[发明专利]矿井煤矸分离方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及矿井煤矸分离方法及设备，尤其适用于矿山井下大块煤与煤矸石的直接分选。

背景技术

目前煤矸的分离都是在地面进行，分选方式有手选、水选、风选、伽马射线分选。手选：是通过人工用眼看，用手从带式输送机上混合煤中捡出大块矸石。其工作条件十分艰苦、效率低，易造成误选、漏选，安全隐患大。水选：是利用煤与矸石的比重不同，靠水的浮力分离煤与矸石，分选效果较好。但其设备昂贵，工艺复杂，所需场地大，在井下使用较困难。风选：利用煤与矸石的密度不同，靠风的浮力分离出煤与矸石，适用于水资源贫乏的地区。其投资大、占地面积大外，灰尘处理设备较大，处理效果不理想，不适应井下环境。伽马射线煤矸分选：是采用伽马射线识别煤和矸石，根据伽马射线在煤和矸石中的衰减量不同产生不同的电信号，通过电信号的反馈控制执行机构，执行机构改变矸石的运动轨迹，从而达到煤矸分离的目的。但其系统复杂，分选能力小，放射源的辐射隐患，现场的原煤中经常存有水或煤泥，使煤块、矸石表面被煤泥遮住，造成识别上的困难。随着采煤机械化程度的日益提高，煤中混入大块矸石量逐渐增加，在井上分选，造成环境污染，占用农田。如使用于采空区的回填，将混合煤由井下运到地面，分选出的矸石再从地面运回井下，既浪费人力，又不经济，造成二次污染。因此，如何直接在井下进行煤矸的分选是当前急需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是根据已有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑，尺寸小，拆装方便，直接在井下进行大块煤矸分选的矿井煤矸分离设备。

本发明的矿井煤矸分离方法是：

a.将井下开采出来的煤与煤矸石混合物料就地用筛分破碎机进行初步破碎，然后通过前置式皮带运输机输送至筛分机；

b.经筛分机筛分的小于50mm的煤矸落至设在其下方的后置式皮带运输机上，大于50mm的大块煤及煤矸石流向设在尾部的选择破碎式分离机；

c.进入选择破碎式分离机的大块煤及煤矸石经选择破碎式分离机中的旋转叶轮敲击后被分解，被敲碎的煤经螺旋筛板筛分落入后置式皮带运输机上；未被敲碎的矸石在叶轮螺旋转动的作用力下甩向后挡板，落入矸石运输机运出。

本发明的矿井煤矸分离设备，包括矿用防爆电机，筛分破碎机、前置式皮带运输机、筛分机和后置式皮带运输机，将筛分破碎机、前置式皮带运输机、筛分机和后置式皮带运输机有机的组合在一起，在筛分机的后部设有选择破碎式分离机，破碎式分离机的尾部设有矸石运输机。

所述筛分机的高度h≤3.8m；所述选择破碎式分离机由设在底架上的螺旋筛板、螺旋筛板上方的敲击煤矸的叶轮、设置叶轮的传动轴、联轴器及防爆电动机构成。

本发明的矿井煤矸分离方法及设备，根据矿山井下的条件与状况，将多个设备有机的组合在一起，通过专门设计的选择破碎式分离机，将大块煤矸直接在井下进行煤与煤矸石的分离，使大块矸石不出井，即可直接用于采空区的充填。不仅解决了大量的运输问题，节约了地面堆积占地面积、避免地表塌陷、环境治理等费用，同时为井下的回填提供了大量的原料。可减少运输费用、地面堆积占地面积、避免地表塌陷、减少环境的污染，环境治理等费用，节省矸石的井下、井上的运输量，该方法构思巧妙，其设备紧凑，尺寸小，拆装方便，分离效果好，在本领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明矿井煤矸分离设备的结构主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的选择破碎式分离机结构图。

图中：1-筛分破碎机，2-前置式皮带运输机，3-筛分机，4-选择破碎式分离机，5-后置式皮带运输机，6-矸石运输机，4-1底架，4-2壳体，4-3螺旋筛板，4-4叶轮，4-5联轴器，4-6防爆电动机。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的矿井煤矸分离方法：将井下开采出来的煤与煤矸石混合物料送入筛分破碎机1进行初步破碎，然后通过前置式皮带运输机2将物料送入筛分机3进行物料筛分，经筛分机3筛分的小于50mm的混合煤落入筛下进入后置式皮带输送机5送入井下煤仓；大于50mm混合煤则进入选择破碎式分离机4中，经选择破碎式分离机4中的旋转叶轮敲击对大块混合煤进行破碎分选，被打碎的小于50mm的煤，通过选择破碎式分离机4的螺旋筛板落入后置式皮带输送机5送入井下煤仓，未被敲碎的矸石在中叶轮螺旋转动的作用力下甩向后挡板，落入矸石运输机6送入矸石仓备用。

图1所示的矿井煤矸分离设备，它由筛分破碎机1、前置式皮带运输机2、筛分机3、选择破碎式分离机4和后置式皮带运输机5构成，其中：前置式皮带运输机2倾斜设置，其低端与筛分破碎机3相连，高端与筛分机3入口相接；后置式皮带运输机5接续在前置式皮带运输机2的高端下方；选择破碎式分离机4设在筛分机3的尾部，选择破碎式分离机4的尾部设有矸石运输机6，选择破碎式分离机4由设在底架4-1上的螺旋筛板4-3、螺旋筛板4-3上方的敲击煤矸的多个叶轮4-4、安装叶轮4-4的传动轴、联轴器4-5及防爆电动机4-6构成，螺旋筛板4-3上罩有壳体4-2，螺旋筛板4-3由多根螺杆排列组合而成，通过一电动机和减速器传动。安装叶轮4-4的传动轴通过轴承座设在壳体4-2两侧挡板上。选择破碎式分离机4的防爆电动机4-6前端装有控制其转速的变频器，通过联轴器4-5带动传动轴旋转，传动轴通过键连接带动叶轮4-4旋转，当煤矸混合物通过壳体4-2两侧的挡板进入选择破碎式分离机4时，被其旋转的叶轮击打2至4次，煤被敲碎，未被击碎的矸石流向后端进入矸石运输机6。筛分机3、选择破碎式分离机4和矸石运输机6骑在后置式皮带运输机的上方，筛分机3的高度h≤3.8m；设备中所有的电动机均采用煤矿井下防爆电机，电压为380/660伏。筛分破碎机1的最大入料粒度为300毫米，出料粒度≤50～150毫米，处理能力200～600吨每小时。前置式皮带运输机2，其输送量260吨/每小时，粒度0～100毫米，水平段长度8米，倾斜段水平长度13米，设备水平段高度600毫米，出料端底部高度3米，胶带用阻燃胶带，倾斜设置，其低端与筛分破碎机1相连接，高端下方续接后置式皮带运输机5，筛分机3设在后置式皮带运输机5上，其筛箱接在前置式皮带运输机2的下口处，筛分机3的处理量260吨每小时，入料粒度0～100毫米，分级粒度50毫米，筛子总高3.8米，振动轨迹为直线。选择破碎式分离机4的电机功率为18.5千瓦，冲击锤转速250～350转每分钟，处理量200吨每小时，其螺旋筛面筛分粒度为50毫米，筛面宽度1.5米，U型筛面。后置式皮带运输机5的输送量200吨每小时，粒度0～50毫米，水平长度15米，设备高度600毫米，胶带用阻燃胶带；矸石运输机6的输送量200吨每小时，粒度0～100毫米，水平长度8米，设备高度按现场配作，胶带用阻燃胶带。