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结合济宁三号煤矿53下09综放工作面涌水状况，针对实际生产过程中出现的水煤运输过程中出现的问题，设计安装了一种用于煤矿井下皮带煤流的新型水煤分离系统。文章提出了利用水的流动性自然实现煤水分离，阐述了煤水分离的关键原理，并介绍了该水煤分离系统的结构、工作原理、流程。经分析和应用表明，该系统可对井下皮带运输煤流中的水煤进行实时分离，能有效地降低皮带上水煤的浓度，提高煤流运输效率，极大的降低水煤中水的比重。