同煤集團大唐塔山煤礦位于大同市南郊區楊家窯村，其礦井設計生產(chǎn)能力為15Mt/a，采用平硐開(kāi)拓方式。礦井目前回采盤(pán)區為一盤(pán)區、二盤(pán)區、三盤(pán)區，回采煤層為石炭系3#~5#煤層，采用綜合機械化采掘工藝。

　　根據塔山煤礦提供的地質(zhì)資料顯示，礦井生產(chǎn)期間涌水量大，主要 >

　　為保證礦井生產(chǎn)的安全，塔山煤礦在1070運輸大巷3500m處建立一個(gè)中央水泵房，主要用于礦井積水排放，水泵房容積為4500m3，中央水泵房通過(guò)安裝的5臺MD280型多級離心式水泵將污水排至地面山頭污水處理站。但塔山煤礦回采煤層穩定性差，回采期間積水中煤泥量大，導致污水進(jìn)入水泵房后水倉內煤泥淤積量大，需每隔10d進(jìn)行人工清理，不僅加大了勞動(dòng)強度，而且污水處理時(shí)耗電量大、效果差，對礦山環(huán)境破壞性也大。對此通過(guò)分析研究，為了減少污水排放量，提高污水處理能力，實(shí)現污水循環(huán)恒壓利用，需設計一套閉式恒壓循環(huán)污水處理系統，主要包括閉式污水循環(huán)處理系統和恒壓供水控制系統兩部分。

　　一、閉式污水處理系統

　　1.1閉式污水循環(huán)處理系統

　　采用磁分離水體凈化成套技術(shù)設備，處理水量為300m3/h，將礦井污水通過(guò)管道排入系統內進(jìn)行凈化處理。系統主要包括著(zhù)水砂分離器、沉淀池、混凝反應池、固液分離設備、電控系統、磁分離機、污泥池、壓濾機等部分組成，如圖1所示。其電控系統主要包括聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、PLC控制柜、遠程操控臺等部分，遠程操控臺內設有主機、打印機、顯示器，主機通過(guò)安裝軟件在顯示器界面可現實(shí)閉式污水循環(huán)處理系統各設備運行狀態(tài)、運行時(shí)間、故障點(diǎn)等，并可實(shí)現遠程操作控制。

　　1.2閉式污水循環(huán)處理系統工作原理

　　1)水泵房?jì)任鬯?jīng)過(guò)水砂分離器，將污水與砂石進(jìn)行分離，水砂分離后污水進(jìn)入預沉池進(jìn)行沉淀處理，在預沉池內3個(gè)沉料槽內分別埋入吸料管。

　　2)預沉池污水沉淀一段時(shí)間后，池內上部污水流入混泥反映池內，下部沉淀污物通過(guò)高壓吸泵作用，經(jīng)吸料管進(jìn)入污泥池內。

　　3)通過(guò)在混泥反應池內加入磁種和混凝劑對污水種懸浮顆粒進(jìn)行混凝，混凝后污水經(jīng)高位水箱，將含有磁性凝聚物的混合污水送至分離器中進(jìn)行固液分離。

　　4)經(jīng)固液分離后清水直接排至恒壓供水系統，含有磁性物質(zhì)的污水進(jìn)入磁分離機，并對鐵質(zhì)進(jìn)行清除;經(jīng)磁分離后污水再次進(jìn)入混凝反應池內，煤泥進(jìn)入煤泥池內。

　　5)污泥池煤泥經(jīng)吸泥泵吸入壓濾機進(jìn)行脫水，脫水后煤泥排至膠帶輸送機運出。

　　6)該系統在進(jìn)行污水處理時(shí)，實(shí)現無(wú)人值守自動(dòng)化控制，電控系統中PLC控制柜可對混凝系統及其它設備進(jìn)行自動(dòng)調節控制作用。

　　二、恒壓供水控制系統

　　2.1系統結構

　　恒壓供水控制系統安裝2套恒壓供水系統，每套使用2臺90kW水泵(660V)，2臺防爆變頻器，1臺操作臺，2臺閥門(mén)控制箱，2臺PLC控制箱等進(jìn)行調速控制。該系統以PLC控制的變頻恒壓供水，采用本質(zhì)安全型壓力變送器實(shí)時(shí)監測出水管路壓力值;可對系統流量、液位等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集;輔以合理的水泵控制策略，保證整個(gè)系統運行的可靠性?？刂品绞椒譃樽詣?dòng)控制、手動(dòng)一鍵控制、就地檢修控制。

