一种煤矸石浆长距离管道输送装置及输送方法与流程

本发明涉及煤矸石固废处置，具体是一种煤矸石浆长距离管道输送装置及输送方法。

背景技术：

1、煤矸石是采煤和洗煤过程排出的一种工业固体废弃物，排放量较大，堆积的煤矸石不仅占用大量的土地，其含有的硫化物易氧化自燃，雨水冲刷后造成环境污染。目前煤矸石多作为循环流化床锅炉燃料、建筑生产材料、轻骨料原料、采空区充填材料等进行综合利用处理。煤矸石的传统转运方式有铁路、汽车或胶带运输机等，随着煤矸石排放量的逐渐增加，铁路转运能力已不能满足大运量的要求，汽车或胶带运输机转运煤矸石也受到环保措施和绿色发展的制约，煤矸石的大运量清洁转运处理成为需要解决的问题。目前，现有的大运量煤矸石综合利用是将煤矸石作为井下填充材料，是将煤矸石细碎后，添加一定比例的粉煤灰或水泥制备成膏体后输送至井下，膏体的浓度高，只能进行短距离的输送，因此，如何实现煤矸石浆体长距离管道稳定输送，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供一种煤矸石浆长距离管道输送装置及输送方法，将煤矸石制备成管道输送用煤矸石浆体，采用管道输送的方式输送至用户终端，进行脱水处理后供用户使用，实现了煤矸石的长距离清洁、高效转运。

2、本发明提供的技术方案：一种煤矸石浆长距离管道输送装置，包括煤矸石制浆输送系统和终端脱水系统，所述终端脱水系统与煤矸石制浆输送系统之间设置有用于将脱离的水分输送至煤矸石制浆时使用的回水系统，所述煤矸石制浆输送系统包括依次连接的胶带输送机、粗碎机和多辊破碎机，所述多辊破碎机的出口分别连接有第一缓冲仓和第二缓冲仓，第一缓冲仓的出口连接到磨机计量皮带，磨机计量皮带的出口连接到磨机的进口，所述回水系统包括首端水池和终端水池，磨机的出口连接缓冲罐，缓冲罐的出口连接到混浆罐，所述首端水池的出水口分两路分别连接到磨机的进口和混浆罐的进口，第二缓冲仓的出口通过混浆罐计量皮带连接到混浆罐的进口，所述混浆罐的出口通过输浆主管线连接到终端脱水系统。

3、进一步的，所述终端脱水系统包括与输浆主管线连接的终端储浆罐，所述终端储浆罐的出口连接到振动筛，所述振动筛的筛上物出口连接到堆场，所述振动筛的筛下物出口连接到煤矸石脱水仓，所述煤矸石脱水仓的底部设置有气动闸门和排水阀，所述气动闸门的出口连接到堆场，所述排水阀的出口连接到浓缩机，所述浓缩机的上清液出口连接到终端水池，浓缩机的底流泵送至煤矸石脱水仓。

4、进一步的，所述终端水池到首端水池之间设置有输水主管线，所述输水主管线上设置有输水主泵和在线密度计。

5、进一步的，所述首端水池与磨机之间的管路上设置有第一电动阀门和磨机给水流量计，所述首端水池与混浆罐之间的管路上设置有第二电动阀门和混浆罐给水流量计。

6、进一步的，所述在线密度计与磨机计量皮带和第一电动阀门开度联锁控制。

7、进一步的，所述第一缓冲仓和第二缓冲仓的底部均设置有电液闸门，所述缓冲罐与混浆罐之间的管路上设置有缓冲罐排料阀和缓冲罐排料泵。

8、进一步的，所述输浆主管线上设置有输浆主泵，所述缓冲罐内设置有液位计，所述液位计与缓冲罐排料阀和缓冲罐排料泵联锁控制。

9、进一步的，输浆主管线与输水主管线及其他过浆矸石管线均采用内衬氧化铝陶瓷复合钢管，所有阀门的流道内壁涂有聚氨酯层防磨蚀。

10、本发明提供的另一技术方案：一种煤矸石浆长距离管道输送方法，包括如下步骤：

11、(1)打开胶带输送机，煤矸石原料依次进入粗碎机和多辊破碎机，然后进到两个缓冲仓中煤量达到预设值；

12、(2)往首端水池中注入清水，打开并调节第一电动阀门和第二电动阀门；

13、(3)启动磨机，调节两个缓冲仓的电液闸门开度，设定混浆罐计量皮带和磨机计量皮带的下料量之比≤25％，磨机内浆体浓度约为40％～60％，关闭缓冲罐排料阀；

14、(4)待磨机运行稳定，缓冲罐内达到中高液位时，开启缓冲罐排料阀和缓冲罐排料泵，并开启混浆罐计量皮带和混浆罐的搅拌器，调节第二电动阀门的开度，混浆罐内浆体浓度为30％～55％；

15、(5)混浆罐内量达到一次管输浆量时，打开输浆主泵和终端储浆罐的搅拌器；

16、(6)待煤矸石浆输送到终端储浆罐后，启动振动筛，煤矸石浆经振动筛筛分后，筛下物泵送至煤矸石脱水仓进行脱水，筛上物与煤矸石脱水仓的气动阀门排出的矸石一起转载进入堆料场，煤矸石脱水仓的排水阀排出的滤液进入浓缩机浓缩，浓缩底流返回至煤矸石脱水仓，浓缩机的上清液进入终端水池；

17、(7)启动输水主泵和在线密度计，补充首端水池水量直至稳定。

18、进一步的，所述煤矸石原料的粒度不大于200mm，经过粗碎机和多辊破碎机将煤矸石破碎至粒度范围至小于6mm，磨机的出料最大粒度为1.0mm～2.0mm，-0.045mm细颗粒占比为20％～40％，缓冲罐内搅拌器速率为100r/min～140r/min。

