CN202072559U - 煤矿井下综采工作面给水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤矿给水处理技术领域，涉及一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，主要用于煤矿井下综采工作面给水处理后用做生产用水。本实用新型的装置包括减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元、离子去除单元和助剂投加单元，减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元和离子去除单元依次通过管路连接。本实用新型以煤矿井下给水管网的自然压力作为动力源并辅以高压空气，对综采工作面来水进行处理，使之达到相关生产设备对水质的要求；不包含《矿用产品安全标志管理目录》要求进行安标认证的材料及部件，同时也没有电力消耗，安全性高，适合各类煤矿，特别是高瓦斯煤矿井下使用。

Description

煤矿井下综采工作面给水处理装置

技术领域

本实用新型属于煤矿给水处理技术领域，涉及一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，主要用于处理煤矿井下综采工作面生产用水。

背景技术

众所周知，我国煤炭资源丰富，全国共有煤炭资源的矿区6019个，探明煤炭资源储量为10201 亿吨，其中煤炭基础储量3341 亿吨(煤炭储量为1886 亿吨)，煤炭资源量为6872 亿吨，在今后相当长的时间内，煤炭仍然是我国的主要能源。

我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区，集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的北方地区，以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国煤炭资源的60%，而这些地区水资源相当紧张，水质恶劣，多为高硬度、高矿化度水质。 随着我国采煤机械化水平的提高，综采、综掘设备的大量采用，电液控制系统已经相当普遍，但是由于水质恶劣，配制的乳化液容易产生分层、破乳、不稳定、腐蚀设备等现象，严重缩短了设备的检修周期和使用寿命，并对生产安全构成隐患，急需能够在煤矿井下工作面稳定可靠运行的的小型水处理设备。

申请号为CN200420055951.0的中国实用新型专利提供了一种给水处理装置，它由一套投配罐总成经管道和一套或多套混沉罐总成连接，一套或多套混沉罐总成再由管道与一套二沉滤罐总成连接，水泵通过管道与混沉罐总成连接，电磁阀除与相应的管道连接外，通过导线连接时间继电器并由其控制，采用上述结构的给水处理装置，操作简单、价格低廉、实用高效、应用范围广泛。然而，煤矿井下生产存在特殊性，要求所有设备都必须达到相应的安全要求，其中涉及到电气的必须通过“MA”认证。而目前市场上没有达到上述要求的给水处理设备，限制了工作面给水处理技术的发展。普通的水处理设备如果要放在工作面使用，需要对其大量的自动化控制装置进行适应性改造，这无论是在技术上还是经济上都要付出巨大的代价，存在大量的技术难题。

发明内容

本实用新型主要是针对普通水处理设备无法适应煤矿井下生产要求、无法达到煤安标准要求、需要对其大量的自动化控制装置进行适应性改造的技术问题，提供一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，该装置不包含《矿用产品安全标志管理目录》要求进行安标认证的材料及部件，同时也没有电力消耗，安全性高，适合各类煤矿，特别是高瓦斯煤矿井下使用。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，该装置包括减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元、离子去除单元和助剂投加单元，减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元和离子去除单元依次通过管路连接，减压稳压单元设有进水口，助剂投加单元包括储药箱，储药箱的出液管路连接到二级过滤单元和三级过滤单元之间的管路上；离子去除单元包括至少一个内设离子去除介质的压力罐，压力罐上设有出水口和排污口。一级过滤单元主要包括压力容器、设于压力容器内的一级过滤介质及配套阀门等，用于去除来水中较大的颗粒物，一般为50～100μm以上的颗粒物。二级过滤单元主要包括压力容器、设于压力容器内的二级过滤介质及配套阀门等，用于去除来水中中等的颗粒物，一般为20～50μm之间的颗粒物。三级过滤单元主要包括压力容器、设于压力容器内的三级过滤介质及配套阀门等，用于去除来水中较小的颗粒物，一般为5～20μm之间的颗粒物。

