淺談綜采工作面水處理系統的優化改造及效益分析

李大志

摘? 要：我公司綜采工作面設備冷卻、支架用水采用礦井污水處理站處理達標后的礦井水，總體上講水質較差，懸浮物含量多，硬度高，氯離子偏高，極易產生各種閥類結垢、堵塞、顆粒物損壞密封等設備故障，極大影響了支架液壓系統及相關設備使用壽命。為改善綜采工作面設備運行狀況，減少水質對系統的影響，降低因此帶來的維修工作量，提高工作面生產效率，通過調研論證，計劃實施對綜采工作面的水處理系統進行升級改造，購置1套KJSPYZ-3500型礦用自動集成凈水裝置在工作面投入使用，確保工作面設備、支架液壓系統的安全可靠。實現分級處理和分級供水，一級粗過濾水，二級精過濾水，三級純水。該設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提供純凈而穩定的傳動介質，為綜采工作面其他設備提供純凈的水源。

關鍵詞：綜采工作面;水處理系統優化改造;效益分析

一、綜采工作面KJSPYZ-3500型礦用自動集成凈水裝置用途

三級過濾改善了綜采工作面水質差、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提供純凈而穩定的傳動介質，為綜采工作面其他設備提供純凈的水源，確保工作面設備、支架液壓系統的安全可靠。

二、綜采工作面KJSPYZ-3500型礦用自動集成凈水裝置主要特點

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、結垢、污染的問題。自動配液，無需人工值守。配液部分一備一用。在自動配液的同時，可提供粗過濾水和精過濾水，提供給綜采工作面其他設備使用。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，結實耐用。無附屬配套設備，投資少，后期使用維護費用少。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型礦用自動集成凈水裝置主要技術參數

1、過濾介質：水介質（PH值范圍在5～9之間），供水水源為井下生產用水。

2、工作壓力：過濾水介質最大壓力為3.5Mpa（更高壓力可訂制），正常工作時不小于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，用于其它設備的冷卻;精過濾 10μm，微米級污物也有50%以上的去除率，用于采煤機冷卻和噴霧;純水對離子去除率不小于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：進水口，DN100法蘭;粗過濾出水口DN51快插（2個）;精過濾出水口DN51快插（3個）;純水出水口DN51快插（2個）。

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

針對我礦綜采工作面用水水質較差，懸浮物含量多，硬度高，氯離子偏高，極易產生各種閥類結垢、堵塞、顆粒物損壞密封等設備故障問題，極大影響了支架液壓系統及相關設備使用壽命，礦領導立即組織相關人員，成立了科研小組，經對周邊礦井水質較差的陜煤化集團韓家灣煤礦、榆林神華集團郭家灣等煤礦進行了調研，以上礦井都采用“工作面凈化水綜合處理技術+集成凈水配液站”的先進技術方案。于2017年先后對1111工作面和11112工作面安裝了KJSPYZ-3500型礦用自動集成凈水裝置，并投入運行。

五、創新點

1、解決職工的不規范操作造成設備損壞;一是普通反沖洗過濾器精度低，且現場工人不按標準反沖洗操作，極易造成支架用水中含有懸浮物、雜質等，缸底存有沉積物，進而影響密封壽命、閥類動作等現象。二是乳化液濃度依靠人工配液，職工操作不規范，人為因素造成雜質進入泵箱以及乳化液濃度不穩定，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、提高水質的各項技術指標;支架用水Mg2+、Ca2+ 含量高，水質硬度為10，屬高硬度水，水結垢堵塞閥芯、濾芯等造成故障;水質PH值6.5-6.8，呈弱酸性，長期對缸筒、活塞、密封、油缸接口、管路連接組件等腐蝕，造成損壞和漏液現象;

3、減少設備維修量，節約各類易損件材料購置。

六、創新成果應用效益分析

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，通過目前的運行效果來看，液壓系統故障率明顯降低，支架及各千斤頂、閥組、閥芯損壞數量大大減少，升級改造效果初顯，預計每年可節約油缸、千斤頂、閥組等維修、人工更換等各項費用約325.16萬元。

七、結論

從2017-2019年，C₁煤層1111工作面、1112工作面兩個綜采工作面安裝KJSPYZ-3500型礦用自動集成凈水裝置應用情況看，該系統自投入使用以來一是對工作面用水采用三級過濾（一級粗過濾，二級精過濾，三級純水），將有害于液壓系統的Mg2+、Ca2+、H+進行過濾，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、結垢的問題;二是采用虹吸原理，自動配液，保持配液濃度穩定，無需人工值守;三是實現“傻瓜”式操作，具備在線自動清洗濾芯功能，無需拆卸清洗，操作簡單可靠;四是相比傳統增加油泵、電源等方案，該方案無需電源及其它動力裝置，故障率低，免維護;五是該方案投資少，后期維修費用、運行費用低，設備運行穩定可靠，其合理性、可靠性、經濟性、安全性等方面都達到了設計和現場使用要求，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提供純凈而穩定的傳動介質，為綜采工作面其他設備提供純凈的水源，確保工作面設備、支架液壓系統的安全可靠和供配液要求。

參考文獻

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