井下煤矸石液压分选技术研究.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ， N O ． 0 2 ． 2 01 4 井下煤矸石液压分选技术研究 徐春云 安徽理工大学 机械工程学院 ， 安徽 淮南2 3 2 0 0 1 摘要 随着采煤机械化程度 和采煤技术 的不断提高 。 采出的煤 里混入 了大量矸石 ， 基于现有煤矸石分 选技 术的不足 ， 介 绍了一种新型 井下煤矸石 自动分选方法 ， 该方法利用煤 和矸石破碎力 的不 同进行选择性破碎 ， 可 以将大于 5 0 m m 的煤和矸石在井下直接进行分离。 关键词 井下 ； 煤矸石 ； 分选 ； 液压 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 0 0 0 5 0 3 S t u d y o n Hy d r a u l i c S e pa r a t i o n Te c h no l o g y o f Ga ng ue i n Und e r g r o u n d XU C h u n - y u n S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Hu a i n a n 2 3 2 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t As t h e c o a l mi n i n g me c h a n i z a t i o n a n d c o al mi n i n g t e c h n o l o g y c o n t i n u e s t o i mp r o v e ， t h e mi n e d c o al w i t h l a r g e q u a n t i t y o f g a n g u e ， w i t h t h e d e fi c i e n c y o f c o al g a n g u e s e p a r a t i o n t e c h n o l o gy h a s e x i s t e d ， a k i n d o f a u t o ma t i c s e p a r a t i o n me t h o d o f c o a l g a n g u e i s p r o p o s e d ，i t c a n b e s e l e c t i v e b r e a k i n g a c c o r d i n g t o t h e d i ffe r e n t O f b r e a k i n g f o r c e s o n t h e c o a l a n d g a n g u e ， the s i z e mo r e t h a n 5 0 mm o f c o al a n d g a n g u e c a n b e d i r e c t s e p a r a t e d i n t h e u n d e r g r o u n d ． Ke y wo r d s u n d e r g r o u n d； g a n g u e ；s e p a r a t i o n；h y d r a u l i c O 引言 煤炭是我 国目前主要的能源来源 ．随着我国工业 的发展 ． 开采量 随能源需求量的增加而不断增加 ． 中厚 煤层的存储量在不断减小 ．因此加大了对薄煤层和夹 矸煤层的开采 ． 尤其放顶煤开采技术 的提高 ， 使采 出的 煤里混入了大量矸石 ．而 目前煤炭行业 主要还是将采 煤和选煤分别在井下和井上分开进行处理 。这样就提 高了矸石出井 的运输费用 ．同时造成地 面堆积了大量 矸石 ． 占用 了大量 的土地 和粮 田。 采煤机械化程度和采 煤技术在不断提 高【 u ， 对于“ 三下” 建筑物、 道路和水体 下 的压煤也开始进行开采 ．