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综采工作面管道全自动水过滤系统论述

现代化综采工作面支护没备、乳化泵站、冷却系统及喷雾降尘系统需要大量的通过精过滤的洁净水,目前广泛采用的是分散式多点一次性滤芯过滤器,这种过滤器的最大缺点是滤芯更换频繁、工作量大、成本高,而频繁的滤芯堵塞对设备的正常运行造成较大影响。为了解决上述问题,神东公司和有关单位合作开发了全自动免维护管道过滤系统,取得了很好的使用效果。本文介绍了神东矿区综采工作面全自动免维护管道过滤装置的原理和应用,对解决综采工作面用水的集中过滤问题有一定的借鉴意义。
一、综采工作面供水系统
神东矿区综采工作面供水由井下泵房加压泵(采用变频调速)将恒压水(0.95~1.15MPa可调)经DN200管供至工作面胶运顺槽口处,再用DN100管将水供往工作面过滤装置是在综采工作面总进水管道上设置,为整个综采工作面供水的一套全自动免维护水过滤系统。该系统完整组合后可以安装在移变列车上.过滤器进水口与顺槽供水管线相接,过滤后的净水从出水口与工作面配水管相接,将水分为四路,分别为工作面支架、乳化液泵箱喷雾冷却、刮板输送机TTT(以水为工作介质的流量控制涡轮传动液力偶合器)等设备供水。输送机机头驱动部的冷却水以及TTT排水排入
机头水箱,由水泵经DN50管排入喷雾泵箱内复用。机尾驱动部的冷却水及TTT排水直接排入采空区。
过滤装置的主要参数见表1

2水过滤装置的特点
(1)在线全自动,免维护,不需要更换滤芯,滤网使用寿命十年以上。更省去了更换滤芯的费用和时间,使用非常方便。缺点是初期投入较大。
(2)采用PLC全自动控制,可根据水厨情况合理调整清洗过程,主动清洗,保证滤网良好的过滤状况。
(3)滤网结构自动清洗,反冲反吸的独特结构设计,是保证过滤系统效果良好的关键。
(4)清洗、反冲、排污过程中无需停水,不影响正常供水。
(5)结构紧凑,体积小,占地面积小。
3过滤装置的工作原理
过滤装置由过滤器筒、防爆控制箱、磁力启动器等三部分组成。顺槽供水管线的来水经过滤器的入水口进入过滤器的上部进液仓,然后从过滤网的中(内壁)进入,通过滤网后进入中部的净水仓,再从侧面的出水口供出洁净水。过滤器下腔底部为杂质污物仓,此仓与滤网的中间相通。过滤下来的杂物沉入此仓,经排污阀排出过滤器。
过滤装置的核心技术是线缝式全不锈钢金属滤网及独特的清理、反冲结构。该装置改变了传统的滤网结构,将滤网做成沿滤筒倾斜旋转的斜网,再利用网内旋转的刮刀(聚氨酯材料)与斜嘲形成的夹角产生剪切力。这样,无论什么类型的污物,在剪切力的作用下,都会被切碎而不会粘附在滤网壁上。为了使清洗效果更好,在网内切刀的另一面(180°),还设计了一把不锈钢钢丝刷子。切刀及刷子在过滤器上部电机的带动下作旋转运动,将粘附在滤网内壁上的污渍、杂质清理干净,落入下部的污物仓。
为了更进一步增强反冲清洗效果,解决系统中可能存在油膜堵塞滤网的问题,陔装置又在旋转的刮刀前部设汁了一个反冲洗、反吸器。反冲、反吸器的工作原理是:在过滤器的底部再设计一个排污口,此排污口与底部的污物仓不相通,它与反吸器是相通的并在排污口由一个电磁阀来控制。当压差传感器检测到滤网被堵塞时,在启动刮刀(反吸器与刮刀连为一体)旋转的同时,排污口的控制电磁阀按没计好的方式执行打开、闭合的程序动作。当电磁阀打开的瞬间,管道的压力大于排污口的压力,产生压力差,在反吸器的局部产生反吸力。同时由于压力差的原因,滤网外侧的水在压力差作用下流向反吸器,产生反冲洗,将滤网上的脏物吸入排污口。
此装置的另一个特点是,其滤网不是用平板制造的,因为平板制造的滤网会增大污物堵塞滤网的机会。本滤网的结构是每一根滤网丝都是三角形的,其内壁是平滑的,有利于刮刀和刷子的清洗,而外网是呈三角形的开口。这样,小于或等于过滤精度要求的污物都不会卡在滤网上,始终使过滤器保持良好的工作状态(见图1)。

过滤装置设置了一个PLC控制箱,控制部分采用西门子S7-200可编程控制器,过滤器运转分为手动和自动。清洗控制过程可采用时间控制、压差控制或两种方式并用。此外,电气系统还设置各种报警和运行状态显示功能。可根据过滤液的实际情况(如水的杂质变化),对过滤器内部的清洗过程进行调整,从而保证了反冲清洗装置能合理有效地对滤网进行清洗,实现了主动清洗,全自动无人控制。
4使用效果
全自动清水过滤装置采用可编程控制器控制,可根据水源杂质含量,设定不同的清洗滤芯程序,能在不间断供水的前提下完成除污。滤芯可长期使用无需更换,克服了分散式多点过滤器频繁更换滤芯的缺陷,降低了维护成本,提高了生产效益。全自动清水过滤装置实现了全自动,免维护,在线集中过滤,无需停水停工,完全可以满足综采工作面的水过滤要求。
5结语
通过神东公司半年井下工业性试验表明,本装置结构独特、设计合理,解决了神东矿区综采工作面用水的集中过滤问题。全自动清水过滤装置结构简单、可靠性高、实用性强,完全可以替代目前广泛采用的分散式多点一次性滤芯过滤器,具有推广应用价值。