日期：2026-10-30浏览： 来源:利菲尔特
煤矿矿井水污染物以悬浮态煤泥、岩粉颗粒为主，悬浮物浓度通常在 100~500mg/L，高浊期可突破 1000mg/L，颗粒粒径跨度从数微米到数百微米，部分矿井水伴随乳化油、溶解性盐类与弱酸性腐蚀组分。井下处理场景额外存在瓦斯、煤尘爆炸风险，对电气设备的防爆等级、安全性能有强制要求；地面处理场景则需适配大水量连续运行，兼顾处理效率与运维成本。
依据 GB/T 19923-2005《城市污水再生利用 工业用水水质》与煤矿行业生产要求，矿井水回用分为三个层级：一是井下生产回用，包括液压支架供水、喷雾降尘用水，要求悬浮物≤30mg/L，无大颗粒硬质杂质；二是地面洗选循环用水，要求悬浮物≤50mg/L，去除煤泥颗粒实现循环复用；三是深度处理回用，作为反渗透、超滤进水，要求悬浮物≤10mg/L，保障膜元件安全运行[2。
在工艺链中，自清洗过滤器属于核心预处理单元，布置于沉淀池之后、深度处理或用水终端之前，核心功能是截留煤泥、岩粉等悬浮颗粒，稳定出水悬浮物指标，保护后续泵阀、液压元件与膜元件。相较于传统过滤工艺，其防爆适配性、连续运行能力与低运维强度的优势更为突出。
当前部分煤矿仍采用固定式滤网、普通砂滤池作为净化单元，存在三大核心短板：一是运维强度大，固定式滤网堵塞快，每班需人工拆解清理，井下作业环境差、劳动强度高；二是运行稳定性差，普通砂滤易被煤泥板结，反洗不彻底则过滤效能快速衰减，出水水质波动大；三是安全适配性不足，多数常规过滤设备无防爆认证，无法直接应用于井下场景，存在安全隐患。
利菲尔特矿用自清洗过滤器分为井下防爆型与地面普通型两大系列。井下机型严格遵循 GB 3836.1 防爆标准，采用隔爆型壳体与防爆电机，防爆等级达 Exd Ⅰ Mb，取得矿用产品安全标志认证，可适配瓦斯、煤尘爆炸危险的井下工况[3]。设备整体采用碳钢防腐或 304 不锈钢材质，抗煤泥磨损与水腐蚀性能优异；模块化管道直连结构，无需大规模土建，可直接接入井下供水管路，安装改造周期短。
核心过滤元件采用 V 形不锈钢楔形丝绕焊成型，缝隙外窄内宽，精度覆盖 50~200μm。相较于普通编织网，楔形网具有两大核心优势：一是抗堵塞性能强，煤泥颗粒仅与滤元表面形成点接触，不会嵌入缝隙造成永久卡塞，更适配高浓度煤泥水工况；二是清洗再生效果好，表面附着的煤泥滤饼可通过刷式机构完整刮除，清洗后通量恢复率达 98% 以上。《过滤与分离》期刊研究表明，楔形网在高悬浮物工况下的抗堵塞寿命是普通编织网的 3 倍以上[4]。
设备采用压差优先、定时备用的双模式触发清洗：当滤元表面煤泥累积导致进出口压差达到设定阈值，或运行达到设定时长时，系统自动启动清洗程序。内置不锈钢刷沿滤元表面旋转刮扫，剥离附着的煤泥滤饼，同步开启底部排污阀，浓浆状煤泥渣直接排出罐体。清洗过程中主流过滤通道持续导通，系统总供水流量波动≤5%，无需停机断水，完全适配煤矿 24 小时连续生产的供水需求。
需根据安装位置、回用目标匹配对应机型与精度，不同场景选型参数如下表所示。
表 1 煤矿不同场景自清洗过滤器选型参数
应用场景 | 防爆等级要求 | 推荐过滤精度 (μm) | 设计滤速 (m/h) | 核心防护对象 |
井下生产用水粗滤 | Exd Ⅰ Mb | 100~200 | 10~15 | 液压支架、喷雾泵、井下阀组 |
地面洗选循环水净化 | 无（防腐型） | 80~150 | 12~18 | 洗选泵、喷淋管路、洗选设备 |
深度处理膜前预处理 | 无（防腐 / 不锈钢） | 50~100 | 8~12 | 超滤 / 反渗透膜元件 |
井下乳化液配液用水 | Exd Ⅰ Mb | 50~80 | 8~10 | 乳化液泵、液压控制系统 |
针对高浓度煤泥矿井水，需从三方面优化防控效果：一是前端预处理协同，配置旋流除砂器或预沉池，预先去除大颗粒煤泥，减轻滤元运行负荷；二是精度合理匹配，优先选用稍大精度的楔形网，避免精度过高导致的过快堵塞，后续再通过二级过滤保障精度；三是滤元材质升级，高磨损场景选用 316L 不锈钢楔形网，提升抗磨寿命。
科学的反洗排渣参数是保障连续运行的核心。压差触发阈值根据精度调整：50μm 精度设为 0.06MPa，100μm 精度设为 0.05MPa，200μm 精度设为 0.04MPa。定时触发作为兜底，井下高煤泥场景设定 4~8 小时一次，地面场景设定 12~24 小时一次。清洗时长控制在 15~30 秒，排污阀选用大口径通径设计，保障煤泥浓浆顺畅排出，避免积渣板结；高浓度场景可适当延长清洗时长，提升排渣彻底性。
