地下煤气化合成气的脱碳提氢耦合工艺探讨

针对煤炭地下气化(UCG)技术制备的合成气具有温度高(>200℃)、压力大(3.35 MPa)、饱和含水量大及组分复杂(含CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和CO等)的特点,设计并采用膜分离+溶剂吸收耦合的处理方法以实现地下煤合成气中CO_(2)的脱除和H_(2)的提纯。地下煤合成气经过二级膜分离单元的处理,实现了CO_(2)/H_(2)与CH_(4)的分离并得到了脱碳净化气,其中CO_(2)含量(物质的量分数)≤3%,该膜分离工艺所需能耗为0.297 k W·h/m^(3)。使用醇胺吸收法处理CO_(2)/H_(2)混合气,并通过配方溶液筛选、工艺流程优化和校验分析等方法开展了研究,最终得到了H_(2)纯度(物质的量分数)≥99%的产品,该醇胺吸收法的能耗为0.341 k W·h/m^(3)。使用膜分离+溶剂吸收耦合处理复杂工况的地下煤合成气,可得到脱碳净化气、纯CO_(2)和工业级H_(2),提高了项目的经济价值,具有较大的应用潜力。

关中矿区煤矸井下分选及短壁充填设计与实践

针对关中矿区煤矿资源逐渐枯竭、“建下”压煤量大、煤矸石外排难等问题,提出了煤矸井下分选及短壁充填方法。对比了不同煤矸分选技术及煤矸石充填技术的优缺点,并基于煤矸分选技术和短壁充填技术相结合的方法研究了煤矸井下分选及短壁充填技术在关中矿区的适用性。以关中矿区百良旭升煤矿煤矸井下分选系统及CT501短壁充填面为工程案例,分析了煤矸井下分选及短壁充填系统工艺原理、系统布置、关键设备和关键技术。通过煤矸分选及充填效果监测、地表沉降观测和效益分析,实践结果表明,在关中矿区实施煤矸井下分选及短壁充填技术可有效控制地表沉降、减少煤矸石外排、延长资源枯竭型矿井剩余服务年限,经济及生态效益显著。

新构型重介质旋流器在邯郸洗选厂的应用

为解决传统构型重介质旋流器中煤带精煤量高、矸石带煤量高等问题,邯郸洗选厂采用新构型重介质旋流器对南部重介质分选系统(南部系统)进行了改造,并与未改造的北部重介质分选系统(北部系统)进行了对比。结果表明:相较未改造的北部系统,改造后南部系统的数量效率提升了3.44个百分点,可能性偏差也明显降低,同时精煤灰分合格率提升了5.59个百分点,重介质损耗降低了0.11kg/t,综合精煤产率预计提升0.61个百分点。新构型重介质旋流器的应用为企业带来了较高的经济效益,为工艺系统下一步改造升级提供了可靠依据。

五举煤业实现煤质创效的应用实践

为解决升井原煤煤质差,煤质检测存在滞后性,影响选煤厂生产效率及产品质量的问题,基于对原煤开采、运输及洗选加工各环节的分析,通过采取降低工作面采高,建设井下TDS智能干选预排矸系统,采用自动采制样、煤质在线检测,对煤质进行信息化、数字化管理等措施,实现对煤炭质量的精准控制和预警。实践表明,以上措施采用后,升井原煤灰分平均降低15个百分点,洗选精煤灰分波动小于0.3个百分点,精煤产率达到35%以上。通过实施全过程煤质控制,降低了生产成本,减少了环境污染,提高了企业的经济效益和社会效益,可为其他存在类似问题的选煤厂提供一定借鉴。

井下煤矸智能干选系统巷设计方法探讨

井下煤矸智能干选是煤矿实现绿色开采的有效技术手段。为深入研究智能干选系统巷设计方法,结合智能干选系统工艺流程,提出了井下智能干选系统巷设计思路。基于分析主煤流运量、原煤含矸率、矸石分选粒度、原煤分级筛和智能干选机处理能力、井下矸石充填规模相互影响关系,探究矸石分选规模确定方法。结合筛分系统工艺特点,阐明在转载点或煤流引出位置布置筛分系统的合理性。根据设备外形尺寸和处理能力,探讨智能干选硐室单、双巷布置形式。针对转载煤仓上下口、带式输送机搭接点、加装转载装置等不同类型主煤流转载分流点,研究智能干选系统布置位置优缺点及适用条件。在此基础上,介绍了煤仓下口双系统工程设计案例。研究表明,矸石分选规模由多因素综合确定;滚轴筛布置在转载点可以避免末煤大运量转载;煤仓下口布置矸石分选系统可以应对瞬时大运量来煤;煤仓下口双系统模式可以为类似矿井设计提供参考。

