[发明专利]煤矿开采系统中煤-水双资源的管道运输系统

说明书

本发明公开了一种煤矿开采系统中煤‑水双资源的管道运输系统，在采区的最底层位设置采区水仓，将分散在采区中的矿井水通过排水沟汇集到采区水仓并利用水仓压力泵运输矿井水。采区煤仓溜煤眼的下方设置煤炭破碎装置用以煤炭破碎。水仓压力泵泵送的矿井水与经煤炭破碎装置破碎的煤炭通过煤水混合三通混合。混合后的煤水经矿井运输巷道以及运输行人井（副井）的煤水管路提升至地面沉淀池。煤水混合物在沉淀池完成煤和水的分离，分离后的水通过管路运输至污水处理厂，分离后的煤通过矿用卡车运送至选煤厂。本发明用以管道运输方式对井下水和煤炭资源同时进行运输，减少了主井和巷道开拓成本，同时降低了煤炭和井下水运输成本。

技术领域

本发明涉及一种煤矿开采系统中煤-水双资源的管道运输系统。

背景技术

在当今煤炭大环境下，降低吨煤成本是煤矿企业在竞争浪潮中最为重要的手段。其中在现阶段煤炭开采的过程中，煤炭运输系统多为胶带运输，需胶带运输巷道配合运输，所需运输巷道的掘进和维护、运输设备的维护费用高，电力供给以及人力物力的消耗大，因此能减少煤炭运输时消耗的费用可以大大提高煤企的效益。水作为人类活动必不可少的资源其价值、地位甚至远超过煤炭资源，我国水资源的人均占有量仅为世界人均值的1/4，而且分布不均一，煤炭资源与水资源呈逆向分布，这种现象在我国西部矿区尤为明显，我国大型煤矿大多分布在西部，其中多数矿区缺水导致了当地荒漠化、生活用水困难等问题。据统计，全国矿井在开采过程中水的排放量达70余亿m³，矿井水资源对人类活动有着不可或缺的作用，但是以裂隙水为主的矿井水回收利用并不完善，如采空区积水等矿井水未被充分利用白白流失。在目前的煤炭开采中，矿井水资源的合理利用已经得到了人们的重视，矿井水提升上井通过净化后供企业或居民使用已经成煤矿的常规模式，但是单一的运输排水给煤矿企业带来的经济价值微乎其微，如何充分利用矿井水资源在运输时的功用尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提供了一种煤矿开采系统中煤-水双资源的管道运输系统，本发明采用管道共运方式代替胶带运输系统以及主井，简化了煤矿运输巷道布置，降低了煤炭运输时的成本，同时提高了矿井水资源运输上井带来的经济价值。实现了提高煤矿效益同时合理回收水资源的双重目标。

为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案是一种煤矿开采系统中煤-水双资源的管道运输系统，包括采区水仓、水仓压力泵站、煤炭破碎装置、煤水混合三通、井上煤水提升泵站和沉淀池。其特征是：

所述采区水仓设置在采区的最底层位，水仓压力泵站设在采区水仓旁，水仓压力泵吸水口接入采区水仓的矿井水中。所述煤炭破碎装置设置的进料口接采区煤仓溜煤眼。所述煤水混合三通的第一接口连接煤炭破碎装置出料口，煤水混合三通的第二接口通过运水管路连接水仓压力泵出水口。所述煤水混合三通的第三接口通过铺设在采区轨道运输巷道、采区运输石门、轨道运输大巷以及运输行人井（对应普通开拓系统的副井）的煤水管路连接井上煤水提升泵站的提升泵的进水口。所述煤水提升泵站的提升泵的出水口接入沉淀池。沉淀池的排水口通过管路接污水处理厂。

所述煤水管路按照巷道布置方向分为：水平巷道水平管路、倾斜巷道倾斜管路、垂直巷道垂直管路三种形式。在所述垂直管路为螺旋状，虽然增加了运输路径，但为块煤在管路中垂直运输提供了可能。

在管路运输块煤以及末煤形成的煤浆不可避免的会造成堵管现象，为此在煤水管路中按照设定的间距设置有若干叶轮装置，用于防止煤炭堵塞管路，最佳放置在煤水管路连接处，同样其目的为为以后长期使用时叶轮检修提供便利。所述叶轮装置的叶轮具有两种工作状态：空转状态和自转状态，其中空转状态是在运输及压力小的时候，通过水流的冲力带动叶轮转动；自转状态是通过电机带动叶轮使其主动旋转。叶轮的旋转可使管路中的水流呈螺旋状，让煤炭在水介质中长时处于悬浮状态，防止堵管现象出现。在检修期间此管路只运输矿井水，来清理管路中不慎遗留的煤炭，进一步避免堵管现象出现。