河南某煤矿，矿井水产生量 800m³/d，原采用 “预沉池 + 固定式滤网” 工艺处理后回用于井下生产。运行核心痛点：一是煤泥堵塞严重，每班需人工清理滤网 2 次，井下作业劳动强度大，清理不及时易造成供水中断；二是出水悬浮物波动大，峰值达 120mg/L，液压支架与喷雾泵磨损故障频发，月均故障 4~5 次；三是原有设备无防爆认证，不符合井下安全规范，存在合规风险。
2025 年该矿实施井下供水系统升级，更换为利菲尔特防爆型自清洗过滤器 2 台，一用一备配置。单台设备额定流量 40m³/h，滤元精度 100μm，防爆等级 Exd Ⅰ Mb，符合矿用安全标准；控制系统采用压差 + 定时双模式，压差触发阈值 0.05MPa，定时周期 6 小时；设备接入井下中控系统，实现运行状态远程监测与无人值守运行。
改造后连续运行 6 个月，各项水质与运维指标显著改善，对比如下表所示。
表 2 项目改造前后运行指标对比
监测项目 | 改造前 | 改造后 | 变化幅度 |
出水悬浮物 (mg/L) | 45~120 | 10~22 | 去除率 80% 以上 |
人工清理频次 | 2 次 / 班 | 0 次（全自动运行） | 下降 100% |
液压设备月故障次数 | 4.2 | 0.7 | 下降 83.3% |
年煤泥清理人工工时 | 1460 工时 | 48 工时 | 下降 96.7% |
年回用水量 (万吨) | 21.6 | 27.2 | 提升 25.9% |
经测算，改造后年节约人工成本、设备维修费用与新水采购费用合计约 38 万元，设备投资回收期约 7 个月。运行初期曾出现高浊期煤泥排渣不畅的问题，技术团队优化方案：将排污阀通径扩大一级，单次清洗时长延长至 25 秒，同时增设压差超限时强制二次清洗逻辑，优化后排渣顺畅，滤元压差稳定，系统运行可靠性大幅提升。
1. 煤矿井下使用的自清洗过滤器必须做防爆设计吗？ 答：是的。井下存在瓦斯、煤尘爆炸性环境，电气设备必须符合 GB 3836 系列标准要求，取得矿用产品安全标志认证；选用隔爆型防爆机型，可从根源消除电气引燃风险，保障井下运行安全。
2. 高浓度煤泥水会很快堵塞滤元吗？ 答：楔形网外窄内宽的特殊结构本身具备优异的抗堵塞性能，配合压差自动反洗与大口径排渣设计，可实现连续稳定运行；高浓度煤泥场景可前端配套旋流除砂或预沉单元，预先削减颗粒负荷，进一步延长过滤周期。
3. 清洗过程会中断井下供水吗？ 答：不会。在线自清洗过程中，主流过滤通道始终保持导通，仅清洗机构短时作业，系统总供水流量波动≤5%，完全适配煤矿 24 小时连续生产的供水需求，不会因清洗造成供水中断。
4. 和传统砂滤池相比核心优势是什么？ 答：核心优势体现在三方面：一是占地小、安装快，模块化管道直连结构，无需大规模土建，适配井下狭小空间；二是全自动运行，无需人工清掏滤料，运维强度降低 90% 以上；三是可定制防爆机型，直接适配井下工况，安全合规性更强。
5. 处理后的矿井水可以直接回用于液压支架吗？ 答：配置 100μm 精度的防爆自清洗过滤器后，出水悬浮物可稳定控制在 20mg/L 以内，可满足井下喷雾降尘、普通液压供水要求；高精度乳化液配液场景，可选用 50~80μm 精度机型，配合软化处理后完全满足液压系统用水标准，有效降低元件磨损故障。
[1] 中国煤炭工业协会. 2024 年煤矿矿井水资源化利用发展报告 [R]. 北京：中国煤炭工业协会，2024.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T 19923-2005 城市污水再生利用 工业用水水质 [S]. 北京：中国标准出版社，2005.
[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB 3836.1-2010 爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求 [S]. 北京：中国标准出版社，2010.
[4] 过滤与分离编辑部。楔形网过滤元件抗堵塞性能与结构优化研究 [J]. 过滤与分离，2024, 30 (3): 25-30.
[5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。矿用防爆型自清洗过滤器产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
[6] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某煤矿矿井水回用处理系统改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
