[发明专利]基于全粒级煤矸分选的梯次双喷气套件及井下分选装置

说明书

本发明属于煤矿井下煤矸分选技术领域，具体涉及一种基于全粒级煤矸分选的梯次双喷气套件及井下分选装置。本发明的梯次双喷气套件包括活塞缸及活塞部；沿活塞缸轴线依序在活塞缸缸壁上布置连通缸腔的第一喷气口、进气口和第二喷气口，且第一喷气口和第二喷气口的孔径均小于进气口孔径；所述活塞部处于中位时，活塞部可封闭进气口或择一导通进气口与其中一个喷气口，所述活塞部移动至行程末端时，进气口同时连通第一喷气口和第二喷气口。本发明通过梯次动作的双喷气设计，既可以有效处理大块矸石吹不动的情况，又可以防止小块矸石因受到和大块矸石同等吹力而产生四处飞溅的状况，从而实现了矸石和煤的有效分选，使用极为灵活可靠。

技术领域

本发明属于煤矿井下煤矸分选技术领域，具体涉及一种基于全粒级煤矸分选的梯次双喷气套件及井下分选装置。

背景技术

煤炭行业在煤炭需求放缓、环境制约增强等客观因素影响下，对煤炭清洁高效的利用是其转向高质量发展的必经之路。洁净煤技术是实现煤炭清洁高效利用的基本措施，其中最重要的一种洁净煤的方法就是从原煤中将煤和矸石区分筛选出来。煤矸石的主要由三氧化二铝和氧化硅组成，它的发热值低，与煤混在一起会降低煤炭的发热量；作为能源，如果不将煤矸石从煤中分选出去，就会降低能源的供应效率；只有将煤炭与矸石分开，才能够做到物尽其用，发挥各自的效用。鉴于此，当前国内外主要的选煤技术有分选方式有手选、水选、风选、伽马射线分选等。其中：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。水选则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。风选是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。伽马射线煤矸分选目前使用较为广泛，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，放射源的辐射隐患大，现场的原煤中经常存有的水或煤泥也使煤块、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，也存在环境污染和占用农田的问题。如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回填，既浪费人力，又不经济，还会造成二次污染。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。

此外，伽马射线煤矸分选时，在筛选扫描出煤和矸石后，需要以喷气阀的启闭来实现对矸石的吹扫功能，从而改变矸石路径，实现分选。然而，现实是：矸石是存在大小体积的差异的，也即重量上是存在差异的。就目前的喷气阀而言，若设定喷气量过小，只能分选出小块矸石，大块矸石在同等喷气量下所受的力无法将其吹进矸石通道；若设定的喷气量过大，只能分选出大块矸石，小块矸石在同等喷气量下所受的力会使其四处飞溅，导致小块矸石无法顺利进入矸石通道，这也是近年来本领域技术人员所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于全粒级煤矸分选的梯次双喷气套件，其通过梯次动作的双喷气设计，既可以有效处理大块矸石吹不动的情况，又可以防止小块矸石因受到和大块矸石同等吹力而产生四处飞溅的状况，从而实现了矸石和煤的有效分选，使用极为灵活可靠。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于全粒级煤矸分选的梯次双喷气套件，其特征在于：包括活塞缸以及配合于活塞缸缸腔处的活塞部，且活塞部通过动力源驱动从而可相对活塞缸产生轴向往复动作；沿活塞缸轴线依序在活塞缸缸壁上布置连通缸腔的第一喷气口、进气口和第二喷气口，且第一喷气口和第二喷气口的孔径均小于进气口孔径；所述活塞部处于中位时，活塞部可封闭进气口或择一导通进气口与其中一个喷气口，所述活塞部移动至行程末端时，进气口同时连通第一喷气口和第二喷气口。

优选的，所述进气口与第一喷气口间距小于进气口与第二喷气口间距。