水仓煤泥非造浆清挖工艺与装备研究

发布时间：2017-03-29 07:00

  本文关键词：水仓煤泥非造浆清挖工艺与装备研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿井下中央水仓是用于贮存全矿井下涌水和沉淀煤泥,预防矿井水灾的重要设施。水仓中积存煤泥的及时清理是确保完成其功能,实现安全生产的关键环节,《煤矿安全规程》对此有专门严格规定。由于井下作业空间的严苛性以及煤泥的特殊粘结性,水仓煤泥清理成为困扰业界多年的棘手难题,以致目前,水仓煤泥主要采用人工清挖的方式,工人劳动强度大,清挖效率低,是煤矿生产中机械化程度较低的工作环节之一。本文以河南理工大学与焦作煤业(集团)新乡能源有限公司科技合作项目《煤矿水仓自动清淤系统工艺与装备关键技术研究》为工作基础,力求开发一种全新的水仓煤泥清挖工艺系统,并研制其配套装备,以期对清挖问题有根本性的突破。本文主要内容如下:(1)对煤矿水仓清挖作业过程及环境进行了分析研究,提出了一种“非造浆清挖”的工艺系统。其能完成从煤泥清挖到转送全过程的自动、并行、连续作业,具有工艺过程简单,输送污染少,作业效率高的显著特点。(2)针对新工艺中煤泥管道输送过程的要求特点,专门对水仓煤泥这一特殊的输送对象进行了理化特性基础研究。根据焦煤集团赵固二矿采集的水仓煤泥样品,测试了煤泥的浓度、粒度、塌落度、失水率等多组试验数据,分析各种理化性质对煤泥输送性的影响。综合多种因素,建立了水仓煤泥管道可输送性的评判指标(TIF),对相关应用领域具有通用参考意义。(3)对水仓煤泥进行了大型环管输送试验,建立了水仓煤泥的流变模型,获得了水仓煤泥的流变曲线和流变方程,为新工艺中的管道输送奠定了基础。(4)研究了无轴螺旋集料、双螺旋上料、全液压控制、卡轨自行走等多种关键技术,完成了水仓煤泥清挖泵送一体机的研制。(5)搭建了试验平台,完成了样机地面试验,并在焦煤集团古汉山煤矿进行了工业性试验,试验表明:该机能高效完成水仓煤泥清挖和泵送,效果良好。非造浆清挖工艺与传统工艺相比,效率提高了3-10倍。
【关键词】：中央水仓 煤泥清挖 管道泵送 非造浆工艺 煤泥特性
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 水仓煤泥清理技术发展及研究现状11-14
• 1.2.2 现代管道输送技术研究现状14
• 1.2.3 高浓度粘稠物料管道输送技术研究现状14-16
• 1.3 本文主要工作及研究内容16-17
• 1.4 小结17-18
• 2 煤泥非造浆清挖工艺研究18-24
• 2.1 传统工艺及分析18-21
• 2.1.1 人工清挖工艺18-19
• 2.1.2 造浆清挖工艺19-20
• 2.1.3 分级沉淀池清挖工艺20-21
• 2.2 非造浆清挖新工艺21-23
• 2.2.1 非造浆清挖理念21-22
• 2.2.2 非造浆清挖工艺流程22-23
• 2.3.小结23-24
• 3 水仓煤泥特性研究24-60
• 3.1 煤泥理化特性研究24-42
• 3.1.1 浓度与浓度测试24-27
• 3.1.2 粒度及粒度基本特性测试27-37
• 3.1.3 塌落度及塌落度测试37-39
• 3.1.4 失水率及失水率测试39-42
• 3.2 煤泥管道输送评判指标的建立42-45
• 3.2.1 管道输送评判指标概念42
• 3.2.2 管道输送评判指标的建立42-43
• 3.2.3 管道输送评判指标分析43-45
• 3.3 煤泥流动特性研究45-57
• 3.3.1 煤泥流变模型的建立45-52
• 3.3.2 煤泥流变曲线及流变方程52-54
• 3.3.3 管道流动特性54-57
• 3.4 小结57-60
• 4 煤泥清挖泵送一体机关键技术研究60-72
• 4.1 清挖泵送一体机结构60-62
• 4.2 清挖集料单元62-65
• 4.2.1 清挖集料单元结构及仿真分析62-65
• 4.2.2 防粘料对称无轴螺旋集料关键技术65
• 4.3 双螺旋上料单元65-67
• 4.3.1 双螺旋上料单元结构及工作流程65-66
• 4.3.2 封闭式双螺旋上料关键技术66-67
• 4.4 液压系统单元67-69
• 4.4.1 液压系统组成及功能67-69
• 4.4.2 全液压控制关键技术69
• 4.5 自行走单元69-71
• 4.5.1 自行走单元结构及功能69-70
• 4.5.2 卡轨自行走关键技术70-71
• 4.6 小结71-72
• 5 地面试验及井下工业性试验72-78
• 5.1 地面试验72-74
• 5.1.1 清挖集料与上料试验72-73
• 5.1.2 管道输送试验73-74
• 5.1.3 综合试验74
• 5.2 工业性试验74-76
• 5.2.1 井下试验平台搭建74-75
• 5.2.2 试验结果及分析75-76
• 5.3 小结76-78
• 6 结论与展望78-82
• 6.1 结论78-79
• 6.2 创新点79
• 6.3 展望79-82
• 参考文献82-86
• 作者简历86-88
• 学位论文数据集88

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