这样容易造成采空 区塌 陷 ， 因此 ， 在井下直接对煤矸石分选 ， 分选出的矸 石可 以直接回填采空区 ．这样既解决了矿 区的矸石污染问 题也很好的控制了采空区塌陷带来的危害 1 煤矸 石分选现状 煤矸石按形态进行分选分为破碎分选和非破碎分 选。破碎分选主要是根据煤和矸石硬度的不同 ． 先把一 定粒度范围的煤矸石破碎 ． 再进行筛分分选。非破碎分 选分 为干式分选 和湿式分选两种 ．干式分选方法主要 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 2 2 作者简介 徐 春云 1 9 8 7 一 ， 男 ， 安徽滁州 人 ， 硕 士研究生 ， 主要从 事现代 矿 山机械 方向研究。 有 人工分选 、 伽玛射线法和风选囟 ； 湿式分选方法主要 有 跳汰法和重介质法 。人工分选是通过眼睛看 ， 用手 从输送机上挑选 出大块矸石 ．这样输送机上的输送带 速度不能太大 。 因而这种方法工作量大 、 效率低 ； 伽玛 射线法分选主要根据伽玛射线在煤和矸石 中衰减量不 一 样 ． 进而产生不同电信号 ， 通过 电信号反馈到执行机 构来改变煤和矸石 的运行轨迹 ．从而实现煤和矸石的 分离 目的． 但井下常常会因煤泥包裹矸石的情况 ， 此方 法容易造成误选 ； 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 ．但其灰尘较大 ．分选环境较 差 水选利用煤与矸石 的比重不同 ， 靠水的浮力分离煤 和矸石 。此方法效率较高但其耗水量较大 、投资成本 高 。 在水资源缺乏的地 区不宜推广。 2 井下煤矸石分选设备设计 2 ． 1 分选设备设计要求 随着煤矿矿井规模化 、 大型化、 现代化 以及综合机 械化采煤技术 的发展 ． 要想实现煤矸石井下分选 ， 就必 须设计 出有效的分选设备 ．同时结合 目前煤矸石分选 技术现状以及考虑井下对设备的要求 。提 出了设备设 计以下两点要求 1 为适应机械化采煤技术 以及减少人 的参与 ， 设 备应具有 自动化程度高、 分选效率高、 工作环境好 ； 2 井下实际生产空 间有限和考虑安全因素 ， 设备 5 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 4年 第 O 2期 体积应小 、 占用空间小 、 成本低等特点 ， 还要具有 防爆 隔爆 措施 2 _ 2煤矸 石液压 分 选设 备 实现 矸石和煤的破碎力具有离散性 ． 在静态破碎差别实 验 中其破碎时的最大载荷 服从正态分布【引 ． 矸石的平均 破碎力是煤的平均破碎力 6 ～ 1 0倍 ．煤和矸石破碎力有 一 定的交叉但交叉很小 ， 如图 1 所示 ， 具有可分离性 。 { 图 1 煤 和 矸 石 破碎 载 衙 分布 曲 线 煤和矸石选择性破碎分选准则 。 ≤ V o≤ F o 式中 煤块破碎所需的最大破碎力 ； 煤矸石分选所设定 的破碎力 ； 矸石破碎所需的最小破碎力 ； 后 丢煤系数 ≥1 ； 混矸系数 ≤1 。 通过对丢煤系数和混矸系数 的控制来设定煤矸石 分选所需的破碎力 ． 在实际的选煤中， 可以允许一定 的 灰分 ． 因此在允许的丢煤系率和混矸率范围内， 让丢煤 系数 和混矸系数 适当取大。 为实现煤和矸石的井下直接分选 ．设计 了煤矿井 下煤矸石液压分选设备 该方法采用凸轮旋转的挤压 力作为破碎力 ， 以液压力支撑控制压板机械 回转 ． 根据 煤和煤矸石破碎力 的不同将大部分煤破碎 ．大部分矸 石不破碎的原理将煤和矸石分选出来。 其分选设备原理 如 图 2所示 S 6 7 R 1 一 运矸 带式输送 机2 一 出料 口 3 一 压板4 一 连接耳5 一 壳体 6 一 凸轮7 一 拉杆8 一 人料斗 9 一 活塞杆 1 0 一 销轴 l 1 一 液压缸 1 2 一 弹性网筛 1 3 一 支架 1 4 一 运煤带式输送机 图 2煤 矸 石 液 压 分 选 原 理 图 6 3 井 下煤矸 石液压分选原理 物料 由入料斗落人凸轮和压板之间 ．物料在旋转 的凸轮和压板挤压下受力 ．当压力值超过煤所设定 的 破碎力时 。 