水仓清淤及脱水技术与设备研究

水仓清淤及脱水技术与设备研究

论文摘要

煤矿在开采过程中,不可避免会产生大量的涌水,主要是采煤和掘进时地下水的渗出,此外,在开采和掘进过程中,设备的冷却和矿井降尘也需要大量工作用水,这些水都是通过水沟导引主井底水仓,再由排水系统排出地面。同时,水中会混合大量的煤尘和粉尘,随引水系统流入水仓,在水仓底部沉积,形成煤泥。这些煤泥必须清理,否则,将会造成水仓有效容积的减少,甚至会造成排水系统堵塞,严重影响正常的排水和煤矿的安全生产。水仓底部的煤泥沉积层上部较松散,处于一种浆状层,底部较密实,但也处于饱含水的非胶结状态,清理比较困难,并影响正常排水,历来是煤矿面临的较难解决的问题。因此,研究应用一种新型的清仓系统以代替传统的清淤方法,具有十分重要的理论意义与实用价值。压滤设备在洗煤厂的尾矿处理方面获得了广泛的应用,本研究项目是把压滤技术应用到井下水仓的清淤方面,实现清淤、脱水和运输一体化,将大大提高煤矿清淤的效率和自动化水平,水仓清淤及脱水系统是将地下淤泥排除地面的一种行之有效的设备,它采用连续运转的工作方式,利用清淤设备和压滤设备配套,清淤效率高,不影响正常的排水,可以大大提高水仓清淤的自动化程度和煤矿的安全生产水平,降低工人劳动强度。本课题将用带式压滤机代替板框压滤机。对于带式压滤机来说,传统的分析研究比较注重静特性计算,而本课题将开拓性的从动特性考虑。本文还将首次尝试应用COMS集成电路对多台带式压滤机的启、停随机性进行控制。具体研究内容包括:该种方法要求对淤泥的向外输送和对水仓的清理同步进行。水仓淤泥由淤泥清挖专用泵抽出,而后进入连续运转的带式压滤机,滤布是由板(片)状网构成,在工作过程中,淤泥中的水分从滤带中压出,以获取较为干燥的物料,针对淤泥的理化特性,包括颗粒大小、粘度、粒度、容重等特性,对带式压滤机的动特性进行研究,并应用相关软件对物料进行分析。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 煤矿井下水仓清淤概述
  • 1.1.1 水仓的功能情况
  • 1.1.2 水仓的布置及与车场连接方式
  • 1.2 水仓淤泥的形成
  • 1.3 水仓清理的意义
  • 1.4 清挖水仓的传统方法及特点
  • 1.5 水仓清淤及脱水系统形式及组成
  • 1.6 国内外研究概况、水平和发展趋势
  • 1.7 本章小结
  • 第2章 带式压滤机的工作原理及主要构成部件
  • 2.1 工作原理
  • 2.2 脱水效果的评价指标
  • 2.3 主要部件和参数
  • 2.4 带式压滤机辅助设备
  • 2.5 常见故障及排除方法
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 带式压滤机的动力学特性研究
  • 3.1 滤带与托辊的力学特性
  • 3.1.1 滤带、托辊的类型和技术规格
  • 3.1.2 滤带的静、动特性
  • 3.1.3 滤带的动力模型
  • 3.1.4 滤带动特性的分析法
  • 3.1.5 滤带覆盖层的力学特性
  • 3.1.6 滤带运行的阻力特性
  • 3.1.7 滤带运行的冲击特性
  • 3.1.8 托辊的动载荷系数
  • 3.2 驱动装置和制动装置特性
  • 3.2.1 对驱动装置和制动装置的要求
  • 3.2.2 驱动装置和制动装置的应用及特性
  • 3.2.3 传动机构动力学
  • 3.2.4 起、制动寸系统的动态响应
  • 3.3 拉紧装置及其特性
  • 3.3.1 拉紧装置的类型及其力学特点
  • 3.3.2 拉紧装置的动态特性
  • 3.3.3 拉紧装置的振动特性
  • 3.4 带式输送机动特性的研究
  • 3.4.1 带式压滤机纵向动特性的牛顿分析法
  • 3.4.2 带式压滤机纵向动特性的有限元分析法
  • 3.4.3 带式压滤机纵向动特性的波动分析法
  • 3.4.4 带式压滤机横向振动分析
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 带式压滤机的集中控制与保护系统
  • 4.1 系统简介
  • 4.2 基本技术条件及有关数据
  • 4.3 随机控制系统工作过程
  • 4.4 主要保护功能
  • 4.5 辅助装置
  • 4.6 单机的基本组成单元及工作原理
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 淤泥理化指标的测试
  • 5.1 加压旋转流变仪测试系统的研究
  • 5.1.1 研制加压旋转流变仪测试系统的意义
  • 5.1.2 加压旋转流变仪的结构组成
  • 5.1.3 加压旋转流变仪测量数据的回归分析
  • 5.2 高浓度粘稠物料理化指标的测试
  • 5.2.1 粒径测试及其测量统计
  • 5.2.2 浓度测试
  • 5.2.3 粘度测试
  • 5.2.4 容重测试与计算
  • 5.2.5 滤带摩擦系数的测试
  • 5.2.6 物料酸碱度的测试
  • 5.3 理化参数对物料性能的影响
  • 5.3.1 外界因素对粘度的影响
  • 5.3.2 物料的组成成分对流变特性的影响
  • 5.3.3 外在因素对流变特性的影响
  • 5.3.4 粒度分布与级配对流变特性的影响
  • 5.4 小结
  • 第6章 结论
  • 6.1 主要研究成果
  • 6.2 后续工作的展望
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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