一种提高煤炭块率工艺及其设备

摘要

本发明涉及一种煤矿生产工艺及设备，具体为一种提高煤炭块率工艺及其设备。解决了在煤矿井下采掘过程中综采设备，尤其是指破碎机与转载机流程配合设计存在的不足而导致块煤率降低的技术问题。步骤特点是采煤机割煤得到的煤块沫煤混合体经过筛选装置分选，将不小于200毫米的块煤分选出后段绕过破碎机运走，然后把需破碎的大块煤进入破碎机进行破碎加工处理，再经过转载机运至主运输皮带，分选出来的小于200毫米的混合煤，经过分选运输段绕过破碎机，转送至破碎机出口进入转载机前段至主运输皮带上运输到井上，完成整个分选，破碎，运输的过程，可以把直径为（13-200mm）的块率综合提高5-6个百分点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿生产工艺及装置，具体为一种提高煤炭块率工艺及其设备。

背景技术

近年来，我国大部分大型煤矿生产已经步入了机械化采煤时期，特别是综采设备的大量运用，煤炭产量直线上升，为我国能源的需求和经济发展做出了巨大的贡献。矿用综合采煤设备主要应用在煤炭生产过程中，如破煤，主要靠滚筒采煤机实现，装煤，靠刮板输送机把煤推进溜子（刮板输送机），运煤至转载机机尾卸载，再经过破碎机破碎大块煤后由转载机把煤转运到皮带机上，最后到采区煤仓，大巷运输，然后提升出井，工作面支护与顶板管理由液压支架来完成，并提供人员装备的工作空间，最后有效处理采空区。具体情况可从综采工作面设备布置示意图中了解。而不论哪种采煤工艺，都会出现块煤和沫煤两种产物。但是相对于传统的炮采等技术，机械化的采掘工艺，提高了采掘效率，但同时会造成块率相对下降，在煤炭销售市场，由于在工业化生产中的原料要求的差异，导致块煤和沫煤的价格有一定的差距，吨价格差数几百元不等。所以块煤和沫煤的比例直接影响着煤矿的经济效益和成本效益。例如晋城无烟煤矿业集团责任有限公司来说，一个有着年产五千万吨煤炭的大型无烟煤企业，就块率损失在百分之五以上，我们可以计算它的损失价值，50000000*5%=2500000吨块煤，如果按每吨块煤增值350元以上人民币计算，全公司可增加产值8.75亿元人民币。相当于增加一座大型矿井的销售收入来，经济效益是惊人的，如果解决了这一技术难题，经济效益是可观的。

所以全国各大煤矿非常重视提高块煤率的问题，目前所能得到的提高块煤率的技术资料较多，例如，在《提高块煤生产率的探讨与实践》一文中，提出了若干种防止煤块破碎的措施，如对采煤机滚筒截齿的改进设计，储煤仓防剧烈碰撞改进设计、运输转载环节降低冲击改进设计，进入洗煤环节前进行破碎机前的分选，将沫煤剔除，再将大于200毫米的分选出来，进入破碎机，小于200毫米的则直接进入洗煤机，这样使部分尺寸合适的煤块不再经过破碎机，从而节约了能耗。《选煤技术》，2007年第四期，降低块煤破碎过粉碎率的措施一文，也指出，对洗选煤前的破碎机的机械系统进行改造，提高其分级功能，使达到要求的煤块及时排出，从而降低过度破碎的问题，也间接地提高了破碎后的块煤率。本公司技术人员研究后发现，传统的提高块煤率的思路仍然局限在井下防冲击破碎，井上分选的技术套路。

经过技术人员的现场观察测量，我国煤矿生产均以综采工作面和大采高综采工作面，机械化作业流程很高的生产方式生产煤炭，在割煤完成后的破碎环节，使用割煤机落煤后测得的煤块的粒度分布情况：直径小于6毫米的粉煤，沫煤（6-13mm），小型块煤(13-25mm) ，中型块煤(25-80) 、大型块煤（80-250）。使用传统的运输破碎装置，如200910227874.X自移式转载机，所得到的沫煤（6-13mm），小型块煤(13-25mm) ，中型块煤(25-80) 、大型块煤（80-250），13-200毫米总块率约为60% 。究其原因是在破碎大块过程中，因其大中小块及沫煤使用的是一个运行通道，所以造成块率损失严重，从源头上就使得块煤率下降，无论后续环节怎么努力，块煤率也只能保持在一定的水平，经济效益得不到有效发挥，这个环节被忽视很多年了。

发明内容

本发明为了解决在煤矿井下采掘过程中综采设备，尤其是指破碎机与转载机流程配合设计存在的不足而导致块煤率降低的技术问题，而提供了一种提高煤炭块率工艺及其采区早期选煤装备。

本发明是由以下技术方案实现的，一种提高煤炭块率工艺，步骤特点是采煤机割煤得到的煤块沫煤混合体经过筛选装置分选，将不小于200毫米的块煤分选出后段绕过破碎机运走，然后把需破碎的大块煤进入破碎机进行破碎加工处理，再经过转载机运至主运输皮带，分选出来的小于200毫米的混合煤，经过分选运输段绕过破碎机，转送至破碎机出口进入转载机前段至主运输皮带上运输到井上，完成整个分选，破碎，运输的过程。

