專利名稱：煤礦井下綜采工作面給水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤礦給水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，主要用于處理煤礦井下綜采工作面生產(chǎn)用水。
背景技術(shù)：
眾所周知，我國煤炭資源豐富，全國共有煤炭資源的礦區(qū)6019個(gè)，探明煤炭資源儲(chǔ)量為10201億噸，其中煤炭基礎(chǔ)儲(chǔ)量3341億噸(煤炭儲(chǔ)量為1886億噸)，煤炭資源量為6872億噸，在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，煤炭仍然是我國的主要能源。我國煤炭儲(chǔ)量主要分布在華北、西北地區(qū)，集中在昆侖山一秦嶺一大別山以北的北方地區(qū)，以山西、陜西、內(nèi)蒙古等省區(qū)的儲(chǔ)量最為豐富。晉陜蒙(西)地區(qū)(簡稱“三西” 地區(qū))集中了中國煤炭資源的60%，而這些地區(qū)水資源相當(dāng)緊張，水質(zhì)惡劣，多為高硬度、高礦化度水質(zhì)。隨著我國采煤機(jī)械化水平的提高，綜采、綜掘設(shè)備的大量采用，電液控制系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)普遍，但是由于水質(zhì)惡劣，配制的乳化液容易產(chǎn)生分層、破乳、不穩(wěn)定、腐蝕設(shè)備等現(xiàn)象，嚴(yán)重縮短了設(shè)備的檢修周期和使用壽命，并對(duì)生產(chǎn)安全構(gòu)成隱患，急需能夠在煤礦井下工作面穩(wěn)定可靠運(yùn)行的的小型水處理設(shè)備。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200420055951. 0的中國實(shí)用新型專利提供了一種給水處理裝置，它由一套投配罐總成經(jīng)管道和一套或多套混沉罐總成連接，一套或多套混沉罐總成再由管道與一套二沉濾罐總成連接，水泵通過管道與混沉罐總成連接，電磁閥除與相應(yīng)的管道連接外，通過導(dǎo)線連接時(shí)間繼電器并由其控制，采用上述結(jié)構(gòu)的給水處理裝置，操作簡單、價(jià)格低廉、實(shí)用高效、應(yīng)用范圍廣泛。然而，煤礦井下生產(chǎn)存在特殊性，要求所有設(shè)備都必須達(dá)到相應(yīng)的安全要求，其中涉及到電氣的必須通過“MA”認(rèn)證。而目前市場上沒有達(dá)到上述要求的給水處理設(shè)備，限制了工作面給水處理技術(shù)的發(fā)展。普通的水處理設(shè)備如果要放在工作面使用，需要對(duì)其大量的自動(dòng)化控制裝置進(jìn)行適應(yīng)性改造，這無論是在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都要付出巨大的代價(jià)，存在大量的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是針對(duì)普通水處理設(shè)備無法適應(yīng)煤礦井下生產(chǎn)要求、無法達(dá)到煤安標(biāo)準(zhǔn)要求、需要對(duì)其大量的自動(dòng)化控制裝置進(jìn)行適應(yīng)性改造的技術(shù)問題，提供一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，該裝置不包含《礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志管理目錄》要求進(jìn)行安標(biāo)認(rèn)證的材料及部件，同時(shí)也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，該裝置包括減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接，減壓穩(wěn)壓單元設(shè)有進(jìn)水口，助劑投加單元包括儲(chǔ)藥箱，儲(chǔ)藥箱的出液管路連接到二級(jí)過濾單元和三級(jí)過濾單
3元之間的管路上；離子去除單元包括至少一個(gè)內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力罐，壓力罐上設(shè)有出水口和排污口。一級(jí)過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的一級(jí)過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中較大的顆粒物，一般為50 100 μ m以上的顆粒物。二級(jí)過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的二級(jí)過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中中等的顆粒物，一般為20 50 μ m之間的顆粒物。三級(jí)過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的三級(jí)過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中較小的顆粒物，一般為5 20 μ m 之間的顆粒物。作為優(yōu)選，所述的助劑投加單元包括氣源入口、儲(chǔ)藥箱和用于對(duì)液體藥劑定量投加的投加機(jī)構(gòu)，氣源入口和儲(chǔ)藥箱分別與投加機(jī)構(gòu)相連接。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的氣源入口與投加機(jī)構(gòu)之間的管路上依次設(shè)有截止閥和氣源處理單元。作為優(yōu)選方案，所述的氣源處理單元包括依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器。助劑投加單元主要包括氣源處理單元、 儲(chǔ)藥箱、投加機(jī)構(gòu)及配套管路閥門等。氣源處理單元包括減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器、干燥器及附屬管路。約0. 6MPa的壓縮空氣氣源經(jīng)過減壓穩(wěn)壓、過濾、干燥后，調(diào)節(jié)至合適流量送入投加機(jī)構(gòu)，作為助劑投加單元的動(dòng)力源。儲(chǔ)藥箱可為塑料材質(zhì)，做為助劑儲(chǔ)存之用。投加機(jī)構(gòu)是助劑投加單元的關(guān)鍵部件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液體助劑的準(zhǔn)確、定量投加。配套管路及閥門，主要是控制投加機(jī)構(gòu)的開停。