采煤工作面固液分離技術(shù)的研究與應(yīng)用

郭 磊

（陜西正通煤業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 長(zhǎng)武 713600）

固液分離指的是一項(xiàng)重要的單元操作，一般會(huì)使用篩或沉淀的方式，從“液相”中進(jìn)行去除固體。但是根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的固液分離技術(shù)而言，其重點(diǎn)主要投放在壓濾、過濾和重力沉降等多個(gè)方面，正在被廣泛運(yùn)用于環(huán)境保護(hù)、造紙以及發(fā)酵等行業(yè)中。而且伴隨現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，全球水資源急劇短缺，因人類生存環(huán)境的日益惡化，促使人們對(duì)固液分離工藝提出了較高要求。基于此，針對(duì)采煤工作面固液分離技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和有效應(yīng)用，展開以下分析。

1 基本情況

以某項(xiàng)工程為例，因遭受地質(zhì)構(gòu)造影響，促使盤區(qū)中部呈向斜構(gòu)造，為保證采煤工作面排水具備安全性，應(yīng)在工作面設(shè)計(jì)的過程中，在工作面的軸底設(shè)計(jì)施工中進(jìn)行大直徑泄水孔，并確保其能與下部盤區(qū)泄水巷導(dǎo)通進(jìn)行泄水【1】。雖然該設(shè)計(jì)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(hù)不到位的話，就會(huì)引發(fā)大量煤粉伴隨涌水一并泄入泄水巷內(nèi)，最終致使下部排水系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，嚴(yán)重影響施工安全生產(chǎn)。

2 固液分離設(shè)備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以工程現(xiàn)狀為依據(jù)，主要從低能耗壓濾機(jī)和固液分離離心機(jī)兩個(gè)方面，針對(duì)固液分離設(shè)備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，展開較為深入的分析。

2.1 低能耗壓濾機(jī)

基于控制濾渣水分和脫水成本的基礎(chǔ)上，對(duì)廂式壓濾機(jī)和高壓隔膜壓濾機(jī)發(fā)展進(jìn)行分析。濾板與隔膜板主要是以增強(qiáng)聚丙烯材料，和壓榨壓力達(dá)到4.0MPA為主。其中廂式壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：進(jìn)料損耗少、過濾速度快和密封性能好等多個(gè)方面，可以適用于所有固液分離行業(yè)，而且目前部分壓榨機(jī)都已經(jīng)引進(jìn)了固液分離系統(tǒng)，在一定程度上有效控制了濾渣濕度；而高壓隔膜壓濾機(jī)又被稱之為“隔膜壓濾機(jī)”，主要以隔膜濾板為主，隔膜濾板是由兩個(gè)膜片和芯板組建而成，當(dāng)濾餅成型之后，在通過外部介質(zhì)進(jìn)入到芯板和膜片中的腔室內(nèi)，促使膜片能在膨脹之后，針對(duì)隔膜濾板與廂式濾板間的濾餅實(shí)現(xiàn)壓縮，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)壓榨過濾的目的。不同有廂式壓濾機(jī)，隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：壓榨力強(qiáng)、抗腐蝕能力強(qiáng)和便于維修等方面，現(xiàn)如今正在被廣泛適用于多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中。與廂式壓濾機(jī)相比較而言，其更能把控濾餅水分含量，從而控制濾餅運(yùn)輸重量，促使濾餅?zāi)鼙挥脕?lái)充當(dāng)燃料資源【2】。

2.2 固液分離離心機(jī)

一般情況下，常見的固液分離離心機(jī)，主要包含：沉降離心機(jī)、過濾離心機(jī)、臥螺離心機(jī)等，離心機(jī)不僅能在實(shí)際工作中發(fā)揮指示、密封和監(jiān)測(cè)等功能，同時(shí)還能促使工作的順利開展。首先，針對(duì)沉降離心機(jī)展開分析。沉降離心機(jī)在固液分離設(shè)備中屬于重要部分，但就目前發(fā)展情況可看出，正在面臨濾液濁度高和濾渣含水量等問題?，F(xiàn)如今，我國(guó)正在針對(duì)此問題進(jìn)行深入研究微米或納米級(jí)過濾技術(shù)，從而研究出了管式離心機(jī)，其過濾微粒直徑最低降至0.5微米，而且我國(guó)生產(chǎn)的管式離心機(jī)，其轉(zhuǎn)速能高達(dá)2萬(wàn)轉(zhuǎn)／分；其次，針對(duì)過濾離心機(jī)展開分析。過濾離心機(jī)包含很多種類，常見的有：連續(xù)輸送式離心機(jī)、間斷上懸式離心機(jī)等，其中間斷上懸式離心機(jī)，一般都會(huì)選擇帆布、金屬絲等材料作為過濾介質(zhì)，而連續(xù)輸送式離心機(jī)，一般會(huì)選擇細(xì)金屬篩網(wǎng)。也就是說(shuō)，過濾離心機(jī)的出現(xiàn)是壓濾機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展與更新，通過過濾離心機(jī)的濾餅水分更低些，并且其過濾微?？梢约?xì)微到10微米；最后，針對(duì)臥螺離心機(jī)展開分析。除了沉降離心機(jī)和過濾離心機(jī)得到發(fā)展以外，臥螺離心機(jī)也在社會(huì)發(fā)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(xiàng)目完成的效果與效益

在采煤工作面中合理運(yùn)用固液分離技術(shù)，不僅能充分運(yùn)用軸底構(gòu)造，形成天然沉淀池，發(fā)揮清淤作用，還能借助刮板運(yùn)輸機(jī)原理，根據(jù)采煤工作面的實(shí)際條件，自行設(shè)計(jì)與研發(fā)板鏈銷齒式清淤機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人和自動(dòng)化減人”的目的【3】。此外，在項(xiàng)目實(shí)施后，該施工項(xiàng)目于2019年5月份進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，截止7月底，根據(jù)2個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn)情況可看出，已經(jīng)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(tǒng)中的清淤勞動(dòng)力得到了有效減少，并且工作面的生產(chǎn)連續(xù)性也有所提升，有效縮短了水倉(cāng)和泄水巷的清淤周期。

若是針對(duì)效益進(jìn)行分析的話，可以從項(xiàng)目成本和產(chǎn)生效益兩個(gè)方面入手。首先，在項(xiàng)目投入中，購(gòu)置1部板鏈銷齒式清淤機(jī)花費(fèi)42.56萬(wàn)，安裝費(fèi)為3萬(wàn)，而清淤機(jī)折舊年限如果以7年進(jìn)行計(jì)算，那么每年費(fèi)用就是6.08萬(wàn)，每月為0.51萬(wàn)；其次，在產(chǎn)生效益中，203工作面同等條件回采期間，運(yùn)用人工的方式展開清淤工作，其人工不能少于15人，而設(shè)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(jié)省了人工8人，采煤直接工以360元／天，若是2個(gè)月為準(zhǔn)，已減少人工投入60天×3班×8人×360元／天＝51.84萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，固液分離技術(shù)屬于一項(xiàng)非常重要的現(xiàn)代技術(shù)，正在被廣泛運(yùn)用于采煤工作面中。但縱觀固液分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可看出，國(guó)內(nèi)外的固液分離技術(shù)都處于發(fā)展和進(jìn)步的重要階段，甚至還有很多廠家正在深入研發(fā)新產(chǎn)品。