всей длине слоя улавливается вода технологического назначения. Избыток технологической воды предусматривается выдавать из шихты по водоотливу. Однако этот способ переработки угля не нашел практического применения на шахтах. По этому способу переработки угля весь фильтрующий слой угля по его длине представлен рабочим и из-под него безраздельно улавливается технологическая вода без учета изменений качества осветления по участкам от начала ДОконца, что противоречит физической сущности формирования и работы фильтрующего.слоя при его поступательном движении. Участок слоя приема пульпь за счет несущественной разницы между плотностью угля и воды будет размываться, что способствует значительно му выводу поступающей воды вместе с частицами угля. На начальном участке роль Фильтрующего слоя из угля сводится к минимуму и уловленная вода не будет удовлетворять требованиям технологическогоназначения по содер жанию твердого. Кроме того, данный способ имеет низкую производительность за счет малой разницы плотностей угля и воды Целью изобретения является повышение производительности и качества продукта, снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается тем МТС по способу подземной переработки . . угля, включающему гидротранспорт, классифицируют уголь по крупности на) два продукта, формируют подвижный фильтрующий слой из гранулированного материала и второго продукта переработки , выводят выделенные .продукты переработки с обезвоживанием возду1| НЬ1М потоком и получают технологическую воду, в качестве гранулированного материала используют металлические шарики, через которые равномерным потоком пропускают второй продукт переработки (угольную пульпу), для формирования комбинированного фильтрующего слоя. Отделение воды ocyoiecTвляют на начальном и рабочем участках фильтрующего слоя отдельно, при этом воду, отделенную с начального участка, возвращают вновь на фильтрующий слой, который в конце своего движения как осадок, направляют по ступенчатому лотку под воздействие скоростного воздушного потока для отделения металлических шариков от угля, которые затем возвращают для восполнения фильтрующего слоя, а уголь обезвоживают в поточной изолированной секции. Способ осуществляется следующим образом. Угольная пульпа по желобам поступает на классификационно-обезвоживащую установку, например, грохот. Уголь кл. +1; мм с влажностью не более 8% направляется в бункер, а из угля кл. 0-13 мм формируется совместно с металлическими шариками фильт рующий комбинированный слой на движущейся перфорированной поверхности. Фильтрующий слой на начальном участке выполнен из металлических шариков, образуя объемную решетку с суммарным объемом пустоты между шариками около 50% от о(5щего объема, занимаемого ими. Эта пустота в дальнейшем (при диаметре шариков 20 мм) будет служить накопителем для угля крупностью более 8 мм, который, задерживаясь между шариками, уплотняет фильтрующую массу, повышая качество процесса фильтрации. В результате уплотнения фильтрующей массы сверху шариков будет формироваться , фильтрующий слой из угля КЛ.13 мм, который совместно с образовавшимся подстилающим фильтрующим массивом будет заде(эживать основную массу твердых частиц, что обеспечит в техноло гической воде содержание твердого н более 10 г/л. Полученный при фильтр ции осадок кл.О-ТЗ мм с влажностью 15-20% совместно с шариками поступает на ступенчатый лоток, при пере паде рассыпается под воздействием скоростного направленного воздушного потока, например вентилятора местного проветривания,обдувается,. При обдувании комбинированной массы уголь отделяется от шариков как более легкий и подвергается в секции Г обезвоживания дальнейшему воздействию скоростного потока воздуха. Принцип Iаэродинамического обезвоживания осад Tta заключается в срыве с поверхности влажных УГОЛЬНЫХ частиц жидкой пленки, диспергировании и уносе ее с воздушным потоком. Влажность угля, обработанного таким образом, удовлет воряет технологическим требованиям. Осадок, выделенный в обезвоживающей секции, смешивается с углем кл. :13 мм и направляется на поверхность Металлические шарики, освобожденные от угля, скатываются на дно лотка и конвейером через приемную воронку направляются для восполнения в фильт рующий слой, образуя замкнутый цикл. Формирование фильтрующего слоя многостадийное, а его длина имеет два самостоятельных-участка; началь ный - подготовительный для приема пульпы и формирования фильтрующего слоярвторой г рабочий для обезвоживаний угля перед аэродинамическим обезвоживанием и выделения технологи ческой воды. На начальном участке, составляющем л 1/7-1/5 длины фильтрующего слоя производится прием пульпы, которая поступает на движущийся слой из металлических шариков, поступающих из приемной воронки. При диаметр шарика, например, 20 мм уголь крупнрстью более 8 мм задерживается межд шариками.

В зависимости от диаметра шарика максимальный размер угля, не прохоходимый через их слой в начале подачи пульпы, можно вычислить по формуле

.

MQKC

где D - диаметр шарика, мм.

