大型煤矿粉煤灰注浆站的设计.pdf
第 2 9卷第 4期 河北理工大学学报自然科学版 V o 1 . 2 9 N o . 4 2 0 0 7年 1 1 月 J o u r n a l o f He b e i P o l y t e c h n i c Univ e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n N o v . 2 0 0 7 文章编号 1 6 7 4 - 0 2 6 2 2 0 0 7 0 4 - 0 0 1 7 -03 大型煤矿粉煤灰 注浆站的设计 韩兆明, 郭立稳, 孙忠强, 周立辉 河北理工大学 资源与环境学 院, 河北 唐 山 0 6 3 0 0 9 关键词 粉煤灰注浆站; 设计; 经济; 环保 摘要 粉煤灰是燃煤或煤泥发电厂电力生产过程中的排放物, 其 良好的结胶性使其可以作为 井下防止煤碳 自燃的注浆材料。本文对大型煤矿粉煤灰注浆站进行 了设计 , 该设计与传统注 浆方式相比, 既节约 了资金 , 具有 良好的经济效益 ; 又保护 了环境, 具有 良好的社会效益。 中图分类号 T D 8 2 文献标识码 A 粉煤灰是燃煤或煤泥发 电厂电力生产过程 中的排放物 , 是一种固体物, 为保护环境, 节约资源 , 国内外对粉煤 灰的综合利用进行 了相应的研究。作为一种防灭火注浆材料 , 在 国内外也有应用 , 但只是简单 的把粉煤灰作 为黄土注浆的替代品, 未见有相关的系统研究 , 特别是粉煤灰 自动制浆工艺 的研究。在粉煤灰 自动注浆系统 方面尚没有一整套成熟的工艺和技术 。 1 粉煤灰注浆防灭火技术原理及指导思想 利用 电厂生产的粉煤灰作为防灭火注浆材料 , 通过建立一套与电厂排灰系统相配套 的地 面制浆站和全 矿井粉煤灰注浆管路系统 , 使电厂生产 的粉煤灰通过制浆站制成粉煤灰浆 , 再经过注浆管路源源不断的注入 井下需浆地点, 达到注浆充填堵漏防灭火的目的。 粉煤灰注浆技术指导思想 筑建粉煤灰制浆站 , 实现粉煤灰的自动输送 、 自动装卸 、 从储灰池到注浆池的 自动流动, 制浆池的自动搅拌, 从而实现制浆过程的自动化。完全取代黄土注浆 , 不仅达到防灭火的目的, 而 且有利于‘ 三废” 治理 , 减少粉煤灰地面环境污染 , 以取得 良好 的经济和社会效益。 2 粉煤灰注浆站系统方案简介 粉煤灰注浆系统利用风机将干粉煤灰通过管道从电厂输送至注浆站 , 其工艺流程为 电厂粉煤灰仓一双嘴库底卸料器一气力输送泵一输送管路 注浆站粉煤灰仓一 电动锁气器一 冲灰器一 搅拌浆池一混合池一注浆孑 L 所需要的主要设备为 2 。 1 浆池 浆池设 3 个 , 每个有效容积为 5 0 m 。浆池尺寸为 长 2 5 m 宽 1 . 4 m深 1 . 6 m。 2 。 2 补 充水池 补充水池设在注浆站厂房外, 主要用于储存注浆用补充水。补充水量约为 8 0 m 。 / h 。补充水池的有效容 量为 1 0 0 m 。 , 尺寸为 长 8 m宽 5 m深 2 . 5 m。补充水池同时用作注浆管路冲洗水池。 2 . 3 灰浆搅拌机 为均匀制浆, 浆池设移动式搅拌机。每台搅拌机功率为7 . 5 k W, 行走速度为 2 . 1 3 m / m in 。每个浆池装备 1台, 共设置 3台。 收稿 日期 2 0 0 6 - 0 9 . 1 7 维普资讯 1 8 河北理工大学学报 自然科学版 第 2 9卷 2 . 4 气力输送泵 为输送粉煤灰 , 在 电厂灰仓下安装 1台 L X 1 4 0 0 0 o型气 力输送泵。主要 技术参 数 q 2 0 0 0 m m, Q 3 0 m / h , 耗气量 1 0 2 0 m / h 。 灰 水添 加 系统 图 1 注浆站示意图 该系统采用全封闭气力输送, 系统以 P L C可编程控制器作为电气控制系统的核心部件 , 能方便地对仓 泵输送 中的各种参数进行控制, 并通过气动元件控制各种机械元件动作 , 完成 自动输送。该系统气灰输送比 混合 比 高 , 耗气量小; 自动化程度高 , 操作灵活; 在密封管路中输送, 不受潮, 无污染 , 不受气候条件限制; 输送距离大 大于 5 0 0米 ; 该系统在煤矿粉煤灰注浆系统中的应用 , 对煤矿粉煤灰在矿井防灭火 中的综合 利用具有很好的借鉴意义。 图2 气力输送泵示意图 2 . 5 粉 煤灰仓 储 系统 为暂时储存粉煤灰并起到缓冲作用 , 在注浆站设置 2座 5 0 m 粉煤灰钢仓 , 仓顶配套安装 D M C一 4 8型脉 冲除尘器, 以降低粉尘危害。灰仓下部各安设 1 2 块气化板, 有效防止粉煤灰在灰仓内的板结。 维普资讯 第 4期 韩兆明, 等 大型煤矿粉煤灰注浆的设计 1 9 广 j i } L ⋯ .