炭途智领——智能化炭资源回收及安全守护一体化系统

简介

本项目属于煤矿安全领域。煤矿井下自煤层底板巷道向煤层施工穿层钻孔的过程中，喷孔事故频繁引起巷道瓦斯超限报警，污染物排放量多、资源消耗量大、煤炭资源回收困难等问题层出不穷，且煤泥水分离效率低、煤层巷道空间限制造成水资源的浪费。钻孔过程释放出大量的瓦斯如不加以回收，不但浪费资源而且极易引起巷道瓦斯超限，给矿井安全生产带来隐患。传统的处理工艺设备维护成本高、占用空间大、劳动强度大、环境污染严重，为此，团队研发了一种煤矿瓦斯灾害监测防护一体化系统。该系统主要有智能化防喷孔系统、煤水输送集中分离及水资源循环利用系统、煤水混合物计量控制系统组成。智能化防喷孔三相流分流输送模块对喷出的瓦斯、煤渣、水进行疏导、分离，分离回收的瓦斯通过发电机组转化为电能，实现瓦斯发电。计量控制系统可同时实现1-8趟管路煤水在线计量统计分析，出煤量统计。实现了高精度、智能化、自动化钻孔冲煤量计量，杜绝了打钻冲煤量计量造假，保证区域消突钻孔落实到位，为后期掘进及采煤提供了可靠的安全保证。煤水输送和集中分离系统可进行全自动化输送、分离，分离后的煤粉自动上皮带进行运输，压滤后的水可泵送至钻机处进行循环使用，无需人工进行清淤，可实现节省巷道内空间，有效提升打钻效率，提高煤炭和水资源回收率。系统应用后，实现了钻孔水力冲孔后煤浆输送和集中分离的自动化处理，改善了巷道内的施工环境，提高了井下工作的自动化程度，提高打钻冲孔效率20%。减少巷道内设备投用，整体上增加了巷道内空间，原来需要人工运送的钻杆及材料改为车辆运输，降低职工劳动强度。使用该系统后单条底抽巷每年多处理煤渣量约4000吨，可以多获利1520万元，瓦斯回收后用来发电，年增加产值约1200万元，排入水仓的废水可减少80%，节约排水电费及水处理费用82.4万元；由于减少底抽巷内潜水泵、皮带的投入，每年可以节约用电量147.3万度，节约电费98.6万元；智能化装置减少清淤、清煤、清理水沟和泵坑的人员，节省60000工时。年增加煤炭回收收益、瓦斯回收利用收益及水循环利用收益等合计增收约3079万元，具有很高的安全效益、经济效益和社会效益。