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煤水運提系統

水采中煤的運提是藉助水力完成的。水力運輸是水采的一個基本生產環節。水力運輸具有:運輸工作連續、設備簡單、工作可靠、維修工作量較少及生產效率較高等優點。盡管它存在管路磨損較大、水力運輸設備的能耗較多以及增加煤漿制備和脫水環節等問題,國內外仍十分重視發展這種運輸方式。

煤水運提系統基本信息

中文名 煤水運提系統 外文名 Coal water transportation system
學????科 煤炭工程 領????域 開采
意????義 藉助水力完成 釋????義 是水采的一個基本生產環節

煤水泵管路水力運輸是使煤和水都通過煤水泵升高壓力,然后靠其與煤水管路出口端的壓力差來驅動煤漿。它是我國水采井(區)中廣泛采用的一種管道水力運輸方式。該方式允許運輸線路曲折變化,并且不受巷道坡度限制,既可用于水平巷道中煤的運輸,又可用于傾斜巷道或垂直巷道中煤的向上運提。因此,水力采煤中,煤從采區到地面的運提常采用這種方式。

煤水運提系統造價信息

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煤水倉分為壓入式煤水倉和吸入式煤水倉。如煤水倉中的煤漿液面高于煤水泵時,稱為壓入式煤水倉,如低于煤水泵則稱為吸入式煤水倉。與吸入式煤水倉相比,壓入式煤水倉的主要優點為:輸送煤漿的平均濃度較高,其平均水煤比為2-3(吸入式為4-6),因而輸煤電耗較小;煤水倉的有效容積較大,對水采煤漿量變化的適應性較強;煤水泵房的布置和煤水泵的操作比較方便。其缺點為:煤水倉的標高損失較大,增大了呆滯煤量;倉體結構比較復雜,開拓工程量較大。總體來看,全部水力運提時壓入式煤水倉較為優越,僅排細煤泥時吸入式較好 。2100433B

水力運輸,按其設備和工作方式的不同,可分為明槽自流水力運輸(也稱無壓水力運輸)和管路水力運輸(也稱有壓水力運輸)。水采時,通常同時采用這兩種水力運輸方式。

明槽自流水力運輸是指煤漿沿具有一定坡度的溜槽自流運輸。除在巷道坡度較大,且其底板巖層遇水后不會膨脹或泥化的情況下,可直接沿底板進行水力運輸外,一般均需沿巷道底板鋪設溜槽。運煤溜槽多采用梯形或矩形斷面的鐵溜槽,也有采用料石、混凝土砌成的槽溝或輝綠巖鑄板鑲襯的鑄石溜槽。為使煤水能將200-300mm的大塊煤順利運走,要求巷道和溜槽具有一定的坡度,使煤水具有2-3m/s以上的流速。影響明槽自流水力運輸坡度的因素很多,主要有溜槽的材質、煤的重力密度、粒度、含矸率、煤水比以及巷道的平直程度和溜槽鋪設質量等。

實際應用中,為保證溜槽自流水力運輸可靠和暢通,常采用比該表所列數值略大的坡度。我國水采井(區)中,水采采區內部煤的運輸一般都采用這種水力運輸方式。管路水力運輸是利用機械設備的動力使煤漿沿管路輸送,實現煤水的運提。我國常用的設備有煤水泵和喂煤機兩類 。

煤水運提系統常見問題

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喂煤機管路水力運輸是利用水力把煤喂入排煤管路,然后藉助清(污)水泵的排水壓力,將喂入管路中的煤隨水一起排沖刷或機械輸送方式往輸送地點該方式一般限用于全礦井的水力提升。它與煤水泵管路水力運輸相比,因煤不經泵體,因此該方式具有機械磨損小;泵效率和揚程較高;排煤粒度較大等優點。但是,由于它存在系統比較復雜、硐室工程量較大、置換水處理較困難等缺點,只個別水采礦井采用。

煤水泵和煤水管磨損較快,為延長其使用壽命,煤水泵可采用耐磨的合金材料制做葉輪口環,在泵殼內鑲嵌可更換的耐磨襯套,在煤水管中加設耐磨襯管等。

在明槽自流水力運輸和管路水力運輸連接處必須設置煤水硐室,以調節煤水來量、煤漿濃度,保證煤水泵的連續工作。它主要包括篩機硐室、煤水倉、煤水泵房及煤水通道等。煤漿經脫水篩分離,篩上品用輸送機裝倉旱運、旱提或用破碎機破碎后再和篩下品一并進入煤水倉,再用煤水泵經管路向外輸送 。