⋯ . . , . , J 图3 粉煤灰仓储系统示意图 2 . 6 灰水添加系统 粉煤灰钢仓下 口安装电动锁气器, 电动锁气器下 口安设 冲灰器 , 粉煤灰与水在 冲灰器混合后 , 自流到浆 池 。 电动锁气器采用 J D I A型电磁调速控制器控制 , 主回路采用可控硅半波整流电路 , 实现恒转矩无级调速, 可通过手动控制面板 , 调整主电机转速, 从而实现定量给料的作用。 冲灰器采用无锡华星电力修造厂专利技术 , 实现水封防尘, 杜绝 了灰、 水混合过程中的扬尘。 根据冲灰器进水管水压应达到 0 . 5 M P a的技术要求及所需水 量, 选用 1台型号为 1 0 0 G EE , 功率为 3 7 k W, 流量为 1 2 0 m 。 / h , 扬程为 5 1 m的离心式渣浆泵。 2 . 7 水泥添加装置 预留安装位置 为添加固化剂, 制胶体粉煤灰浆 , 预设一套水泥或胶体材料添加装置 , 主要包括 1座 3 0 m。 水 泥钢仓、 l 台型号为 L S一 3 l 5 , 长度 L 6 m的螺旋输送机。 安排工艺布置时在混合池上方预留 1 座 3 0 m 。 水泥钢仓及螺旋定量输送系统的安装位置。 2 . 8 注 浆车 间 搅拌池及主要机器设备都将放于厂房内。 3 注浆参数的确定 注浆站 日注浆量计算公式如下 1 日粉煤灰用量 Q G K r 其中 G 原煤 日产量 , 万 t / d ; 万吨原煤粉煤灰用量 , m 。 / 万 t ; r 粉煤灰堆积比重, t / m ; 2 日注浆用水量 Q Q 2 其 中 Q 日用粉煤灰重量 ; 2 水灰 比 重量 比 3 日注浆量 Q Q 4 日冲洗管路用水量 Q冲Q , 2 5 %; 下转第3 1页 维普资讯 第 4期 王婷婷 , 等 富氧喷吹煤气新工艺条件下的高炉操作线 [ 4 ] 杨天钧.中国高炉炼铁技术的进展[ J ] .中国冶金, 2 0 0 4 , 6 1 - 7 . 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Ri s t Ope r a t i o n Li n e o f BF Op e r a t i ng by En r i c h e d Ox y g e n a n d Ga s - i n j e c t i o n f r o m T u y e r e s WA N G T i n g r i n g , L 0 Q i n g , G U O H a o C o l l e g e o f Me t a l l u r g y a n d E n e r gy, He b e i P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y , T a n g s h a n H e b e i 0 6 3 0 0 9 , C h i n a K e y wo r d s B F; e n ri c h e d o x y g e n a n d c o a l g a s i n j e c ti o n f r o m t u y e r e s ; ri s t ; e n e r gy c o n s u m p t i o n Ab s t r a c t A c c o r d i n g t o t h e R i s t t h e o r y . t h e n e w R i s t o f t h e i n j e c t i o n o f g a s i n t o t h e b l a s t f u r n a c e i s s e t u p . T h e e ff e c t s o f v a ri o u s ma t e ri a l a n d o p e r a t i o n f a c t o r s o n e n e r g y c o s t o f i r o n ma k i n g p r o c e s s a ft e r e n ri c h e d o x y g e n a n d g a s . i n j e c t i o n fr o m t u y e r e s i s d e s c ri b e d . I t s h o w s t h a t the g a s o x i d a t i o n i S mo v e d a t t h e i o i n t o f p r e . r e d u c t i o n a n d f u n e r a l r e d u c t i o n o n the Ri s t , b u t t he c h a n g e o f c o a l g a s h a s n o e f f e c t s o n the v a l u e o f F e O. Co mp a r e d wi th s me l t i ng wi t h p u r e c o k e , the p o i n t i s mo v e d t o the r i g h t b y 0 . 