煤炭井下分选实践与展望

随着煤炭绿色生产新模式的提出,采选充一体化在减少矸石的无效提升、消除矸石堆放污染以及提高资源回收率等方面具有重大意义,且已成为煤炭绿色发展的重要技术路线。文章简要介绍了煤炭井下分选的现状,阐述了井下分选的意义和特点,并对比了目前现有技术的优缺点,为今后项目建设技术路线的选择提供了参考。同时,对新的井下分选技术提出了展望。

我国井下智能干选技术装备发展及展望

井下智能分选技术装备是煤矿智能化建设的重要组成部分,也是当前深入推进绿色矿山建设的重要抓手。文章总结了当前智能干法煤矸识别技术装备的发展现状,介绍了当前井下智能干选工艺应用的阶段性成果,探讨了井下智能干选工艺布置的基本准则:紧凑型、智能化、模块化、一体化,并分析了制约其装备研发与应用的关键因素:布料均匀性、识别高效性、粉尘无害化。最后从社会效益及经济效益等角度展望了其发展趋势。

天元智能干选机在山脚树矿平田矸石山的应用

为加强矸石山治理并实现资源回收利用,有效解决矸石山堆存引起的二次灾害,回收矸石中<50 mm粒级符合电厂发热量需求的产品,山脚树矿采用天元智能干选机对矸石山中有价煤组分进行了分选回收。文章介绍了该干选机结构、工作原理、工艺布置及工业应用效果。生产实践表明:该干选机能够实现10~50 mm粒级的有效分选,在原煤水分低于10%时,分选后产品发热量相较于原料发热量增量较大,筛除<10 mm粒级细颗粒后矸中带煤率(矸损)降幅最高可达6.03个百分点。该干选机可通过两种分选模式对矸石山原料进行识别分选,其中低富集度模式可将中煤、夹矸、黑矸选出作为产品,以提高产品产率;而高富集度模式可将夹矸、黑矸舍弃,达到提高产品品质的目的,该模式分选出的产品发热量均大于12.56 MJ/kg,发热量增幅最高达259.25%。天元智能干选机可根据产品指标要求生产出符合用户需求的产品,降低企业生产成本,提高经济效益。

智能干选机在山脚树矿洗煤厂的应用

为了解决原煤处理能力不足、选煤成本高等问题,基于智能干选机工作原理、设备结构与技术特点,山脚树矿洗煤厂引进了智能干选机应用于原煤预排矸系统以排出原煤中的大块矸石以及大块杂物。生产实践表明,智能干选机能够将原煤中>50 mm块矸排除90%以上,矸石带煤率低于1%,应用效果良好。

井下TDS智能矸选系统巷道及硐室群布置设计

为了实现矿井矸石不上井、提高主井净提升能力,设计将TDS智能矸选系统布置在井下,分析了TDS智能矸选系统的运行规律,研究其矸选巷道及硐室群布置形式,并对其平面布置、竖向布置进行详细论述,给出了TDS智能矸选巷道及硐室群支护方式和支护参数。在此基础上,结合三河口矿井生产系统实际情况,对井下TDS智能矸选系统巷道及硐室群布置进行了设计,为类似矿井井下TDS智能矸选系统设计提供参考。

跳汰选煤技术与装备的应用与发展

跳汰选煤历史悠久,过去曾是最主要的选煤工艺,近二十年来随着重介和干选的快速发展,跳汰应用比例大幅下降。为扬长避短,保持跳汰的生命力,科研工作者不断进行挖潜创新,开发了多项新技术,提高了跳汰分选效果和装备性能,拓宽了其应用范围。文章介绍了跳汰选煤的发展史,阐述了当今几种常用跳汰机的技术特点,列举了一些典型应用案例,提出了需要解决的难题,并展望了跳汰选煤技术未来的发展趋势。

SID-F干选机分选无烟煤末煤的试验研究

为了对低品质末煤和粉煤灰等难分选产品进行有效分选处理,进一步提升其清洁高效利用水平,采用SID-F干选机中试系统对10~0 mm粒级的无烟煤末煤进行了干法分选试验,并通过对原煤及其产品进行取样化验和数据分析,考察了该机对无烟煤末煤的分选效果。试验结果表明:SID-F干选机对10~0 mm粒级末煤整体分选效果较好,精煤产品灰分较原煤降低了9.43个百分点,全流程分选效率>90%;该机对>3 mm粒级末煤分选效果良好(精煤带矸率<1%),但对<3 mm粒级的末煤分选效果稍差(精煤带矸率≤5%)。

