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摘要：通過分析俯采工作面排水系統的現狀與缺陷，研究綜采工藝的更新與發展，提出一種以水煤顆粒自動分離器與雙通道三級沉淀池為主的水煤處理技術。該項技術將篩分與沉淀原理有效結合，實現對污水中煤粉顆粒的分離，解決了臨時沉淀池沉淀效果差與污水漫流巷道影響工程質量的問題，消除了排水系統中存在的潛在安全隱患，確保現場施工安全，避免了因污水漫流形成的附加工程量，降低了人工成本，提高了生產效率。

關鍵詞：俯采工作面；水煤處理；自動分離器；雙通道三級沉淀池

0引言

目前，在綜采工作面采用俯采工藝采煤期間，工作面涌水及老空水會自流至兩巷的水溝內，并經車場流至水倉或采區的水溝內。在工作面涌水量較大的情況下，涌水進入煤流系統會造成水流內摻雜進大量粉煤顆粒，裹挾有粉煤顆粒的污水流進入排水系統后會造成水溝、泵坑淤積，涌水溢出水溝造成巷道底板積水或排水設備損壞。綜采工作面采用俯采工藝時，在涌水量較大的情況下均面臨上述問題，嚴重影響工作面的工程質量，且造成安全隱患，影響工作面的安全生產。基于上述問題，礦設計出以水煤顆粒自動分離器與雙通道三級沉淀池為主的水煤處理技術，對水煤中的顆粒進行篩分并回收，取得了較好的使用效果。

1概況

21703綜采工作面為俯采面，在回采過程中，原21702綜采工作面采空區與21703綜采工作面采空區積水自流至21703運輸巷水溝內，再經過直徑267mm排水管排至21703運輸巷車場水溝，并匯集到－720m輔助水平軌道巷水溝內。目前，在21703運輸巷車場下變坡點處設置有一個小型沉淀池，用以沉淀水流中夾雜的煤顆粒。然而，現場在用排水系統仍存在多處弊端［13］。（1）21703運輸巷水溝坡度較大，水流湍急，其匯流至沉淀池后，多數煤顆粒依舊隨流水沖走，并淤積在沉淀池后方水溝中，致使水溝堵塞，污水漫流整個車場，降低了巷道感官效果，也對正常生產造成一定影響。（2）水溝淤積，污水漫流巷道，形成附加工作量，需重新布置人力組織清理，既增加了人工成本，也降低了生產效率，也為潛在的安全隱患。（3）現使用的沉淀池僅有一個沉淀坑，需在湍急的水流中清理淤煤，導致煤顆粒二次混入水流，大大減少了煤顆粒清理量，清淤效率低。為解決21703綜采工作面排水系統存在的上述問題，以便于更好地組織生產，提高現場工程質量，切實地消除安全隱患，確保現場施工安全，設計加工使用一種水煤顆粒自動分離裝置，將污水流中煤粉顆粒過濾，實現水與煤顆粒的分離，并施工雙通道三級沉淀池，優化排水系統。

2水煤處理技術工藝

水煤處理技術工藝包括水煤顆粒自動分離器、雙通道三級沉淀池及其他輔助設備。通過水煤顆粒自動分離器可實現工作面排出的污水流中煤顆粒與水分離，再將過濾水排至三級沉淀池內，實現殘留煤泥的沉淀處理。

2．1水煤顆粒自動分離器

2．1．1工作原理（1）水煤顆粒分離器結構組成：齒輪式氣動馬達、傳動軸、支撐架頂梁、支撐架縱梁、支撐架底座、出煤口、出水口、排水管1、排水管2、簸箕嘴、自動分離桶、支撐梁、螺旋攪拌器、一級過濾篩、二級過濾篩等。（2）水煤分離器工作前，先將放煤口擋板關閉。由工作面流出的污水通過1號進水口進入水煤顆粒分離器，再經過1號篦子過濾形成一級過濾水（部分），后經1號出水口流出，進水水溝；一級過濾水（另外部分）通過水煤顆粒分離器箱體，經2號篦子過濾，過濾的煤顆粒堆積在箱體內，二級過濾水經過2號出水孔進入水溝內，即可實現水煤的二級過濾，達到水與煤顆粒的分離。由施工人員定期打開放煤口擋板，放出箱體內淤積煤顆粒。（3）水煤顆粒分離器能實現對污水水流的二級過濾沉淀，也能解決因水溝坡度較大，水流湍急，致使沉淀效果差與煤顆粒淤積距離長的問題。在一定程度上避免清淤時煤顆粒二次混入水流，可以整體上增強沉淀效果［45］。