煤被压碎 ， 当压力值超过煤所设定的破碎力 一 定范围时 ， 液压缸 内的活塞杆回缩 ， 左右压板在物料 挤压下分别 向顺时针和逆时针方 向旋转 ．因而矸石不 被压碎 。 当压板旋转到竖直方向时 ． 液压缸 内的活塞杆 伸长 ， 压板在活塞杆 的作用下 回到初始位置 ， 等待下一 次动作 。压碎 的煤 和没被压碎 的矸石落到下方布置的 弹性 网筛上 ．弹性网筛在煤和矸石碰撞冲击振动作为 激振力作用下产生上下振动 ．从而使小块的煤落到弹 性网筛下方的运煤带式输送机上 ．没被压碎的大块矸 石从 出料 口滑落到运矸带式输送机上 4 井下煤矸石分选液压 回路原理 图 3是通过压力继 电器控制 电磁换 向阀来实现动 作 回路。开始三位四通阀阀体处于中位 ． 当活塞杆所受 压力值在油腔所设定的破碎力 以下时 ．阀体仍处于 中 位 ． 当压力值超过所设定的破碎力一定范围时 ． 回路压 力升高 ， 压力继电器 K动作 。 使电磁阀 2 Y得电 ， 液压缸 内的活塞快速退 回．当活塞杆上的挡块压下行程开关 1 S时， 电磁阀 1 Y得 电， 液压缸内的活塞快速向右运动 ， 当活塞杆上的挡块压下行程阀 ． 行程阀关闭 ． 液压缸右 腔油液必须通过其节流阀才能流回油箱 ．活塞运动转 为慢速 ， 当活塞杆上 的挡块压下行程开关 2 S时 ． 电磁 阀 1 Y失 电． 从而完成一个破碎动作周期 。 U- J 1 1 一 油箱2 一 液压泵3 一 溢流阀4 一 三位 四通 电磁换 向阀 5 一 压力继 电器6 一 单 向节流 阀7 一 行程阀 8 一 行程开关9 一 液压缸 l O 一 活塞杆 图3 破碎 液压 回路原理 图 5 结语 煤矸井 下分选是 煤矿生 产过程 中不可 缺少 的环 节 ． 分选 出的矸石可直接 回填采空 区． 从而减少矸石出 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N o ． O 2 ． 2 01 4 双线智能化集 中润滑的改造设计 郭永强， 刘文贤， 黄 坤， 宋燕民， 蒋俊策 安钢炼铁厂， 河南 安 阳4 5 5 0 0 4 摘要 通过对安钢 1 号 高炉槽 下传动房 已废弃 的单线 润滑系统改造设计成双线智 能润滑系统后 ， 最 大化利用用现有资源 ， 提高 了效 率 ， 降低 了成 本 ， 维修便利 ， 达到合理 化改造 的 目的。 关键词 单线润滑 系统改造 ； 双线智能集中润滑系统 ； 干油分配器 。 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 0 0 0 7 0 2 De s i g n o f Do u b l e I n t e ll i g e nt Ce n t r a l i z e d l u b r i c a t i o n GU t Yo n g - q i a n g， L I U We n - x i a n， HU ANG Ku n， S ONG Y a h mi n， J I ANG J u n c e A n y a n g I r o n a n d S t e e l i r o n w o r k s ， A n y a n g 4 5 5 0 0 4 ， C h i n a A b s t r a c t t h r o u g h t h e a n y a n g i r o ns t e e l C O 1 b f t r o u g h t h e d ri v i n g roo m a l r e a d y a b a n d o n e d s i n gl e l u b ri c a t i n g s y s t e m r e f o r m d e s i g n e d d o u b l e i n t e l l i g e n t l u b ric a t i o n s y s t e m， ma x i mi z e u s e e x i s t i n g res o u r c e s a n d i mp