煤水運提系統文獻

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1.《水運工程節能設計規范》 JTS150-2007 實施, 《水運工程設計節能規范》 (JTJ228-2000 ) 同時廢止 2.《港口工程環境保護設計規范》 JTS149-1-2007 實施, 《港口工程環境保護設計規范》 (JTJ231-94 )同時廢止 3.《重力式碼頭設計與施工規范》 JTJ167-2-2009 實施, 《重力式碼頭設計與施工規范》 (JTJ290-98 )同時廢止 4.《水運工程爆破技術規范》 JTS 204-2008 實施, 《水運工程爆破技術規范》 ( JTJ 286-90) 和《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》( JTJ 258-98 )同時廢止 5.《水運工程質量檢驗標準》 JTS257-2008 實施, 《港口工程質量檢驗評定標準》 (JTJ221-98 ),《港口設備安裝工程質量檢驗評定標準》 (JTJ244-2005 ),《塑料排水板 質量檢驗標

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水采中煤的運提是藉助水力完成的。水力運輸是水采的一個基本生產環節。水力運輸具有:運輸工作連續、設備簡單、工作可靠、維修工作量較少及生產效率較高等優點。盡管它存在管路磨損較大、水力運輸設備的能耗較多以及增加煤漿制備和脫水環節等問題,國內外仍十分重視發展這種運輸方式。

水力運輸,按其設備和工作方式的不同,可分為明槽自流水力運輸(也稱無壓水力運輸)和管路水力運輸(也稱有壓水力運輸)。水采時,通常同時采用這兩種水力運輸方式。

我國石煤資源中已發現的伴生元素多達60多種,其中可形成工業礦床的主要是釩,其次是鉬、鈾、磷、銀等等。石煤釩礦床是一種新的礦床類型,稱為黑色頁巖型釩礦,它是在邊緣海斜坡區形成的,主要含釩礦物是含釩伊利石。但百分之七八十的石煤中釩的品位很低,五氧化二釩含量多在0.8%以下,要進行提釩技術難度極大。攀鋼在石煤提釩技術上取得了突破,使釩的總收率平均達到60.70%,遠遠高于國內同行業通常的40%~50%的指標。

石煤中V2O5品位較低,一般為1.0 %左右。石煤中的釩以V(Ⅲ)為主,有部分Ⅴ(Ⅳ),很少見Ⅴ(V)。由于V(Ⅲ)的離子半徑(74 pm)與Fe(Ⅱ)的離子半徑(74 pm)相等,與Fe(Ⅲ)的離子半徑(64 pm)也很接近,因此,V(Ⅲ)幾乎不生成本身的礦物,而是以類質同象存在于含釩云母、高嶺土等鐵鋁礦物的硅氧四面體結構中。我國從20世紀60年代開始對石煤提釩進行研究,70年代開始工業生產,所使用的工藝均為鈉化焙燒(NaCl)-水浸或酸浸工藝。這種工藝存在兩個嚴重缺陷,一是因為焙燒過程生成難以凈化處理的Cl2、HCl、SO2 混合氣體而造成環境污染,二是釩回收率普遍為45-55%,使50%左右的釩礦資源得不到有效利用而浪費。

為改變和取代鈉化焙燒工藝,科技工作者進行了鈣法焙燒、空白焙燒、濕法酸浸等新工藝的研究。鈣法焙燒雖然解決了大氣污染問題,但焙燒過程受礦石種類和性質影響較大,焙燒氣氛、時間、溫度和鈣鹽用量等的影響也非常敏感,控制不當,容易形成難溶的硅酸鹽,使得部分釩被"硅氧"裹絡, 或者礦樣中的部分釩與鐵、鈣等元素生成釩酸鐵、釩酸鈣等難溶性化合物。空白焙燒主要是想解決石煤脫碳和低價釩的氧化問題,但焙燒設備還是傳統的立窯、平窯和沸騰爐,不僅生產規模有限,而且焙燒過程并沒有改變含釩礦物的晶體結構,不能有效提高釩的回收率。濕法酸浸工藝不需焙燒,石煤礦石可以濕磨,適合大規模生產,因此成為石煤提釩研究的重點。濕法酸浸提釩工藝的基礎理論研究也有一些進展。石煤酸浸提釩工藝已在陜西、湖南等地得到較大規模的生產應用。