　　2.2恒壓供水控制系統工作原理

　　恒壓供水控制系統中清水池水源經(jīng)高壓水泵作用進(jìn)行加壓，經(jīng)過(guò)電控液閥集控系統進(jìn)行流量控制及水壓控制，調節后的水流達到恒壓狀態(tài)，然后經(jīng)供水管路輸送機至礦井各個(gè)用水點(diǎn)，該系統中水壓控制主要由2種方式:全自動(dòng)恒壓控制和手動(dòng)一鍵控制。

　　1)全自動(dòng)恒壓控制。本著(zhù)水位優(yōu)先的原則實(shí)現各個(gè)水泵的自動(dòng)控制，當水位達到高位或不在低水位值時(shí)，允許開(kāi)啟水泵，之后通過(guò)檢測管路的壓力值，從而自動(dòng)調節變頻器的頻率，使設備在預設的壓力范圍內進(jìn)行工作;當管路壓力過(guò)低時(shí)，也可以開(kāi)啟備用泵來(lái)實(shí)現穩壓。

　　2)手動(dòng)一鍵控制。根據實(shí)際需要可從自動(dòng)控制方式切換到手動(dòng)控制方式。此方式下操作人員在操作臺上人工手動(dòng)控制?？蓪蝹€(gè)設備進(jìn)行啟、停操作但是水泵的頻率值需要人為設定，并當水位過(guò)低時(shí)水泵無(wú)法開(kāi)啟。

　　三、煤礦閉式恒壓循環(huán)污水處理系統優(yōu)缺點(diǎn)分析

　　3.1主要優(yōu)點(diǎn)

　　1)系統操作簡(jiǎn)單、故障率低。該系統中所有設備間采用PLC控制柜聯(lián)鎖控制作用，系統操作簡(jiǎn)單，且系統在運行過(guò)程中可通過(guò)操控系統定期巡檢各個(gè)系統設備故障并實(shí)現自動(dòng)故障排除，降低了系統故障率。

　　2)自動(dòng)化水平高，勞動(dòng)強度低。該系統在運行過(guò)程只需一人在遠程操控室內通過(guò)監控系統對設備運行狀態(tài)進(jìn)行觀(guān)察即可，無(wú)需專(zhuān)人對系統設備進(jìn)行開(kāi)啟，實(shí)現了無(wú)人值守污水處理的目的，大大提高了污水處理自動(dòng)化水平，降低了勞動(dòng)強度。

　　3)減少了污水排放量。采用該系統后可直接對中央水泵房污水進(jìn)行循環(huán)處理，并對污水處理后進(jìn)行恒壓處理，供給礦井采掘工作面，減少了地面靜壓水供給量及污水排放量;同時(shí)污水處理后煤泥可直接混入礦井原煤中，提高了煤炭產(chǎn)量。

　　3.2主要缺點(diǎn)

　　1)由于礦井污水中含鐵器雜質(zhì)較多，閉式污水循環(huán)處理系統中磁分離機工作時(shí)負荷量大，導致磁分離機經(jīng)常出現故障，加大了設備維修成本費用。

　　2)由于3#~5#煤層煤泥量大，且煤泥黏度高，造成吸泥泵對污泥池內煤泥吸收不干凈，需專(zhuān)人定期對污泥池進(jìn)行清理。

　　四、實(shí)際應用效果

　　塔山煤礦中央水泵房于2018年5月投入使用了閉式恒壓循環(huán)污水處理系統，通過(guò)實(shí)際應用發(fā)現，該系統處理污水能力300m3/h，截至2018年11月共計處理1.74×104m3污水，與傳統地面污水處理系統相比，減少地面污水排放量1.58×104m3，不僅有效地避免了污水對礦山環(huán)境破壞，而且該系統處理后可利用煤泥0.45萬(wàn)t/月，全年可提高原煤銷(xiāo)售利益890萬(wàn)元，同時(shí)礦井污水處理后，通過(guò)恒壓系統可對井下各用水點(diǎn)進(jìn)行供水，減少了地面靜壓水供水量，全年可減少地面供水量3.2×104m3。

　　五、結論

　　同煤大唐塔山煤礦有限公司通過(guò)技術(shù)研究，對礦井原污水處理系統進(jìn)行優(yōu)化，設計一套煤礦閉式恒壓循環(huán)污水處理系統并在1070運輸大巷中央水泵房進(jìn)行應用。通過(guò)實(shí)際運行發(fā)現，應用該系統后減少了礦井污水排放量，降低了污水對礦山環(huán)境影響范圍，實(shí)現了污水自動(dòng)循環(huán)利用，同時(shí)減少了地面靜壓水供給量，提高了原煤產(chǎn)量，取得了顯著(zhù)經(jīng)濟效益。（ >

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