2．1．2所取得效益及應用效果（1）水煤顆粒分離器的設計與應用能夠在污水進入沉淀池前，將污水中煤顆粒與水有效地分離，解決了現用沉淀池沉淀效果差的問題，也能避免污水漫流巷道影響工程質量的問題出現。在一定程度上該設計也能消除排水系統中存在的潛在安全隱患，確保現場施工安全。（2）水煤顆粒分離器的設計源于排水系統中存在的不足，旨在解決實際排水系統問題，具有一定現場實際指導意義。（3）水煤顆粒分離器結構簡單，較為容易在現場實現，且能夠被現場職工輕易地接受。此外，能夠減少因污水漫流巷道造成的附加工作量，能夠大大地降低人工成本，也能提高生產效率。

2．2雙通道三級沉淀池

2．2．1工作原理（1）雙通道三級沉淀池主要包括：1與2號沉淀池（每個沉淀池分為一、二、三級沉淀坑，其規格為長×寬×深＝1000mm×1000mm×1200mm）、1與2號進水口、1與2號出水口、流水孔（1號沉淀池包括流水孔A、B；2號沉淀池包括流水孔C、D，其規格為4400mm，孔底距離沉淀池底板為1000mm）、篦子柵欄（進水口與出水口均有布置）、隔水板（布置在進水口）、沉淀池蓋板等［710］。（2）正常生產過程中，雙通道三級沉淀池中1號與2號沉淀池交替使用。將篦子柵欄置于1號進水口，隔水板置于2號進水口時，1號沉淀池工作，2號沉淀池可清理沉淀坑中淤積煤泥。將篦子柵欄置于2號進水口，隔水板1號進水口時，2號沉淀池工作，1號沉淀池可清理沉淀坑中淤積煤泥。此外，1號與2號出水口、進水口處均布置篦子柵欄，可過濾大件漂浮雜物。（3）1號與2號沉淀池中一、二、三級沉淀坑均布置有流水孔，且進水口、出水口、流水孔相鄰孔之間均呈現對角布置，可不斷地調轉污水水流方向，增強沉淀效果。（4）雙通道三級沉淀池的設計能實現對污水水流的三級沉淀，也能解決因水溝坡度較大，水流湍急，致使沉淀效果差與煤顆粒淤積距離長的問題。在一定程度上避免清淤時煤顆粒二次混入水流，可以整體上增強沉淀效果。

2．2．2所取得效益及應用效果（1）雙通道三級沉淀池（圖2、圖3）的設計能夠解決現用沉淀池沉淀效果差的問題，也能避免污水漫流巷道影響工程質量的問題出現。在一定程度上，該設計也能消除排水系統中存在的潛在安全隱患，確保現場施工安全。（2）雙通道三級沉淀池的設計源于排水系統中存在的不足，旨在解決實際排水系統問題，具有一定現場實際指導意義。（3）雙通道三級沉淀池的設計結構簡單，較為容易在現場實現，且能夠被現場職工輕易地接受。（4）雙通道三級沉淀池的設計，能夠減少因污水漫流巷道造成的附加工作量，能夠大大地降低人工成本，也能提高工作面生產效率。流水孔A、B、C、D均為圓形孔，其規格為400mm，孔底距離沉淀池底板為1000mm。隔水板與篦子柵欄可在1號、2號沉淀池間進行調節，予以控制進水水流。雙通道三級沉淀池上部使用鋼質蓋板覆蓋，清理前打開。

3結語

經過在21703綜采工作面的使用效果來看，水煤顆粒自動分離器實現了水流中碎煤碎矸與水的分離，分離出的碎煤可重新進入煤流系統進行回收利用，減少了水流中碎煤碎矸的含量，有效減緩了碎煤碎矸造成水溝及水倉淤積的問題。雙通道三級沉淀池的投入使用很大程度上解決了傳統沉淀池沉淀效果差、易發生煤顆粒二次混入水流的問題。俯采工作面在涌水量大，水流中碎煤碎矸含量大易造成排水系統淤積堵塞的情況下，投入使用水煤顆粒自動分離器、雙通道三級沉淀池，是解決上述問題的有效途徑。

參考文獻（References）：

［1］杜計平．采礦學［M］．徐州：中國礦業大學出版社，2009．

［2］煤炭工業技術委員會．創新發展，走新型現代化煤炭工業之路———2006年度煤炭工業總工程師論壇論文集［C］．徐州：中國礦業大學出版社，2006．

［3］金朝陽．現代采礦工程設計全書［M］．北京：當代中國音響出版社，2004．

［4］中國煤炭學會青年工作委員會．中國煤炭學會第六屆青年科技學會研討會論文集［C］．北京：煤炭工業出版社，2000．

［5］中國煤炭學會．第4屆全國煤炭工業生產一線青年技術創新文集［C］．北京：煤炭工業出版社，2009．

作者：丁德才；董抗抗；劉國慶 單位：河南龍宇能源股份有限公司