一種極軟煤質固液分離裝置的研究

趙驚民，趙 虎，劉凱飛

(河南省煤科院科明機電設備有限公司，河南 鄭州 450001)

煤礦瓦斯突出是影響中國煤礦安全的重要因素，在對突出礦井的瓦斯治理過程中，預抽煤層瓦斯、排放鉆孔、金屬骨架、超前鉆孔、煤體固化、水力沖孔和水力割縫等措施，經試驗證明可有效達到防突的目的[1]，其中，水力沖孔和水力割縫是利用高壓水的強大沖擊力，對煤層鉆孔內或鉆孔周圍煤體進行連續破碎，利用水流帶出被破碎煤體，增大煤層透氣性[2]，因其簡便安全易操作，該措施在極軟煤質礦井中應用最為普遍。

在水力沖孔或割縫作業過程中，極軟煤層在高壓水等外力作用下，產生大量的破碎煤與水的混合物沖出，混合物中含有較多的極細顆粒，考察水力沖孔效果的指標主要有沖出煤量、瓦斯濃度、瓦斯含量等，而沖出煤量又直接影響到瓦斯含量和濃度兩個指標的大小[3-4]，在對沖出煤量進行計量之前，需要先將煤水混合物中固相碎煤和液相水2種物料進行分離。

目前，可實現固液分離的方法主要有多級沉淀池法和直線脫水篩篩分法(圖1)，前者由于沉淀池主要靠重力自然沉降，煤水分離時間較長且效果較差，占用人員多，分離后的煤泥含水量較多，無法實現直接機械外排，導致現場工作環境極差，同時無法準確計量鉆孔出煤量，鉆孔施工質量得不到有效保障，給煤礦安全生產帶來極大隱患；后者利用振動電機作為振動源，使物料在篩網上被拋起并向前作直線運動，煤水混合物通過篩網產生固液分離的效果，混合物在篩面上做平滑運動，該方法只適用于煤層堅固性系數大于1.5的硬質煤的固液分離。……