作為優(yōu)選，所述的減壓穩(wěn)壓單元與一級(jí)過濾單元之間、一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間、三級(jí)過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表。壓力表用于各級(jí)過濾單元的壓力，通過前后壓力差，確定更換過濾介質(zhì)的時(shí)間。作為優(yōu)選，一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間的管路上分別連接有閥門。閥門用于控制水流的通斷，以利于更換過濾介質(zhì)。作為優(yōu)選，所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級(jí)或多級(jí)減壓閥、 截止閥和安全閥。減壓穩(wěn)壓單元的主要功能是將來水壓力調(diào)節(jié)至所需要的范圍，一般為 1. 0 2. OMpa之間，并且具有超壓泄放的能力，保證后續(xù)設(shè)備的正常工作。作為優(yōu)選，所述的離子去除單元包括三個(gè)內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，三個(gè)壓力容器串聯(lián)，壓力容器的一側(cè)設(shè)有出水管路，出水管路端部為出水口，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，壓力容器的另一側(cè)設(shè)有排污管路，排污管路端部為排污口，排污管路上依次設(shè)有壓力表、截止閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。離子去除單元用于將水中大部分的溶解性鹽類與純水分離，純水和極少量的溶解性鹽類成為產(chǎn)品水，絕大部分溶解性鹽類通過廢水排放掉。離子去除介質(zhì)根據(jù)水質(zhì)情況可以選用反滲透膜或納濾膜等。本實(shí)用新型的整個(gè)裝置可設(shè)置于配套的安全防護(hù)構(gòu)架內(nèi)，安全防護(hù)構(gòu)架可以采用碳鋼或不銹鋼構(gòu)架，作為裝置的安裝骨架，并保護(hù)裝置設(shè)備免受外來撞擊等而損壞。本實(shí)用新型主要結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活、操作簡單，僅需接入水源、氣源即可工作，不需要電源，安全程度高。本實(shí)用新型煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，以井下給水管網(wǎng)的自然壓力作為動(dòng)力源，輔以高壓空氣對(duì)工作面用水進(jìn)行處理，使之達(dá)到相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備用水的水質(zhì)要求。本實(shí)用新型不包含《礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志管理目錄》要求進(jìn)行安標(biāo)認(rèn)證的材料及部件，同時(shí)也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的工藝流程框圖。標(biāo)號(hào)說明1減壓穩(wěn)壓單元，11進(jìn)水口，12 Y型過濾器，13減壓閥，14安全閥，2 — 級(jí)過濾單元，3 二級(jí)過濾單元，4三級(jí)過濾單元，5離子去除單元，51壓力罐，52出水口，53排污口，討離子去除介質(zhì)，6助劑投加單元，61氣源入口，62氣源處理單元，63投加機(jī)構(gòu)，64儲(chǔ)藥箱，7壓力表，8截止閥，9閥門，10轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。以下實(shí)施例中所使用的技術(shù)，除非特別說明，均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)；所使用的儀器設(shè)備、試劑等，除非是本說明書特別說明，均為本領(lǐng)域的研究和技術(shù)人員可以通過公共途徑獲得的。實(shí)施例如圖1所示的一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，包括減壓穩(wěn)壓單元1、一級(jí)過濾單元2、二級(jí)過濾單元3、三級(jí)過濾單元4、離子去除單元5和助劑投加單元6，上述單元固定安裝在安全防護(hù)構(gòu)架內(nèi)。安全防護(hù)構(gòu)架采用不銹鋼方管，面板采用不銹鋼板，上部四角設(shè)有起吊環(huán)，底部設(shè)有2條拖拽滑撬。安全防護(hù)構(gòu)架內(nèi)置2套本實(shí)用新型所述的相互獨(dú)立的處理裝置，單套產(chǎn)水能力3t/h。進(jìn)水壓力按照1. 0 1. 6MPa、1. 6 2. 5MPa、2. 5 4. OMPa, 4. 0 6. OMPa等幾個(gè)壓力等級(jí)選擇穩(wěn)壓單元。每個(gè)處理裝置配置1套減壓穩(wěn)壓單元、2套一級(jí)過濾單元、1套二級(jí)過濾單元、1套三級(jí)過濾單元、1套離子去除單元和1套助劑投加單兀。減壓穩(wěn)壓單元1、一級(jí)過濾單元2、二級(jí)過濾單元3、三級(jí)過濾單元4、離子去除單元 5依次通過管路連接。減壓穩(wěn)壓單元1的前端設(shè)有進(jìn)水口 11，然后是依次連接的Y型過濾器12、減壓閥13、截止閥8和安全閥14。減壓閥13可以根據(jù)情況設(shè)置有多個(gè)。減壓穩(wěn)壓單元1與一級(jí)過濾單元2之間連接有一個(gè)壓力表7。一級(jí)過濾單元2由兩個(gè)并聯(lián)的壓力罐組成，壓力罐內(nèi)設(shè)置有一級(jí)過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。二級(jí)過濾單元3為一個(gè)壓力罐，壓力罐內(nèi)設(shè)置有二級(jí)過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。三級(jí)過濾單元4為一個(gè)壓力罐，壓力罐內(nèi)設(shè)置有三級(jí)過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間、三級(jí)過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表7。一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間的管路上分別連接有閥門9。離子去除單元5包括三個(gè)內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)M的壓力容器51，三個(gè)壓力容器串聯(lián)，三個(gè)壓力容器經(jīng)過離子去除介質(zhì)M的一側(cè)連接到出水管路，出水管路端部為出水口 52，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)10，三個(gè)壓力容器未經(jīng)過離子去除介質(zhì)M的另一側(cè)連接有排污管路，排污管路端部為排污口 53，排污管路上依次設(shè)有壓力表7、截止閥8和轉(zhuǎn)子流量計(jì)10。助劑投加單元6包括氣源入口 61、儲(chǔ)藥箱64和用于對(duì)液體藥劑定量投加的投加機(jī)
