排水管路疏通技術創新

摘 要：曹躍公司一水平主排水管道由于幾十年長期使用，管壁積垢非常嚴重，管道直徑不足當初的三分之一，嚴重降低礦井排水功效，且排水管為預埋管道，無法拆卸。經自主創新，研制出一種透孔鉆頭，解決管壁鐵垢降低排水功效問題，減少泵排次數，縮短泵排時間，節約電費50萬元/年。

關鍵詞：管壁積垢；預埋管道；自主創新；透孔鉆頭；節約電費

1 礦井概況

1.1 礦井基本情況

澠池曹躍礦業有限責任公司位于陜澠煤田西中部，是河南能源義煤公司西部礦井之一，行政區隸屬澠池縣張村鎮，井田面積9.968km2。礦井于1958年開始籌建，1965年建成投產，原設計生產能力30萬噸/年，現設計生產能力45萬噸，2009年核定生產能力42萬噸/年。礦井水文地質類型劃分為中等。礦井正常涌水量為194.64m3/h，最大涌水量264.80m3/h。

1.2 礦井排水能力概況

礦井排水系統為二級排水結構，由二水平水倉經斜巷管道排至一水平水倉，再由一水平水倉直排至地面污水處理廠。一水平水倉容積1200m3，二水平水倉容積1400m3，一、二水平水倉均配備了DF280-43×6型315KW多級泵各三臺，楊程258米，流量280m3/h，單臺水泵排水能力219m3/h，三臺水泵最大排水能力550m3/h。一水平水倉排水管路為預埋垂直管兩趟，直達地面污水處理廠，管道直徑為200mm，排水高度為238米，管與管之間為焊接連接。二水平水倉排水管路為斜巷排水管兩趟，排水高度為206米，排水管道直徑為200mm，每根管長為6米，管與管之間為螺絲連接。在每年汛期來臨前，礦井都對井下排水系統進行了聯合試運轉，試運轉發現總排水能力逐年都在下降，今年更是低于最大排水能力的30%。

2 礦井排水能力下降問題

經調查，每年機電部門都對一、二水平六臺排水泵進行檢修，水泵都處于正常運行狀態。二水平斜巷排水管也是2012年更換的新管道，一水平排水溝流量測定也處于正常狀態。綜合分析問題原因是一水平至地面排水管路始建于1976年，因預埋管原因至今未無法更換。長年使用造成管壁上積垢較厚、局部會有栓塞，嚴重降低了排水功效。

3 方案選擇

根據分析的問題原因，制定了兩套方案：

方案一：從地面重新打兩個鉆孔至一水平水倉，并埋設兩條直徑300mm新管道供一水平排水使用。該方案的優點：新管路性能更加良好，能夠從根本上解決現有管路直徑小的問題。可以顯著的提高一水平的最大排水能力；缺點：工程量大、時間長、費用高。

方案二：對現有管路進行疏通作業，清除管路內壁上的附著物以及局部栓塞，使排水能力恢復正常。該方案的優點：工程量小、時間短、費用低；缺點：沒有疏通用的鉆塔和鉆頭工具，需要通過租賃和自主創新解決了排水功效下降問題。

通過兩套方案的優缺點對比，確定選用方案二，一方面工期時間短，鉆塔租賃費用遠低于重新打孔工程費；另一方面可以調動職工的創新力，利用公司現有的防治水人員和鉆探隊專業技術人員，解決排水管除垢問題。

4 創新設計

4.1 四翼垂直透孔鉆頭

四翼垂直透孔鉆頭采用直徑1.5m×50mm的光鉆桿，在鉆桿前端200mm處，用電焊焊上四個翼，翼長300mm，直徑160mm。然后在四翼后面150mm位置焊接四周交叉毛刷，毛刷直徑為220mm，長度500mm。

4.2 可彎曲透孔鉆頭

可彎曲透孔鉆頭利用1寸的舊鋼絲繩2.5米，前端的繩頭打散，使其散開后直徑在220-250mm之間，后端再與鉆桿牢固的鏈接在一起，再把鋼絲繩的前端和后端之間，每隔200mm進行捆扎，防止鋼絲繩散勁影響使用，鐵扎頭上焊接100mm長毛刷。這種鉆頭專門鉆刷排水管路底端的彎頭和拐彎處。（見圖2）

5 效益分析

該技術的創新，解決了井下預埋排水管因無法更換造成排水能力下降的問題。疏通后的管路由原來的排水一次需用時1小時45分鐘縮短至50分鐘，大大提高了排水功效。為公司節約排水電費50萬元/年。

6 結束語

此次排水管路疏通工作從平整場地、租賃鉆塔、自主設計到施工結束共用時7天（見圖3），成功清除管壁內積垢（見圖4）。為義煤公司在管道疏通方面的技術應用和推廣，奠定扎實基礎。

作者簡介：張連偉，男，34歲，本科學歷，地質助理工程師，澠池曹躍礦業有限責任公司地測部副部長，現在河南能源義煤公司陽光礦業公司生產技術部負責地測防治水工作。