煤与矸石分形维数的差异研究

为实现煤矸自动识别及快速分选,利用煤与矸石的纹理特征与轮廓表面灰度级别等差异较大的特点,对于二者的单一颜色灰度图像,采取平滑滤波、降噪等方法处理,应用差分盒维法求得二者灰度图像分形维数,以区分煤与矸石图像表面纹理粗糙度。试验结果表明,煤和矸石的分形维数有明显的不同,煤的分形维数要大于矸石,以数值2.450 0为分界点,煤的分形维数在分界点之上,矸石的分形维数在分界点之下。根据这一差异可有望实现煤矸的自动识别,为实现一种全新的煤矸分选系统奠定理论基础。

井下煤和矸石液压式自动分选技术

针对当前煤矿生产过程中,煤炭出井后进行煤、矸分选,排放大量的矸石,介绍了一种井下煤、矸石自动分选方法,该方法利用煤、矸石的破碎力不同,采用液压旋转分选油缸对煤、矸石进行破碎性自动分选,实现煤炭开采过程中,在井下直接把矸石分选出来,将矸石留在井下。

基于运动分析和仿真的井下弹道式煤矸分选研究

介绍了一种新型井下煤矸分选方法——弹道式煤矸分选。通过对斜碰撞过程中原煤(混矸)球的运动分析,推导出基于碰撞恢复系数的物料块反弹距离公式。运用计算机仿真对理论推导结果进行验证,并分析了理论推导结果和仿真结果出现差异的原因。

常村煤矿井下煤矸石分选工艺设计

常村煤矿毛煤中大块矸石含量较大,为了节约矸石提升及地面处理成本,提高煤炭有效运量,开展了井下煤矸石分选工艺设计。分析了煤质,提出了大块煤动筛跳汰分选+煤泥沉淀压滤的分选工艺,开展了主要工艺设备选型。该工艺具有可行性,有利于提高常村煤矿的经济效益和社会效益。

煤矿井下湿法分选系统设计

随着煤矿薄煤层开采过程中矸石量的不断增多,很大程度上降低了矿井的实际产能。若把选煤厂转移到煤矿井下,实现井下煤炭的分选,将会取得较大的社会效益和经济效益。因此根据我国高含矸率煤炭的分选提出了煤炭井下分选构思:①改变原煤提升至地面排矸、地面分选的传统工艺,实现井下分选和矸石充填一体化,解决矸石污染和采空区地表沉陷问题;②通过井下分选系统,实现精煤上井、矸石充填、井下水循环的高效绿色开采模式;③对设备提出防爆隔爆、防尘、防静电等技术要求,以达到分选设备在井下工作的要求。

井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

在总结综合机械化固体充填采煤技术研究进展的基础上,提出实施煤矸井下分离的现实需求与意义,并着重综述了煤矸选择性破坏法、重介质选煤法、动筛跳汰法等常用井下煤矸分离方法的技术原理、系统及关键装备,提出了井下煤矸分离与固体充填采煤系统设计的基本原理。结合唐山煤矿存在"三下"压煤开采、矿区环境保护以及煤矸井下分离的工程案例,介绍了该矿"采煤→煤矸分离→矸石充填→采煤"闭合循环的采分充采一体化开采技术的基本原理、分离与充填系统设计及实际工程应用效果。研究表明:井下煤矸分离与矸石充填技术的有机结合可实现矸石减排、井下洗选以及地表沉陷控制,是实现绿色开采的重要途径。

顶水作用下井下煤与矸石分选试验

传统煤与矸石的分选是将毛煤从井下运到地面然后在选煤厂完成二者的分离,该方法不仅造成了地面矸石的堆积和资源的浪费,并且破坏了矿区的生态环境。为在井下实现煤与矸石的分离,并将矸石用于回填,在对传统煤与矸石分选原理分析的基础上,基于煤与矸石的密度差异,设计了一种利用具有一定流速的顶水实现井下煤与矸石分选的方法。通过计算仿真和分选试验,证明了该方法的可行性,并对影响该分选方法的有关因素进行了分析。

井下煤水分离系统设计与应用

针对采煤工作面涌水大,运出的煤流中含水多,运输、仓储困难,制约生产,危及安全的情况,在井下煤流运输的源头建立了煤水分离系统并设计了专门的振动分级脱水筛,利用废弃的巷道建立了筛下煤泥水沉淀池和压滤机硐室。采煤工作面运出的水煤经振动脱水筛脱水、煤泥水沉淀池沉淀、压滤机压滤煤泥后,实现了煤水分离。煤通过带式输送系统运出,水流入水仓通过水泵排到地面,保证了采煤工作面大量涌水时的生产、运输及仓储的安全。