5構(gòu)63，氣源入口和儲(chǔ)藥箱分別與投加機(jī)構(gòu)相連接。氣源入口 61與投加機(jī)構(gòu)63之間的管路上自左至右依次設(shè)有截止閥8和氣源處理單元62。氣源處理單元由自左至右依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器組成(圖中未示出)。本實(shí)用新型可以根據(jù)工作面給水水質(zhì)、水壓等情況，選用不同規(guī)格的減壓穩(wěn)壓單元、過濾介質(zhì)及離子去除介質(zhì)。本實(shí)用新型使用時(shí)，根據(jù)工作面給水的水質(zhì)、水壓情況，來水首先被減壓到一個(gè)合適的壓力(此壓力需要根據(jù)具體情況計(jì)算、實(shí)驗(yàn)獲得)；之后進(jìn)入一級(jí)過濾單元，水中較大的顆粒物(一般為50 100 μ m)被過濾去除；再進(jìn)入二級(jí)過濾單元，水中中等的顆粒物(一般為20 50 μ m)被過濾去除；合適劑量的水處理助劑從助劑投加單元進(jìn)入系統(tǒng)，與二級(jí)過濾單元的出水混合后進(jìn)入三級(jí)過濾單元，水中較小的顆粒物(一般為5 20 μ m)被過濾去除；最后進(jìn)入離子去除單元，水中絕大部分溶解性鹽類被阻擋在離子去除介質(zhì)的一側(cè)，通過排污口排出，極少量的溶解性鹽類通過離子去除介質(zhì)和大部分的純水一起成為產(chǎn)品水，從出水口排出，供給后續(xù)設(shè)備使用。本實(shí)用新型的工藝流程框圖見圖2。應(yīng)理解，該實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于包括減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接，減壓穩(wěn)壓單元設(shè)有進(jìn)水口，助劑投加單元包括儲(chǔ)藥箱，儲(chǔ)藥箱的出液管路連接到二級(jí)過濾單元和三級(jí)過濾單元之間的管路上；離子去除單元包括至少一個(gè)內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，壓力容器上設(shè)有出水口和排污口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的助劑投加單元包括氣源入口、儲(chǔ)藥箱和用于對(duì)液體藥劑定量投加的投加機(jī)構(gòu)，氣源入口和儲(chǔ)藥箱分別與投加機(jī)構(gòu)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的氣源入口與投加機(jī)構(gòu)之間的管路上依次設(shè)有截止閥和氣源處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的氣源處理單元包括依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元與一級(jí)過濾單元之間、一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間、三級(jí)過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于一級(jí)過濾單元與二級(jí)過濾單元之間、二級(jí)過濾單元與三級(jí)過濾單元之間的管路上分別連接有閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級(jí)或多級(jí)減壓閥、截止閥和安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級(jí)或多級(jí)減壓閥、截止閥和安全閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級(jí)或多級(jí)減壓閥、截止閥和安全閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的離子去除單元包括三個(gè)內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，三個(gè)壓力容器串聯(lián)，壓力容器的一側(cè)設(shè)有出水管路，出水管路端部為出水口，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，壓力容器的另一側(cè)設(shè)有排污管路，排污管路端部為排污口，排污管路上依次設(shè)有壓力表、截止閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于煤礦給水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，主要用于煤礦井下綜采工作面給水處理后用做生產(chǎn)用水。本實(shí)用新型的裝置包括減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級(jí)過濾單元、二級(jí)過濾單元、三級(jí)過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接。本實(shí)用新型以煤礦井下給水管網(wǎng)的自然壓力作為動(dòng)力源并輔以高壓空氣，對(duì)綜采工作面來水進(jìn)行處理，使之達(dá)到相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備對(duì)水質(zhì)的要求；不包含《礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志管理目錄》要求進(jìn)行安標(biāo)認(rèn)證的材料及部件，同時(shí)也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。
文檔編號(hào)C02F9/04GK202072559SQ201120132940
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周如祿, 毛維東, 郭中權(quán) 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院杭州環(huán)保研究院