0 4 . 上接 第 1 9页 4 结论 4 . 1 经济效益分析 使用黄土注浆 , 每吨成本在 4 O元以上 , 粉煤灰本身为电厂废弃物 , 使用粉煤灰可以不计 原料成本; 粉煤灰注浆较黄土注浆可以减少人员一半以上 , 可大大减少人工费用 ; 粉煤灰 比黄土的胶结性强 , 粉煤灰浆可以减少胶体 的用量。 4 . 2 社会效益分析 粉煤灰在矿区内的注浆环节全部采用封闭式 , 有效的降低了扬尘 , 避免了粉煤灰的二次 污染, 利于矿区环境保护和职工 的身体健康 。新建粉煤灰注浆站地处矿井地面工业广场 内, 便于生产管理 ; 生产工艺设施基本实现机械化及 自动控制 , 改善了工人的工作环境 , 符合以人为本的现代管理理念。 参考文献 [ 1 ] 董宝利. 粉煤灰在米浆材料中的应用[ J ] . 中州煤矿, 1 9 9 7 [ 2 ] 陈礼仪. 米浆材料炮煤灰综合利用的新途径[ J ] . 探矿工程, 1 9 9 9 . [ 3 ] 韩利军. 粉煤灰壁后注浆充填材料的试验研究[ J ] . 煤炭科学技术, 2 0 0 1 . [ 4 ] 梁道广. 粉煤灰在矿井中的综合利用f J ] . 煤矿安全, 2 0 0 2 . Th e S t u d y o n F l y a s h a s t a t i o n De s i g n i n La r g e Co a l c mi n e s HAN Zh a o mi n g, GUO Li we n, S UN Zh o n g q i a n g, ZHOU Li h ui C o l l e g e o f R e s o u r c e s , a n d E n v i r o n me n t , H e b e i P o l y t e c h n i c U n i v e rs i t y , T a n g s h a n H e b e i 0 6 3 0 0 9 , C h i n a Ke y wo r ds fly a s h s tat i o n; d e s i g n; e c o n o my; e n c i r o n n me n t alp r o t e c t i o n Ab s t r a c t T h e fl y a s h f r o m s t o v e i s a n e x h a u s t i n g o f the c o a l o f c o a l mi r e o r c o al mi r e p o w e r p l a n t e l e c t ri c p o we r p ro d u c t i o n l i n e i n s i d e thi n g . I t s g o o d k n o t g u m ma k e s i t u s e d a s the we l l d e s c e n d t o p r e v e n t the c o a l c a r b o n f r o m b u rn i n g . T h i s a r t i c l e g i v e s a fl y a s h s t a t i o n d e s i gn i n l a r g e c o a l mi n e . C o mp a r e d wi th t r a d i ti o n a l wa y o n c h a n g i n g the i t e m tha t d i s c a r d f o r the t r e a s ur e, thi s me t h o d i s n o t o n l y e c o n o mi c al b u t a l s o p rot e c t i n g t he e n v i ron me n t , wi th a g oo d S O e i a l e f f e c t , w i t h a g o o d p r o fi t the g o o d a n d s o c i a l f e r f r ma n c e . 维普资讯