淺談綜采工作面水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造及效益分析

李大志

摘? 要：我公司綜采工作面設(shè)備冷卻、支架用水采用礦井污水處理站處理達(dá)標(biāo)后的礦井水，總體上講水質(zhì)較差，懸浮物含量多，硬度高，氯離子偏高，極易產(chǎn)生各種閥類結(jié)垢、堵塞、顆粒物損壞密封等設(shè)備故障，極大影響了支架液壓系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備使用壽命。為改善綜采工作面設(shè)備運(yùn)行狀況，減少水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的影響，降低因此帶來的維修工作量，提高工作面生產(chǎn)效率，通過調(diào)研論證，計(jì)劃實(shí)施對(duì)綜采工作面的水處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，購置1套KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置在工作面投入使用，確保工作面設(shè)備、支架液壓系統(tǒng)的安全可靠。實(shí)現(xiàn)分級(jí)處理和分級(jí)供水，一級(jí)粗過濾水，二級(jí)精過濾水，三級(jí)純水。該設(shè)備一體化解決煤礦井下綜采工作面的凈水和配液問題。為綜采工作面乳化液系統(tǒng)提供純凈而穩(wěn)定的傳動(dòng)介質(zhì)，為綜采工作面其他設(shè)備提供純凈的水源。

關(guān)鍵詞：綜采工作面;水處理系統(tǒng)優(yōu)化改造;效益分析

一、綜采工作面KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置用途

三級(jí)過濾改善了綜采工作面水質(zhì)差、懸浮物含量多，硬度高，氯離子偏高等問題，該凈水裝置解決了煤礦井下綜采工作面的凈水和配液問題。為綜采工作面乳化液系統(tǒng)提供純凈而穩(wěn)定的傳動(dòng)介質(zhì)，為綜采工作面其他設(shè)備提供純凈的水源，確保工作面設(shè)備、支架液壓系統(tǒng)的安全可靠。

二、綜采工作面KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置主要特點(diǎn)

一體化解決綜采工作面凈水配液問題。用純水配制乳化液，徹底解決乳化液腐蝕、結(jié)垢、污染的問題。自動(dòng)配液，無需人工值守。配液部分一備一用。在自動(dòng)配液的同時(shí)，可提供粗過濾水和精過濾水，提供給綜采工作面其他設(shè)備使用。濾芯定期在線自清洗，無需拆卸清洗，無需更換。只需要被過濾水源，不需要電源，結(jié)實(shí)耐用。無附屬配套設(shè)備，投資少，后期使用維護(hù)費(fèi)用少。與液體接觸部位，全不銹鋼制造避免了銹蝕。

三、綜采工作面KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置主要技術(shù)參數(shù)

1、過濾介質(zhì)：水介質(zhì)（PH值范圍在5～9之間），供水水源為井下生產(chǎn)用水。

2、工作壓力：過濾水介質(zhì)最大壓力為3.5Mpa（更高壓力可訂制），正常工作時(shí)不小于0.9MPa。

3、流量：粗過濾 70 t/h;精過濾 35 t/h;純水 5t/h，用于配液。

4、過濾精度：粗過濾200μm，用于其它設(shè)備的冷卻;精過濾 10μm，微米級(jí)污物也有50%以上的去除率，用于采煤機(jī)冷卻和噴霧;純水對(duì)離子去除率不小于98%，用于乳化液配液，徹底解決配液用水的污染、腐蝕、結(jié)垢。

5、配液流量：60L/min。

6、配液箱容積3500L。

7、乳化油箱容積400L。

8、接口：進(jìn)水口，DN100法蘭;粗過濾出水口DN51快插（2個(gè)）;精過濾出水口DN51快插（3個(gè)）;純水出水口DN51快插（2個(gè)）。

