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井下双重水处理装置智能控制系统的设计与应用

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完成单位:山西忻州神达望田煤业有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

燕 雷、王际欣、郑晓腾、梁增峻、王 斌、周 超、梁文军、张 峰

项目概况

一、研究背景 井下作业产生的污水含有悬浮物、油类、重金属离子等复杂污染物,传统处理方式存在设备陈旧、自动化程度低、药剂投加粗放、水质不稳定等问题,难以满足环保要求和生产需求。随着煤炭行业绿色转型压力增大,研发高效智能的水处理系统成为保障井下用水安全、降低污染排放、实现可持续发展的迫切需求。 二、管理技术难点 水质复杂:井下污水成分多样,传统工艺难以同时去除悬浮物、油类及重金属离子; 控制粗放:人工操作导致药剂投加误差大,设备故障难以及时响应; 环境严苛:井下潮湿、防爆要求高,设备需具备高可靠性和耐腐蚀性。 三、成果先进性 双重处理工艺: 预处理:通过多层过滤 + 沉淀去除大颗粒杂质; 深度处理:结合化学絮凝、离子交换、反渗透膜技术,实现重金属离子去除率≥90%,悬浮物去除率≥95%,水质稳定达标。 智能控制体系: 部署水质、流量、压力等传感器,实时采集数据并通过网络传输至地面控制中心; 支持远程监控、自动化运行及故障预警,实现精准药剂投加和设备节能调控。 四、创新性 工艺协同创新:突破单一处理技术局限,首创 “物理 + 化学” 双重工艺协同控制,显著提升处理效率; 智能运维模式:构建 “传感器实时监测 - 云端数据分析 - 远程指令执行” 闭环系统,实现无人值守与预测性维护; 环保效益突出:处理后水资源循环利用率达 90% 以上,减少污水外排,降低重金属污染风险。 五、可推广性 行业适配性:适用于煤矿、金属矿山等井下作业场景,尤其对高硬度、高重金属离子水质具有普适性; 标准示范作用:为煤炭行业提供智能水处理技术模板,推动行业绿色技术升级。 六、经济社会效益 直接经济效益: 药剂成本降低 13%,年节约 80 万元; 能耗成本降低 12%,年节约电费 10 万元; 设备维修费用减少 12%,年节约 30 万元。 间接效益:减少因水质问题导致的停产时间,提升生产效率; 环境效益:实现污水资源化利用,每年减少重金属排放量,保护矿区生态环境。 七、推动行业进步 技术引领:攻克井下复杂水质处理难题,推动煤炭行业向智能化、绿色化转型; 标准建设:为井下污水处理系统设计、运维提供技术参考,助力行业标准制定; 管理革新:通过 “智能控制 + 远程运维” 模式,提升煤炭企业环境管理精细化水平。