作为优选，所述的助剂投加单元包括气源入口、储药箱和用于对液体药剂定量投加的投加机构，气源入口和储药箱分别与投加机构相连接。进一步优选，所述的气源入口与投加机构之间的管路上依次设有截止阀和气源处理单元。作为优选方案，所述的气源处理单元包括依次连接的减压调节阀、过滤器和干燥器。助剂投加单元主要包括气源处理单元、储药箱、投加机构及配套管路阀门等。气源处理单元包括减压调节阀、过滤器、干燥器及附属管路。约0.6MPa的压缩空气气源经过减压稳压、过滤、干燥后，调节至合适流量送入投加机构，作为助剂投加单元的动力源。储药箱可为塑料材质，做为助剂储存之用。投加机构是助剂投加单元的关键部件，可以实现对液体助剂的准确、定量投加。配套管路及阀门，主要是控制投加机构的开停。

作为优选，所述的减压稳压单元与一级过滤单元之间、一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间、三级过滤单元与离子去除单元之间的管路上分别连接有压力表。压力表用于各级过滤单元的压力，通过前后压力差，确定更换过滤介质的时间。

作为优选，一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间的管路上分别连接有阀门。阀门用于控制水流的通断，以利于更换过滤介质。

作为优选，所述的减压稳压单元包括依次连接的Y型过滤器、一级或多级减压阀、截止阀和安全阀。减压稳压单元的主要功能是将来水压力调节至所需要的范围，一般为1.0～2.0Mpa之间，并且具有超压泄放的能力，保证后续设备的正常工作。

作为优选，所述的离子去除单元包括三个内设离子去除介质的压力容器，三个压力容器串联，压力容器的一侧设有出水管路，出水管路端部为出水口，出水管路上设有转子流量计，压力容器的另一侧设有排污管路，排污管路端部为排污口，排污管路上依次设有压力表、截止阀和转子流量计。离子去除单元用于将水中大部分的溶解性盐类与纯水分离，纯水和极少量的溶解性盐类成为产品水，绝大部分溶解性盐类通过废水排放掉。离子去除介质根据水质情况可以选用反渗透膜或纳滤膜等。

本实用新型的整个装置可设置于配套的安全防护构架内，安全防护构架可以采用碳钢或不锈钢构架，作为装置的安装骨架，并保护装置设备免受外来撞击等而损坏。

本实用新型主要结构简单、布置灵活、操作简单，仅需接入水源、气源即可工作，不需要电源，安全程度高。本实用新型煤矿井下综采工作面给水处理装置，以井下给水管网的自然压力作为动力源，辅以高压空气对工作面用水进行处理，使之达到相关生产设备用水的水质要求。本实用新型不包含《矿用产品安全标志管理目录》要求进行安标认证的材料及部件，同时也没有电力消耗，安全性高，适合各类煤矿，特别是高瓦斯煤矿井下使用。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的工艺流程框图。

标号说明：1减压稳压单元，11进水口，12 Y型过滤器，13减压阀，14安全阀，2一级过滤单元，3二级过滤单元，4三级过滤单元，5离子去除单元，51压力罐，52出水口，53排污口，54离子去除介质，6助剂投加单元，61气源入口，62气源处理单元，63投加机构，64储药箱，7压力表，8截止阀，9阀门，10转子流量计。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

以下实施例中所使用的技术，除非特别说明，均为本领域的技术人员已知的常规技术；所使用的仪器设备、试剂等，除非是本说明书特别说明，均为本领域的研究和技术人员可以通过公共途径获得的。

实施例：

如图1所示的一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，包括减压稳压单元1、一级过滤单元2、二级过滤单元3、三级过滤单元4、离子去除单元5和助剂投加单元6，上述单元固定安装在安全防护构架内。安全防护构架采用不锈钢方管，面板采用不锈钢板，上部四角设有起吊环，底部设有2条拖拽滑撬。安全防护构架内置2套本实用新型所述的相互独立的处理装置，单套产水能力3t/h。进水压力按照1.0～1.6MPa、1.6～2.5MPa、2.5～4.0MPa、4.0～6.0MPa等几个压力等级选择稳压单元。每个处理装置配置1套减压稳压单元、2套一级过滤单元、1套二级过滤单元、1套三级过滤单元、1套离子去除单元和1套助剂投加单元。

