采煤工作面固液分離技術的研究與應用

郭 磊

（陜西正通煤業有限責任公司，陜西 長武 713600）

固液分離指的是一項重要的單元操作，一般會使用篩或沉淀的方式，從“液相”中進行去除固體。但是根據我國現有的固液分離技術而言，其重點主要投放在壓濾、過濾和重力沉降等多個方面，正在被廣泛運用于環境保護、造紙以及發酵等行業中。而且伴隨現代科技的不斷發展，全球水資源急劇短缺，因人類生存環境的日益惡化，促使人們對固液分離工藝提出了較高要求。基于此，針對采煤工作面固液分離技術的發展趨勢和有效應用，展開以下分析。

1 基本情況

以某項工程為例，因遭受地質構造影響，促使盤區中部呈向斜構造，為保證采煤工作面排水具備安全性，應在工作面設計的過程中，在工作面的軸底設計施工中進行大直徑泄水孔，并確保其能與下部盤區泄水巷導通進行泄水【1】。雖然該設計方法能有效解決排水問題，但若是順槽沖出的煤粉，因清潔工作不到位或者措施防護不到位的話，就會引發大量煤粉伴隨涌水一并泄入泄水巷內，最終致使下部排水系統出現癱瘓，嚴重影響施工安全生產。

2 固液分離設備技術的發展趨勢

以工程現狀為依據，主要從低能耗壓濾機和固液分離離心機兩個方面，針對固液分離設備技術的發展趨勢，展開較為深入的分析。

2.1 低能耗壓濾機

基于控制濾渣水分和脫水成本的基礎上，對廂式壓濾機和高壓隔膜壓濾機發展進行分析。濾板與隔膜板主要是以增強聚丙烯材料，和壓榨壓力達到4.0MPA為主。其中廂式壓濾機的優點，主要體現在：進料損耗少、過濾速度快和密封性能好等多個方面，可以適用于所有固液分離行業，而且目前部分壓榨機都已經引進了固液分離系統，在一定程度上有效控制了濾渣濕度；而高壓隔膜壓濾機又被稱之為“隔膜壓濾機”，主要以隔膜濾板為主，隔膜濾板是由兩個膜片和芯板組建而成，當濾餅成型之后，在通過外部介質進入到芯板和膜片中的腔室內，促使膜片能在膨脹之后，針對隔膜濾板與廂式濾板間的濾餅實現壓縮，以此來實現壓榨過濾的目的。不同有廂式壓濾機，隔膜壓濾機的優點，主要體現在：壓榨力強、抗腐蝕能力強和便于維修等方面，現如今正在被廣泛適用于多個行業和領域中。與廂式壓濾機相比較而言，其更能把控濾餅水分含量，從而控制濾餅運輸重量，促使濾餅能被用來充當燃料資源【2】。

2.2 固液分離離心機

一般情況下，常見的固液分離離心機，主要包含：沉降離心機、過濾離心機、臥螺離心機等，離心機不僅能在實際工作中發揮指示、密封和監測等功能，同時還能促使工作的順利開展。首先，針對沉降離心機展開分析。沉降離心機在固液分離設備中屬于重要部分，但就目前發展情況可看出，正在面臨濾液濁度高和濾渣含水量等問題。現如今，我國正在針對此問題進行深入研究微米或納米級過濾技術，從而研究出了管式離心機，其過濾微粒直徑最低降至0.5微米，而且我國生產的管式離心機，其轉速能高達2萬轉／分；其次，針對過濾離心機展開分析。過濾離心機包含很多種類，常見的有：連續輸送式離心機、間斷上懸式離心機等，其中間斷上懸式離心機，一般都會選擇帆布、金屬絲等材料作為過濾介質，而連續輸送式離心機，一般會選擇細金屬篩網。也就是說，過濾離心機的出現是壓濾機的進一步發展與更新，通過過濾離心機的濾餅水分更低些，并且其過濾微粒可以細微到10微米；最后，針對臥螺離心機展開分析。除了沉降離心機和過濾離心機得到發展以外，臥螺離心機也在社會發展背景得到改造和更新，并且還能有效控制排液濃度，減少濾渣中存有的水分。

3 項目完成的效果與效益

在采煤工作面中合理運用固液分離技術，不僅能充分運用軸底構造，形成天然沉淀池，發揮清淤作用，還能借助刮板運輸機原理，根據采煤工作面的實際條件，自行設計與研發板鏈銷齒式清淤機，從而實現“機械化換人和自動化減人”的目的【3】。此外，在項目實施后，該施工項目于2019年5月份進入現場工業性試驗，截止7月底，根據2個月的運行試驗情況可看出，已經取得了良好的效果，并且與同等條件下的203開采而言，順槽煤流系統中的清淤勞動力得到了有效減少，并且工作面的生產連續性也有所提升，有效縮短了水倉和泄水巷的清淤周期。

若是針對效益進行分析的話，可以從項目成本和產生效益兩個方面入手。首先，在項目投入中，購置1部板鏈銷齒式清淤機花費42.56萬，安裝費為3萬，而清淤機折舊年限如果以7年進行計算，那么每年費用就是6.08萬，每月為0.51萬；其次，在產生效益中，203工作面同等條件回采期間，運用人工的方式展開清淤工作，其人工不能少于15人，而設備在204工作面投入使用后，清淤人員可以減少至7人，相比較人工方式，節省了人工8人，采煤直接工以360元／天，若是2個月為準，已減少人工投入60天×3班×8人×360元／天＝51.84萬元。

4 結語

綜上所述，固液分離技術屬于一項非常重要的現代技術，正在被廣泛運用于采煤工作面中。但縱觀固液分離技術的發展現狀可看出，國內外的固液分離技術都處于發展和進步的重要階段，甚至還有很多廠家正在深入研發新產品。