一、井下在線自清洗綜合供水凈化站工作原理
該設(shè)備專為煤礦、金屬礦等井下場景設(shè)計(jì)，以“分級(jí)凈化 + 在線自清洗 + 智能回用”** 為核心邏輯，整合物理分離、化學(xué)強(qiáng)化、自動(dòng)清潔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下污水 “不升井即凈化復(fù)用”，具體流程分四個(gè)階段：
1. 預(yù)處理：高雜質(zhì)污水的初步攔截
井下采掘產(chǎn)生的含煤泥、巖粉、懸浮物的污水(懸浮物濃度可達(dá) 1000-5000mg/L)，首先通過格柵式預(yù)濾模塊攔截粒徑≥2mm 的大塊雜質(zhì)(如碎石、煤塊)，避免堵塞后續(xù)管路。隨后污水進(jìn)入緩沖調(diào)節(jié)池，池內(nèi)水力混合裝置通過水流收縮與擴(kuò)散效應(yīng)，使污水與前置投加的混凝劑初步混合，為后續(xù)沉淀做準(zhǔn)備。此階段可降低 80% 的大顆粒負(fù)荷，保護(hù)核心凈化單元。
2. 深度凈化：梯度分離與水質(zhì)提純
經(jīng)預(yù)處理的污水進(jìn)入多級(jí)核心凈化單元，采用 “沉淀 + 過濾” 組合工藝實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)除雜：
第一級(jí)：斜管沉淀分離
污水流入斜管沉淀池，池內(nèi) 45°-60° 傾斜的蜂窩斜管大幅增加沉淀面積，煤泥等懸浮物在重力與絮凝作用下吸附于斜管表面，達(dá)到一定厚度后自動(dòng)滑落至池底污泥區(qū)，此環(huán)節(jié)可去除 70%-90% 的懸浮物(粒徑≥10μm)，出水濁度降至 50NTU 以下。
第二級(jí)：精密過濾提純
沉淀后污水進(jìn)入陶瓷超濾模塊或組合介質(zhì)過濾器，利用陶瓷膜的微孔截留特性(孔徑 0.1-1μm)或石英砂、活性炭的吸附作用，深度去除細(xì)顆粒、膠體及部分有機(jī)物，最終出水濁度可低至 0.5NTU，滿足井下設(shè)備冷卻、支架噴霧等精密用水需求。
3. 在線自清洗：核心組件的自動(dòng)維護(hù)
針對(duì)井下雜質(zhì)易堵塞濾材的痛點(diǎn)，設(shè)備配備壓差觸發(fā)式自清洗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) “無需停機(jī)、自動(dòng)除污”：
當(dāng)過濾模塊進(jìn)出口壓差達(dá)到 0.1MPa(雜質(zhì)堵塞導(dǎo)致)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至清洗模式：通過反向沖洗泵注入凈化后的清水，對(duì)陶瓷膜或?yàn)V料進(jìn)行高壓反沖(壓力 0.3-0.5MPa)，同時(shí)開啟超聲波清洗裝置剝離頑固附著雜質(zhì);
清洗產(chǎn)生的含污廢水回流至預(yù)處理單元重新凈化，污泥則通過螺桿泵輸送至壓濾機(jī)，壓濾成含水率 60%-70% 的濾餅，直接運(yùn)至選煤廠回收利用。整個(gè)過程耗時(shí)≤5 分鐘，且不中斷供水。
4. 智能回用與監(jiān)測：閉環(huán)運(yùn)行保障
凈化后的清水儲(chǔ)存于井下回用水箱，通過變頻供水泵直接輸送至采掘工作面、設(shè)備冷卻系統(tǒng)等用水點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) “污水 - 凈水 - 復(fù)用” 的循環(huán)閉環(huán)。同時(shí)系統(tǒng)搭載在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)：
實(shí)時(shí)檢測進(jìn)水濃度、出水濁度、設(shè)備壓差等參數(shù)，數(shù)據(jù)同步至井上控制室;
具備一鍵啟停、故障自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí)自動(dòng)切換至旁通回路，確保供水安全。
二、井下在線自清洗綜合供水凈化站核心優(yōu)勢
1. 適配井下工況：空間與安全雙兼容
緊湊化設(shè)計(jì)：采用模塊化集成結(jié)構(gòu)，可利用老舊巷道安裝，無需開拓新硐室，占地面積僅為地面同類設(shè)備的 1/3，適配井下狹窄空間;
本質(zhì)安全保障：核心部件采用礦用隔爆材質(zhì)，電氣系統(tǒng)符合《煤礦安全規(guī)程》，可在瓦斯?jié)舛?le;1% 的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，且避免污水升井過程中的管路泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
2. 自清洗免維護(hù)：降低人工與停機(jī)成本
全自動(dòng)化清潔：壓差觸發(fā)的自清洗系統(tǒng)替代人工拆洗，每月僅需 1-2 次巡檢，減少井下作業(yè)人員 60% 以上的維護(hù)工作量;
無耗材損耗：陶瓷超濾膜、金屬濾網(wǎng)等核心組件可反復(fù)清洗復(fù)用，無濾芯、濾布等易損件，年耗材成本降低 80% 以上。
3. 凈化效率與水質(zhì)雙優(yōu)：滿足多元用水需求
高負(fù)荷處理能力：單套設(shè)備處理量可達(dá) 30-500m³/h，能應(yīng)對(duì)瞬時(shí)雜質(zhì)濃度升高 2-3 倍的沖擊負(fù)荷，出水濁度穩(wěn)定≤5NTU;
分級(jí)供水適配：可根據(jù)需求輸出不同精度水質(zhì) —— 粗濾水用于巷道降塵，精濾水(濁度≤1NTU)用于綜采設(shè)備冷卻、乳化液配比，延長設(shè)備壽命約 30%。
4. 循環(huán)復(fù)用：實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保雙贏
節(jié)水降耗顯著：污水復(fù)用率達(dá) 100%，單礦每年可減少地下水抽取量數(shù)十萬噸，縮短供水距離超 3000 米，節(jié)省成本 450 萬元以上;
固廢資源化：壓濾產(chǎn)生的煤泥濾餅可直接送至選煤廠回收，處理后煤泥銷售收入甚至覆蓋設(shè)備運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn) “負(fù)成本運(yùn)行”。
5. 低能耗運(yùn)行：適配井下能源條件
節(jié)能工藝設(shè)計(jì)：依托井下現(xiàn)有壓風(fēng)系統(tǒng)或水泵壓力驅(qū)動(dòng)，無需額外大功率電機(jī)，單位處理量能耗僅為傳統(tǒng)過濾設(shè)備的 1/4;
智能節(jié)能控制：變頻供水泵根據(jù)用水負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，非高峰時(shí)段能耗降低 30% 以上。
三、典型應(yīng)用價(jià)值
以龍煤集團(tuán)新發(fā)礦為例，該礦采用此類設(shè)備后：
井下污水無需升井，直接轉(zhuǎn)化為凈化水供 2 個(gè)采區(qū)生產(chǎn)使用，年節(jié)省排水電費(fèi)與地面處理費(fèi) 450 萬元;
主排水泵因輸送清水，故障率降低 70%，維修成本減少 50%;
煤泥濾餅?zāi)昊厥樟砍崳瑒?chuàng)造額外收益超百萬元。
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