采煤工作面固液分离技术的研究与应用

2020-11-26郭磊

建材发展导向 2020年18期

郭磊

（陕西正通煤业有限责任公司，陕西长武 713600）

固液分离指的是一项重要的单元操作，一般会使用筛或沉淀的方式，从“液相”中进行去除固体。但是根据我国现有的固液分离技术而言，其重点主要投放在压滤、过滤和重力沉降等多个方面，正在被广泛运用于环境保护、造纸以及发酵等行业中。而且伴随现代科技的不断发展，全球水资源急剧短缺，因人类生存环境的日益恶化，促使人们对固液分离工艺提出了较高要求。基于此，针对采煤工作面固液分离技术的发展趋势和有效应用，展开以下分析。

1 基本情况

以某项工程为例，因遭受地质构造影响，促使盘区中部呈向斜构造，为保证采煤工作面排水具备安全性，应在工作面设计的过程中，在工作面的轴底设计施工中进行大直径泄水孔，并确保其能与下部盘区泄水巷导通进行泄水【1】。虽然该设计方法能有效解决排水问题，但若是顺槽冲出的煤粉，因清洁工作不到位或者措施防护不到位的话，就会引发大量煤粉伴随涌水一并泄入泄水巷内，最终致使下部排水系统出现瘫痪，严重影响施工安全生产。

2 固液分离设备技术的发展趋势

以工程现状为依据，主要从低能耗压滤机和固液分离离心机两个方面，针对固液分离设备技术的发展趋势，展开较为深入的分析。

2.1 低能耗压滤机

基于控制滤渣水分和脱水成本的基础上，对厢式压滤机和高压隔膜压滤机发展进行分析。滤板与隔膜板主要是以增强聚丙烯材料，和压榨压力达到4.0MPA为主。其中厢式压滤机的优点，主要体现在：进料损耗少、过滤速度快和密封性能好等多个方面，可以适用于所有固液分离行业，而且目前部分压榨机都已经引进了固液分离系统，在一定程度上有效控制了滤渣湿度；而高压隔膜压滤机又被称之为“隔膜压滤机”，主要以隔膜滤板为主，隔膜滤板是由两个膜片和芯板组建而成，当滤饼成型之后，在通过外部介质进入到芯板和膜片中的腔室内，促使膜片能在膨胀之后，针对隔膜滤板与厢式滤板间的滤饼实现压缩，以此来实现压榨过滤的目的。不同有厢式压滤机，隔膜压滤机的优点，主要体现在：压榨力强、抗腐蚀能力强和便于维修等方面，现如今正在被广泛适用于多个行业和领域中。与厢式压滤机相比较而言，其更能把控滤饼水分含量，从而控制滤饼运输重量，促使滤饼能被用来充当燃料资源【2】。

2.2 固液分离离心机

一般情况下，常见的固液分离离心机，主要包含：沉降离心机、过滤离心机、卧螺离心机等，离心机不仅能在实际工作中发挥指示、密封和监测等功能，同时还能促使工作的顺利开展。首先，针对沉降离心机展开分析。沉降离心机在固液分离设备中属于重要部分，但就目前发展情况可看出，正在面临滤液浊度高和滤渣含水量等问题。现如今，我国正在针对此问题进行深入研究微米或纳米级过滤技术，从而研究出了管式离心机，其过滤微粒直径最低降至0.5微米，而且我国生产的管式离心机，其转速能高达2万转／分；其次，针对过滤离心机展开分析。过滤离心机包含很多种类，常见的有：连续输送式离心机、间断上悬式离心机等，其中间断上悬式离心机，一般都会选择帆布、金属丝等材料作为过滤介质，而连续输送式离心机，一般会选择细金属筛网。也就是说，过滤离心机的出现是压滤机的进一步发展与更新，通过过滤离心机的滤饼水分更低些，并且其过滤微粒可以细微到10微米；最后，针对卧螺离心机展开分析。除了沉降离心机和过滤离心机得到发展以外，卧螺离心机也在社会发展背景得到改造和更新，并且还能有效控制排液浓度，减少滤渣中存有的水分。

3 项目完成的效果与效益

在采煤工作面中合理运用固液分离技术，不仅能充分运用轴底构造，形成天然沉淀池，发挥清淤作用，还能借助刮板运输机原理，根据采煤工作面的实际条件，自行设计与研发板链销齿式清淤机，从而实现“机械化换人和自动化减人”的目的【3】。此外，在项目实施后，该施工项目于2019年5月份进入现场工业性试验，截止7月底，根据2个月的运行试验情况可看出，已经取得了良好的效果，并且与同等条件下的203开采而言，顺槽煤流系统中的清淤劳动力得到了有效减少，并且工作面的生产连续性也有所提升，有效缩短了水仓和泄水巷的清淤周期。

若是针对效益进行分析的话，可以从项目成本和产生效益两个方面入手。首先，在项目投入中，购置1部板链销齿式清淤机花费42.56万，安装费为3万，而清淤机折旧年限如果以7年进行计算，那么每年费用就是6.08万，每月为0.51万；其次，在产生效益中，203工作面同等条件回采期间，运用人工的方式展开清淤工作，其人工不能少于15人，而设备在204工作面投入使用后，清淤人员可以减少至7人，相比较人工方式，节省了人工8人，采煤直接工以360元／天，若是2个月为准，已减少人工投入60天×3班×8人×360元／天＝51.84万元。