19、本发明的有益效果：

20、(1)煤矸石进行多级破碎后，设置了计量皮带与细磨机，对部分破碎后的煤矸石进行定量细磨，可根据管道输送浓度、终端回水的浓度灵活调节煤矸石浆体中细颗粒的含量，调整管输浆体粒度级配，保证管道输送的安全、稳定运行；

21、(2)输送主管采用内衬氧化铝陶瓷复合钢管，阀门流道内壁涂有聚氨酯层，有效缓解了煤矸石硬度大，高速下更易磨蚀管道和阀门的特点；

22、(3)终端脱水根据煤矸石不易吸水的特质以及细粒煤矸石在压滤时会磨坏滤布的缺点，采用煤矸石脱水仓，利用重力作用脱出水分，减少了同类压滤设备的使用，降低了造价投资；

23、(4)终端脱除的水分中含有一定量的细粒，可泵输回首端作为生产用水的水源之一，实现了水资源的节约与二次利用；

24、本发明在进行长距离管道输送前，已对煤矸石进行了破碎磨细处理，终端用户不用再对煤矸石样进行细化处理，本发明简化了终端用户工艺处理环节，是一种清洁高效、节约环保、灵活度高的输送工艺。

技术特征：

1.一种煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，包括煤矸石制浆输送系统和终端脱水系统，所述终端脱水系统与煤矸石制浆输送系统之间设置有用于将脱离的水分输送至煤矸石制浆时使用的回水系统，所述煤矸石制浆输送系统包括依次连接的胶带输送机(1)、粗碎机(2)和多辊破碎机(3)，所述多辊破碎机(3)的出口分别连接有第一缓冲仓(27)和第二缓冲仓(28)，第一缓冲仓(27)的出口连接到磨机计量皮带(5)，磨机计量皮带(5)的出口连接到磨机(7)的进口，所述回水系统包括首端水池(21)和终端水池(20)，磨机(7)的出口连接缓冲罐(8)，缓冲罐(8)的出口连接到混浆罐(11)，所述首端水池(24)的出水口分两路分别连接到磨机(7)的进口和混浆罐(11)的进口，第二缓冲仓(28)的出口通过混浆罐计量皮带(6)连接到混浆罐(11)的进口，所述混浆罐(11)的出口通过输浆主管线(13)连接到终端脱水系统。

2.根据权利要求1所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述终端脱水系统包括与输浆主管线(13)连接的终端储浆罐(14)，所述终端储浆罐(14)的出口连接到振动筛(15)，所述振动筛(15)的筛上物出口连接到堆场，所述振动筛(15)的筛下物出口连接到煤矸石脱水仓(16)，所述煤矸石脱水仓(16)的底部设置有气动闸门(17)和排水阀(18)，所述气动闸门(17)的出口连接到堆场，所述排水阀(18)的出口连接到浓缩机(19)，所述浓缩机(19)的上清液出口连接到终端水池(20)，浓缩机(19)的底流泵送至煤矸石脱水仓(16)。

3.根据权利要求1所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述终端水池(20)到首端水池(21)之间设置有输水主管线(23)，所述输水主管线(23)上设置有输水主泵(22)和在线密度计(21-1)。

4.根据权利要求3所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述首端水池(24)与磨机(7)之间的管路上设置有第一电动阀门(26)和磨机给水流量计(21-3)，所述首端水池(24)与混浆罐(11)之间的管路上设置有第二电动阀门(25)和混浆罐给水流量计(21-2)。

5.根据权利要求4所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述在线密度计(21-1)与磨机计量皮带(5)和第一电动阀门(26)开度联锁控制。

6.根据权利要求1所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述第一缓冲仓(27)和第二缓冲仓(28)的底部均设置有电液闸门(4)，所述缓冲罐(8)与混浆罐(11)之间的管路上设置有缓冲罐排料阀(10)和缓冲罐排料泵(9)。

7.根据权利要求6所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，所述输浆主管线(13)上设置有输浆主泵(12)，所述缓冲罐(8)内设置有液位计，所述液位计与缓冲罐排料阀(10)和缓冲罐排料泵(9)联锁控制。

8.根据权利要求3所述的煤矸石浆长距离管道输送装置，其特征在于，输浆主管线(13)与输水主管线(23)及其他过浆矸石管线均采用内衬氧化铝陶瓷复合钢管，所有阀门的流道内壁涂有聚氨酯层防磨蚀。

9.一种煤矸石浆长距离管道输送方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的煤矸石浆长距离管道输送方法，其特征在于：所述煤矸石原料的粒度不大于200mm，经过粗碎机(2)和多辊破碎机(3)将煤矸石破碎至粒度范围至小于6mm，磨机(7)的出料最大粒度为1.0mm～2.0mm，磨机出料产品粒度分布中-0.045mm细颗粒占比为20％～40％，缓冲罐(8)内搅拌器速率为100r/min～140r/min。

技术总结
本发明公开了一种煤矸石浆长距离管道输送装置及输送方法，所述输送装置包括煤矸石制浆输送系统和终端脱水系统，所述终端脱水系统与煤矸石制浆输送系统之间设置有用于将脱离的水分输送至煤矸石制浆时使用的回水系统，所述回水系统包括首端水池和终端水池，所述煤矸石制浆输送系统通过输浆主管线连接到终端脱水系统。本发明将煤矸石制备成管道输送用煤矸石浆体，采用管道输送的方式输送至用户终端，进行脱水处理后供用户使用，实现了煤矸石的长距离清洁、高效转运。

技术研发人员：王倩,黄孟,胡成名,路云,郭欢,李嘉兴
受保护的技术使用者：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1