然而,酸浸提釩工藝還存在一些需要解決的問題。一是為得到較高V2O5浸出率,不得不消耗大量H2SO4,生產中H2SO4用量一般為礦石質量的25~40%,V2O5浸出率一般在65%~75%左右,超過80%的很少,V2O5回收率一般不超過70%;二是酸性浸出液的凈化除雜、Fe(III)還原和pH值調整等工序需要消耗大量藥劑,特別是氨水,從而導致氨氮廢水的產生及處理問題。

含釩石煤和含釩粘土酸浸提釩要解決的關鍵問題,是在提高V2O5浸出率和回收率的前提下,如何降低消耗和避免環境污染,發展方向是開發低消耗低成本的清潔生產工藝。

楊教授等經過多年努力開發成功石煤提釩環保工藝。新工藝采用"濃酸二段熟化催化循環"技術對含釩石煤進行科學處理,V2O5轉化率≥90%,浸出率≥90%,總回收率≥82.5%。新工藝徹底告別傳統的鈉化焙燒工藝,生產流程中不產生有害廢氣,廢水經過凈化處理后循環利用,提釩尾渣可用作建筑材料,從而實現了石煤提釩的清潔環保、節能減排和資源的循環利用。新工藝科研成果、擴大試驗成果和工業化生產試驗成果先后通過政府組織的專家鑒定,專家鑒定意見是:所采用的提釩技術原理正確,形成的工藝技術路線穩定,首次提出的二段熟化技術具有創新性,技術成果達到國內領先水平,這項新工藝已經在湖南保靖縣建廠投產。

經過近10年的艱苦探索和反復試驗,在理論上和工藝上解決了含釩石煤和含釩粘土酸浸提釩的技術難題。開發的酸浸提釩新工藝,關鍵技術與創新點在于成功開發出二種酸浸提釩專用添加劑SMTV01和SMTV02,使含釩石煤和含釩粘土酸浸提釩效率明顯提高,可使V2O5浸出率穩定達到90%以上,V2O5回收率穩定達到80%以上,而H2SO4用量和氨水用量可大幅度降低,并明顯改善液固分離狀況,濾渣含水率下降10%左右。

蓄引提結合灌慨系統是20世紀50年代后期,在中國原有小型塘堰工程和引水灌溉系統基礎上發展起來的,是一種以小型工程為基礎,大中型工程為骨干、大中小結合、蓄引提結合的灌溉系統。

蓄引提結合灌溉蓄引提結合灌溉系統的類型

(1)一河取水,單一渠首的灌溉系統。當利用灌區內小型塘庫調蓄當地徑流不能滿足霍溉用水的要求,或者河流水源需要進行年調節或多年調節以滿足發電、防洪等綜合利用要求時,必須在一條河流上修建較大的水庫,通過輸水渠道把灌區內的蓄水和提水工程串聯起來,形成一個統一的灌慨排水系統。

(2)多河取水,多渠首的灌溉系統。當山區、丘陵地區,流域之間水資源盈虧懸殊時,不僅要把分散的小型渠網連接起來,形成統一的大網,而且要把幾條河系連接起來,形成多河取水,多渠首的灌慨系統。這種系統充分利用了毗鄰地區的徑流,在更大的范圍內對水資源在時間和空間分布上進行了調節,使其能滿足全區域的灌慨需水量要求。

蓄引提結合灌溉蓄引提結合灌溉系統的特點

(1)充分利用本地區可能利用的水源。在非灌溉季節,利用渠首引取河水灌塘、灌庫,或者利用水聚把內河、內湖或渠道的水提蓄在庫、塘中,以便用水緊張季節補充灌慨水量的不足。

(2)擴大摧概面積。由于多種水源統一調節,使得某些原來無法灌溉的土地得到了灌溉。

(3)提高塘堰的抗旱能力。由于塘堰有了河流的補給,從而提高了塘堰的復蓄次數和抗早能力。

(4)提高渠道單位引水流量的灌溉能力。由于在渠系,上連接了許多塘堰和小型水庫等蓄水設施,能把非灌溉季節的渠道引水量存蓄起來,供灌溉季節使用,從而提高了渠道單位引水流量的灌溉能力。

(5)有利于發電、通航和供水。由于有些骨干渠道常年過水,流量比較均勻,可用來發展小水電、航運和鄉鎮供水 。

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