减压稳压单元1、一级过滤单元2、二级过滤单元3、三级过滤单元4、离子去除单元5依次通过管路连接。减压稳压单元1的前端设有进水口11，然后是依次连接的Y型过滤器12、减压阀13、截止阀8和安全阀14。减压阀13可以根据情况设置有多个。减压稳压单元1与一级过滤单元2之间连接有一个压力表7。

一级过滤单元2由两个并联的压力罐组成，压力罐内设置有一级过滤介质。压力罐的顶部和罐壁上设有阀门。二级过滤单元3为一个压力罐，压力罐内设置有二级过滤介质。压力罐的顶部和罐壁上设有阀门。三级过滤单元4为一个压力罐，压力罐内设置有三级过滤介质。压力罐的顶部和罐壁上设有阀门。一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间、三级过滤单元与离子去除单元之间的管路上分别连接有压力表7。一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间的管路上分别连接有阀门9。

离子去除单元5包括三个内设离子去除介质54的压力容器51，三个压力容器串联，三个压力容器经过离子去除介质54的一侧连接到出水管路，出水管路端部为出水口52，出水管路上设有转子流量计10，三个压力容器未经过离子去除介质54的另一侧连接有排污管路，排污管路端部为排污口53，排污管路上依次设有压力表7、截止阀8和转子流量计10。

助剂投加单元6包括气源入口61、储药箱64和用于对液体药剂定量投加的投加机构63，气源入口和储药箱分别与投加机构相连接。气源入口61与投加机构63之间的管路上自左至右依次设有截止阀8和气源处理单元62。气源处理单元由自左至右依次连接的减压调节阀、过滤器和干燥器组成（图中未示出）。

本实用新型可以根据工作面给水水质、水压等情况，选用不同规格的减压稳压单元、过滤介质及离子去除介质。

本实用新型使用时，根据工作面给水的水质、水压情况，来水首先被减压到一个合适的压力（此压力需要根据具体情况计算、实验获得）；之后进入一级过滤单元，水中较大的颗粒物（一般为50～100μm）被过滤去除；再进入二级过滤单元，水中中等的颗粒物（一般为20～50μm）被过滤去除；合适剂量的水处理助剂从助剂投加单元进入系统，与二级过滤单元的出水混合后进入三级过滤单元，水中较小的颗粒物（一般为5～20μm）被过滤去除；最后进入离子去除单元，水中绝大部分溶解性盐类被阻挡在离子去除介质的一侧，通过排污口排出，极少量的溶解性盐类通过离子去除介质和大部分的纯水一起成为产品水，从出水口排出，供给后续设备使用。本实用新型的工艺流程框图见图2。

应理解，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：包括减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元、离子去除单元和助剂投加单元，减压稳压单元、一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元和离子去除单元依次通过管路连接，减压稳压单元设有进水口，助剂投加单元包括储药箱，储药箱的出液管路连接到二级过滤单元和三级过滤单元之间的管路上；离子去除单元包括至少一个内设离子去除介质的压力容器，压力容器上设有出水口和排污口。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的助剂投加单元包括气源入口、储药箱和用于对液体药剂定量投加的投加机构，气源入口和储药箱分别与投加机构相连接。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的气源入口与投加机构之间的管路上依次设有截止阀和气源处理单元。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的气源处理单元包括依次连接的减压调节阀、过滤器和干燥器。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的减压稳压单元与一级过滤单元之间、一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间、三级过滤单元与离子去除单元之间的管路上分别连接有压力表。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：一级过滤单元与二级过滤单元之间、二级过滤单元与三级过滤单元之间的管路上分别连接有阀门。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的减压稳压单元包括依次连接的Y型过滤器、一级或多级减压阀、截止阀和安全阀。

8.根据权利要求5所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的减压稳压单元包括依次连接的Y型过滤器、一级或多级减压阀、截止阀和安全阀。

9.根据权利要求6所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的减压稳压单元包括依次连接的Y型过滤器、一级或多级减压阀、截止阀和安全阀。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的煤矿井下综采工作面给水处理装置，其特征在于：所述的离子去除单元包括三个内设离子去除介质的压力容器，三个压力容器串联，压力容器的一侧设有出水管路，出水管路端部为出水口，出水管路上设有转子流量计，压力容器的另一侧设有排污管路，排污管路端部为排污口，排污管路上依次设有压力表、截止阀和转子流量计。

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