一种提高煤炭块率的设备，包括破碎机、转载机；转载机结构包括桥段和落地段，落地段的末端部分上升起成为隆起段，隆起段上设有破碎机，筛选装置， 转载机隆起段上运输槽开有分选口，在转载机隆起段下设有分选运输段，分选运输段侧出并升起，其高于落地段， 落煤点设有侧滑斗并与落地段联通。所述的转运机为独立的刮板运输机，主要承担转运分选出来的煤炭绕行破碎机的任务。

本发明所述工艺和设备从采煤面出煤的源头上下功夫，首先把进入破碎机前的原煤按照颗粒大小进行分类，也就是说：把不需要破碎的中小块和沫煤，在进入破碎机前漏到下一个运输系统，绕过破碎机再回到主运输系统来，以免不必要的块率损失，而需破碎的大块进入破碎机进行破碎处理，因其破碎通道空间的变化破碎出来的煤炭块率要比以前效果好的多，其原因是：在大块被破碎的瞬间，因其通道空间大，大块在重力的作用下能够迅速躲开飞速旋转的破碎机垂头的冲击，免受被二次破碎成沫的情况，这样一来，必须破碎的大块在破碎过程中块率有一定的提高，中小块也免受二次破碎成沫，两种因素综合作用，可以把直径为（13-200mm）的块率综合提高5-6个百分点。 

附图说明

图1为本发明所述防过度破碎设备的结构示意图

图2为图1的俯视图 

图3为图1的局部放大图

 图4为图2的局部放大图

图5为本发明所述装置转载机和刮板输送机结构处示意图

图6为图5的俯视图

图7为本发明所述装置在井下的安装位置示意图

图8为图7的B-B剖面图

图9为图7的A向视图

图10为分选口的形状图之一

图11为分选口的形状图之二

图12为分选口的形状图之三

图中：1-输送带，2-转载机桥段，3-转载机隆起段，4-破碎机，5-电磁铁，6-分选运输段，7-落地段，8-转载机挡板、9-分选口A、10-分选口B、11-分选口C，12-侧滑斗，13-运输巷，14-综采工作面回风巷及辅助运输系统，15-煤体，16-支架，17-采煤机，18-工作面刮板运输机，19-转载机受煤点。

具体实施方式

如图1、2所示意，一种提高煤炭块率的设备，包括一部可弯曲双中链刮板输送机、破碎机、转载机；转载机结构包括桥段2和落地段7，落地段7的末端部分前4米向上升起成为转载机隆起段3，隆起段上设有破碎机4，可弯曲双中链刮板输送机8的尾端为转载机隆起段，刮板转载机隆起段上运输槽开有分选口9、10、11，转载机隆起段3和转载机桥部段连接，形成桥式转载机，其下设有分选运输段6，分选运输段侧出并升起，其末端高于落地段7，且卸载端设有侧滑斗12并与落地段7联通。所述的转运机为独立的双中链可弯曲小型化转载机， 双中链刮板运输机的优点是：运输量大、事故率低、好维护、可弯曲度高，完全可以胜任中小型块煤和沫煤的转运任务。

所述的分选口9、10、11的位置位于破碎机入口前三节溜槽中板上，分选口A9位于靠近工作面的溜槽、分选口10位于第二个溜槽上，分选口C11位于和破碎机相邻的溜槽上，分选口B10位于溜槽两侧两边，口子开成纵向箭头状，所有开口内边缘均为椭圆角，以防漏不下的大块与刮板链发生卡拌而造成事故。如图10、11、12所示意的开口还可为矩形，或者为椭圆状，为菱形，为矩形，为两端弧形中部矩形等其他形状。

这样经过三个溜槽的连续筛选，可以将不需要破碎小块和沫煤漏下来，到分选运输段上。所漏下的煤炭由双中链刮板运输机转运绕过破碎机至破碎机出口端、然后转载至转载机桥下卸载与破碎机出口运出的块煤汇合，通过转载机桥部到达转载机卸载点落煤，达到工作面运出来的中小型煤块及沫煤不再受到二次破碎而达到提高块率的目的。为了防止大块、中板、刮板链发生卡拌而造成事故的发生，（1）在漏煤中板前方安装一个电磁装置，吸取从工作面运出来的铁器，以防止其对刮板链造成破坏，（2）电器控制方面，利用电流过流技术控制三机运输系统的控制系统，达到发生卡拌后电流瞬间增大而停机闭锁三机的效果，以防止刮板链、卡拌物、中板发生强烈卡拌时而造成的断链事故，卡拌物取出后，恢复三机运行。

如图7、8所示意，整个分选过程如下，采煤机将原煤从工作面煤体切下，落在工作面刮板输送机上，当到达隆起部后，经过分选口的筛选作用，将小于200毫米的煤块分选落到其下方的分选运输段上，运往机头卸载至转载机机尾受煤点，通过转载机带动原煤向头端输送；其余大于200毫米大块煤则被运进破碎机破碎，破碎后的煤继续被运送到破碎机出口落地段，与未经过破碎加工的煤炭汇合，然后通过转载机桥部到达转载机卸载点落煤，从而完成整个采煤、早期分选煤炭、破碎加工全过程。