[实用新型]一种矿用钻孔冲洗液渣水分离并废水循环利用的联合装备

说明书

本实用新型属于煤矿井下钻进作业技术领域，公开了一种矿用钻孔冲洗液渣水分离并废水循环利用的联合装备，包括行走式作业台及在行走式作业台上集成有一级固液分离装置、缓冲箱、二级泵、二级固液分离装置、清水箱和回用泵，一级固液分离装置上设有进液口、排渣口及与缓冲箱相连的排液口，缓冲箱通过二级泵还与二级固液分离装置相连，二级固液分离装置上设有与清水箱相连的产水口、及连回至缓冲箱或一级固液分离装置的排污口，清水箱上设有补水口及与回用泵相连的出水口A。本实用新型的联合装备集成有两级固液分离处理工序，能实现钻渣的回收及废液的循环利用，对井下工作面的环保指标控制、生产运行成本控制起到提升和推动作用。

技术领域

本实用新型属于煤矿井下钻进作业技术领域，具体涉及一种矿用钻孔冲洗液渣水分离并废水循环利用的联合装备。

背景技术

煤矿井下大量采用坑道钻进设备进行钻孔施工，主要应用于瓦斯抽采治理、地质沟通探测、矿井水害防治等，采用的钻孔方式有钻机驱动钻具回转钻进及基于孔底动力的定向钻进，对于岩层较硬区域通常采用孔底冲击钻进。钻进过程中主要采用清水作为冲洗介质，钻孔施工产生的钻屑是钻渣和水的混合物。

煤矿井下近水平定向钻进是采用孔底马达作为孔底动力，通过泥浆泵对水进行加压，并通过钻杆向孔底输送高压水，驱动孔底马达转子回转，带动钻头回转碎岩。与普通回转钻进相比，定向钻进需要的清水量更大，以φ73mm、5/6头孔底马达为例，其单根用水量达15m³/h；近年来随着煤矿井下定向钻进技术与装备的不断发展，定向钻进技术与装备向大功率、大孔径和超深孔的方向发展，随之而来的是定向钻孔施工用水量越来越大，目前使用的φ127mm规格的孔底马达用水量高达40-50m³/h。液动冲击钻进与定向钻进原理相似，也是采用泥浆泵对清水加压后通过钻杆向孔底输送高压水，其用水量与同孔径的定向钻进相当。

高压柱塞泵、孔底马达和液动锤对水中的固相含量要求非常严格，钻孔冲洗液中含有大量煤渣或岩屑，如不经处理直接经高压柱塞泵泵入孔底马达或液动锤，非常容易造成其部内卡死憋钻，其寿命均将大幅降低。研究表明：如循环使用冲洗液，对其所含的各种硬质颗粒必须予以限制，因为它会加速轴承、马达的磨损而降低钻具的使用寿命。冲洗液中的粒径小于74微米含砂量应控制在1％以下(事实证明，若含砂量达到5％，孔底马达使用寿命会降低50％)。

近年来煤矿井下钻孔施工技术与装备得很到飞速发展，但是对于钻孔冲洗液的循环利用却少有研究，目前绝大部分矿井采用简单的自然沉淀处理，实现钻屑的固液粗放式分离，分离后的液相中微小颗粒含量较高，无法循环利用；或采用一级或多级振动筛分工艺对含煤渣水除砂除泥，但需要在井下修建污水仓，然后用泵输送至地面处理后排放或利用离心机、旋流器等进行二次分离后回用，其工艺过程复杂，通常需要设置较大容积的沉淀池，且设备尺寸总体偏大，功率高，重量重，不适合在巷道狭窄环境应用及煤矿巷道内移动式作业，给煤矿带来较大的经济压力与环保压力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种矿用钻孔冲洗液渣水分离并废水循环利用的联合装备，旨在解决现有设备占地大，运输困难，工作条件恶劣，振动噪声、能耗都较大的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供一种矿用钻孔冲洗液渣水分离并废水循环利用的联合装备，包括行走式作业台，行走式作业台上集成有一级固液分离装置、缓冲箱、二级泵、二级固液分离装置、清水箱和回用泵，一级固液分离装置上设有用于接收钻孔冲洗液的进液口、用于分离钻渣的排渣口及用于分离废液并与缓冲箱相连的排液口，缓冲箱通过二级泵还与二级固液分离装置相连，二级固液分离装置上设有用于分离滤液并与清水箱相连的产水口、及用于分离浓液并连回至缓冲箱或一级固液分离装置的排污口，清水箱上设有用于向清水箱补水的补水口及用于与回用泵相连的出水口A。

进一步，一级固液分离装置采用多级椭叠固液分离机。

进一步，二级固液分离装置采用陶瓷膜设备。