rov e t h e e f fic i e n c y ， r e d u c e the c o s t a n d ma i n t e n a n c e c o n v e n i e n c e ， t o r a t i o n a l i z e t h e p u r p o s e o f t h e r e f o rm ． Ke y wo r d s s i n g l e l u b ric a t i n g s y s t e m t r a n s f o r ma t i o n； d o u b l e i n t e l l i g e n t c e n t r a l i z e d l u b ric a t i o n s y s t e m； d r y o i l d i s t r i b u t o r O现 状 安钢 1号槽下传动房润滑系统使用 的是全 自动智 能润 滑系统 。 其包含 四个 部件 主控柜 ， 油泵站 ， 分油 箱 。 管路电缆。润滑脂输送采用单线式输油管 ， 润滑点 给油切换采用 电磁 给油器给油定量和堵漏检测采用容 积式流量传感器 ．分油箱与润滑控制柜之间的控制信 号传输采用现场总线通讯 。润滑控制柜与润滑监控站 可 以通过网络通讯线联 网， 实现远程润滑操控。 该单线智能润滑 系统 目前主要润滑减速机 ．轴承 座 、 导向滚筒、 皮带机尾滚筒等 3 O个润滑点。同时也对 部分设备进行密封 ， 防止泄露液压油。 单线智能润滑系统工作原理 有润滑点的润滑周 期到时 ， ①首先有主控柜向高压油泵输出启动指令 ， 高 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 0 8 作者简介 郭永强 1 9 7 0 一 ， 男 ， 河南安阳人 ， 高级工程 师 ， 学士 ， 主要从 事 机械设备与维护工作 。 压油泵开始工作并将油脂输送到主油管；②稍微延时 使 主系统升压 。 主控制柜输 出开始点润滑指令 ， 在开 始点润滑指令 中 ， 包括要润滑的点地址 、 要要补加的润 滑油量等信息；③各电控分油箱在接到开始点润滑指 令后 ．判断 自身是否有润滑任务 ，有润滑任务的分油 箱 。 自动完成润滑 点电磁 阀的打开 、 润滑油量 的监测 、 润滑点电磁 阀的关 闭等动作 ．并在主控查询润滑执行 情况的时候 ． 将润滑点 的堵漏报警情况汇报给主控柜。 ④ 当控制柜通过查询 。判 断所有润滑点供油结束时系 统进入循环时间 系统两次工作 时间 的间隔时间 ， 高 压油泵停止工作 润滑系统在下一个润滑周期到时再 次启 动 。 重复系统 供油过程 ， 如此反复 ， 实现对整个设 备润滑系统 的智能化供油 目前该单线智能润滑系统已经使用了 3年 ．更换 电磁给油器 、 容积式流量传感器 、 电路板等部件 多次 ， 到后来维修不了了。 该系统 目前 已不能正常工作 ， 处于 废弃状态 ． 主要原因是该系统所在环境有大量灰尘 其 井的运输费用 ， 矸石回填采空区 ， 即解决矿区的矸石污 染问题 ．而且矸石充填体还可 以作为地下结构承载体 支承上覆岩层 ， 控制地表沉陷。井下煤矸石分选技术和 充填技术的结合是绿色开采 的关键 。 参考文 献 [ 1 ]1 缪协兴 ． 综 合机械 化 固体 充填 采煤技 术研究 进展 【 J ] ． 煤 炭学 报， 2 0 1 2 ， 3 7 8 1 2 4 7 1 2 5 5 ． 『 2 1 丁开旭， 张志高， 张建 臣． 旋 转冲击式井 下煤矸分 离可行性 研 究[ J ] ． 煤矿机械， 2 0 0 7 ， 2 8 8 4 4 4 5 ． f 3 ] 丰建荣 ， 刘志河， 李 志宏， 等． 煤和矸石静态破 碎差别 的实验 研 究[ J ] ． 太原理工大学学报， 2 0 0 6 ， 3 7 1 4 2 4 3 ． 『 4 1 董 长双， 姚 平喜， 刘 志河． 井下煤 和矸石液 压式 自动分选技术 【 J 】 ． 煤炭科学技术， 2 0 0 7 ， 3 5 0 5 4 5 6 ． 7