Учитывая приток шахтных вод, азначит появляющийся избыток технологической воды в процессе фильтрации, положением точки X водораздела пред55ставляется возможным регулировать ее. качество и необходимый о6ъ5м улавливания для обеспечения забойных водоприемников. a Таким образом, сформированный ком-, бинированный фильтрующий слой сложный по своему строению и с переменным коэффициентом фильтрации по длине. В него входит также перфорированная движущаяся поверхность и,з пластин шпальтовых сит с размером щели, например, 2 мм. Значит, подрешетный продукт будет - 2 мм, который входит в кл, 1-13 мм, составляющий 50-90% от общего твердого в пульпе, поступающей из забоев. На начальном участке пульпа подается на слой возвращенных шариков, освобожденных от угольных частиц, после их обдувания. На этом участке вода интенсивно проходит через слой шариков, увлекая за собой частицы угля крупностью менее 8 мм, из числа которых подрешетным продуктом будут частицы менее 2 мм по размеру щели шпальтовых сит. В нижней части слоя на движущейся поверхности и одновременно внутри слоя, будет накапливаться уголь, не прошедший через сита, застревая между шариками, улавливая более мелкие частицы твердого. По ходу движения слоя формирование фильтрующего слоя закончится накоплением над слоем из шариков угля кл.0-13 мм, что будет началом рабочего участка фильтрующего слоя. На начальном участке фильтрации вода из-под слоя не может быть технической из-за повышенного содержания в ней твердого. Для разделения и по- . лучения технологической воды под начальным участком фильтрующего слоя предусмотрен управляемый водораздел точка X, которая находится на границе участков. Вода с начального участка с содержанием твердого более 10 г/л направляется в зупф, откуда углесосом возвращается на начальный участок сформированного фильтрующего слоя. Технологическая вода из-под рабочего участка через водосборник направляется в забой. Таким образом, по ланной технологи ческой схеме основная масса угля проходит подземную переработку до нормируемой влажности и выделяется технологическая вода для подземного замкнутого цикла водоснабжения. Предлагаемый способ позволяет по сравнению с прототипом: уменьшить сбросы угля и воды в отстойники на поверхность на повысить надежность процесса формирования и функционирования фильтрущего слоя с получением выделенной технологической воды необходимой кондиции; исключить из технологической схемы подземной переработки угля малонадежное центробежное механическое оборудованйе;уменьшить нагрузку на обогатительные фабрики, а значит снизить затраты на обогащение угля. Все это позволяет повысить производительность технологической цепи подземной переработки угля на 10-20 снизить себестоимость конечных продуктов переработки на 0,07 руб/т угля за счет значительного сокращения сброса угля в поверхностные отстойни ки. Форм изобретения 1. Способ подземной переработки угля, включающий гидротранспорт горной массы, разделение пульпы на воду и уголь, классификацию угля по крупности на три продукта, формироаа ние подвижного фильтрующего слоя из продуктов переработки среднего клдсса, вывод выделенных продуктов с обезвоживанием воздушным потоком и получение технологической воды, отличающийся тем, чтоj с целью повышения производительности способа и качества продукта, снижения энергозатрат, классифицируют уголь на два продукта, подвижный фильтрующий слой формируют многокомпонентным из второго продукта переработки и гранули рованного материала с плотностью, превышаю1цей плотность угля, воду отделяют поэтапно на подготовительном участке в зоне приема пульпы и на рабочем участке в зоне обезвоживания угля при этом воду, полученную с подготовительного участка, возвращают на фильтрующий слой-, и воду, полученную с рабочего участка, направляют в очистные забои, а подвижный фильтрующий слой направляют в приемное устройство, где производят отделение угля от гранулировнного материала, который возвращают для восполнения фильтрующего слоя и осуществляют осушение второго продукта переработки воздушным скоростным потоком. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве гранулированного материала используют металлические шарики. 3.Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что приемное устройство выполняют в форме ступенчатого лотка.

Изобретение относится к горной пром-стй и м.б. использовано при. подземной разработке угольных месторождений для переработки угля в подземных условиях при добычных процессах с гидротранспортом. Цель изобретения - повышение произв-сти способа и качества продукта, снижение энергозатрат. Способ заключается в гидротранспортировании горной массы от очистного забоя до классификатора.разделении пульпы на воду и уголь, кла,ссификации угля на два продукта, формировании подвижного фильтрующего слоя из второго продукта переработки и гранулированного материала плотностью, превышающей плотность угля. В качестве гранули- .'рованного материала мог^т использоваться металлические шарики.Технологическую воду отделяют поэтапно на подготовительном участке в зоне приема пульпы и на рабочем участке в зоне обезвоживания. Воду, полученную с подготовительного участка, возвращают на фильтрующий слой, а полученную с рабочего участка, направляют в очистные забои. Подвижный фильтрующий слой направляют в приемное устройство, где производят отделение угля от гранулированного материала, который возвращают для восполнения фильтрующего слоя и осуществляют осушение второго продукта переработки скоростным воздушным потоком, В качестве приемного устройства используют ступенчатый 'лоток. 2 з.Поф-лЫо.(П^^оаГС