9、外形尺寸：凈水部分2800mm×1320mm×1660mm（長×寬×高）

配液部分3000mm×1320mm×1450mm（長×寬×高）。

10、重量：凈水部分2200Kg，配液部分1300Kg。

四、方案的確定和改造過程

針對(duì)我礦綜采工作面用水水質(zhì)較差，懸浮物含量多，硬度高，氯離子偏高，極易產(chǎn)生各種閥類結(jié)垢、堵塞、顆粒物損壞密封等設(shè)備故障問題，極大影響了支架液壓系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備使用壽命，礦領(lǐng)導(dǎo)立即組織相關(guān)人員，成立了科研小組，經(jīng)對(duì)周邊礦井水質(zhì)較差的陜煤化集團(tuán)韓家灣煤礦、榆林神華集團(tuán)郭家灣等煤礦進(jìn)行了調(diào)研，以上礦井都采用“工作面凈化水綜合處理技術(shù)+集成凈水配液站”的先進(jìn)技術(shù)方案。于2017年先后對(duì)1111工作面和11112工作面安裝了KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置，并投入運(yùn)行。

五、創(chuàng)新點(diǎn)

1、解決職工的不規(guī)范操作造成設(shè)備損壞;一是普通反沖洗過濾器精度低，且現(xiàn)場(chǎng)工人不按標(biāo)準(zhǔn)反沖洗操作，極易造成支架用水中含有懸浮物、雜質(zhì)等，缸底存有沉積物，進(jìn)而影響密封壽命、閥類動(dòng)作等現(xiàn)象。二是乳化液濃度依靠人工配液，職工操作不規(guī)范，人為因素造成雜質(zhì)進(jìn)入泵箱以及乳化液濃度不穩(wěn)定，過程控制和管理難度大，長期以來造成大量缸筒銹蝕、損壞密封等不良后果，影響了支架液壓系統(tǒng)的安全可靠性，給綜采工作面頂板管理也帶來困難。

2、提高水質(zhì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo);支架用水Mg2+、Ca2+ 含量高，水質(zhì)硬度為10，屬高硬度水，水結(jié)垢堵塞閥芯、濾芯等造成故障;水質(zhì)PH值6.5-6.8，呈弱酸性，長期對(duì)缸筒、活塞、密封、油缸接口、管路連接組件等腐蝕，造成損壞和漏液現(xiàn)象;

3、減少設(shè)備維修量，節(jié)約各類易損件材料購置。

六、創(chuàng)新成果應(yīng)用效益分析

我公司投資76.05萬元，于2017年6月20日完成1111工作面水處理改造，后期2017年9月又完成1112工作面水處理改造，通過目前的運(yùn)行效果來看，液壓系統(tǒng)故障率明顯降低，支架及各千斤頂、閥組、閥芯損壞數(shù)量大大減少，升級(jí)改造效果初顯，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約油缸、千斤頂、閥組等維修、人工更換等各項(xiàng)費(fèi)用約325.16萬元。

七、結(jié)論

從2017-2019年，C₁煤層1111工作面、1112工作面兩個(gè)綜采工作面安裝KJSPYZ-3500型礦用自動(dòng)集成凈水裝置應(yīng)用情況看，該系統(tǒng)自投入使用以來一是對(duì)工作面用水采用三級(jí)過濾（一級(jí)粗過濾，二級(jí)精過濾，三級(jí)純水），將有害于液壓系統(tǒng)的Mg2+、Ca2+、H+進(jìn)行過濾，讓支架“喝”上純凈水，使硬度得到軟化，酸性得到消除，解決污染、腐蝕、結(jié)垢的問題;二是采用虹吸原理，自動(dòng)配液，保持配液濃度穩(wěn)定，無需人工值守;三是實(shí)現(xiàn)“傻瓜”式操作，具備在線自動(dòng)清洗濾芯功能，無需拆卸清洗，操作簡單可靠;四是相比傳統(tǒng)增加油泵、電源等方案，該方案無需電源及其它動(dòng)力裝置，故障率低，免維護(hù);五是該方案投資少，后期維修費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，其合理性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面都達(dá)到了設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)使用要求，解決了我礦井下綜采工作面的凈水和配液問題，為綜采工作面乳化液系統(tǒng)提供純凈而穩(wěn)定的傳動(dòng)介質(zhì)，為綜采工作面其他設(shè)備提供純凈的水源，確保工作面設(shè)備、支架液壓系統(tǒng)的安全可靠和供配液要求。

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