煤礦井下供排水系統改造探析

劉 歡

國家能源集團包頭能源公司萬利一礦 內蒙古 鄂爾多斯 017000

由于煤礦開發產業屬于高危險、高能耗產業,經常會因為資源運用不合理,甚至引起安全風險等一系列的問題。隨著時代的不斷發展,安全問題已經成為社會發展、經濟發展的第一要素,而可持續發展、節約資源也被落實到實際的生產環節。對于煤礦產業而言,相關人士對于供排水系統的關注度越來越高,所以,本文針對其提出具有建設意義的改造優化建議,希望可以提升其實際運行的可靠性,從而緩解資源與安全方面的問題。

一、煤礦井下供、排水系統基本分析

(一)供水系統。在當前煤礦開采中,主要是包含平硐、斜井以及立井幾種開采模式。但是無論是哪一種模式,主航道水平都是主呈多級分布的基礎。另外,就算是同一煤層,因為不同的存儲位置,所以,其采區的實際標高差也會有所不同,再加上水靜壓的作用,就會造成供水不足或者是水壓偏高的問題出現。當前,在各個礦區之中,一般的處理都是為了確保采取充足的供水,避免巷道飄塵污染、高溫運作,同時也可以避免因為供水水壓偏高導致爆管等事故的出現,在主巷道之中通過中央減壓處理水泵的設置,在降低水壓之后,在朝著標高相對較低的采取實施運送處理。這一種方式的利用,可以實現不同采區分水壓不夠均勻的問題出現,但是依舊存在較大的弊端。首先,利用人工的方式來嚴格監管中央減壓處理水泵,由于工人勞動強度較大,所以,在人力方面還存在一定的要求。其次,在實施運輸管道設備和對應的減壓處理水泵維修與修理之中,會有大量資金的使用,這樣也會影響企業的經濟效益。另外,在實際的運行過程中,中央減壓處理水泵會消耗大量的電能,所以,其實際的總資源支出比例較大[1]。

(二)排水系統。一般來說,過濾網、離心式水泵、調節閘閥是排水系統的基本組成,基于排出的實際方式,其主要包含：第一,壓入式排水泵,也就是排水的水位要明顯高于吸水口,不會依賴真空泵等設施,主要是利用壓力差實現排水處理。第二,吸入式排水泵,主要是針對排水水位相比泵較低的吸水口,所以,還需要考慮到吸水裝置的啟動,直接將水吸入泵中,這一種方式擁有較高的安全系數,但是其氣蝕隱患明顯,同時其效率也跟不上壓入式排水泵。第三,壓吸并存式水泵。也就是實現兩者的相互并存,這一種方式包含了上下兩個水倉,而上水倉需要高于泵的吸水口,下水倉則需要低于其吸水口,要求同時的進行壓水和吸水的操作。這一種設備兼顧的兩者的優點,所以具有較高的可靠性,但是成本費用較高[2]。

二、煤礦井下供排水系統的改造措施(研究對象：神華包頭能源萬利一礦)

(一)供水系統優化

1、供水系統現狀及管路情況。我礦現生產用水,采用42111老空區水通過滲透方式自然凈化后使用一趟DN150管路排往東輔凈化站水倉進行儲存,東輔凈化站設兩臺DN150－30*8和一臺DN150－30*9離心泵,使用兩趟DN150供水管路經2＃進風、西回風、42煤三盤區回風與2＃進風、西回風、31總回風、31煤二盤區回風(31煤三盤區輔運)供給42與31煤的各個生產工作面使用,且僅用于生產用水；部分綠化用水,生活用水使用黃河水。

2、系統優化及管路改造計劃。以東輔凈化站為依托,在該區域增設一套礦井水處理系統。一級經超慮處理的水用于井下工作面生產與地面綠化,二級經反滲透處理后用于地面生活及鍋爐房用水(武漢設計院已出設計方案)；前期供礦區生活用水管路現2＃進風井已設850米,還需要鋪設630米與地面生活用水管路對接。后期生活區開輔運平硐后,生活區用水需在生活區打立眼下放DN150管路到西回風9聯巷附近,同時需要重新鋪設一趟DN150管路到東輔凈化站與二級凈化設備對接。

(二)礦排水系統優化

1、礦井污水排水。我礦現開采31煤層和42煤層兩個水平,31煤設有31上二盤區水泵房和31煤三盤區水泵房；42煤層設有42煤三盤區水泵房(11聯巷清水泵房)、主斜井底水泵房、中央水泵房。31上二盤區泵房和31三盤區泵房分別裝備3臺MD155－30*6水泵,42煤三盤區泵房裝備3臺MD155－30*8污水泵,中央泵房裝備3臺MD280－43*4水泵,各泵房分別由3臺泵組成,1臺工作,1臺備用,1臺檢修。每個泵房負責盤區及附近巷道的排水任務,由DN200排水管匯入DN250排水管后經2＃進風排往萬利老空區。主斜井底水泵房裝備3臺MD155－30*9水泵,由兩趟DN200排水管路經主斜井排往韓家村,用于韓家村選煤廠生產用水,同時該水倉的水經一趟DN150排水管可選擇性回排到萬利老空。

2、礦井清水排水。11聯巷清水泵房裝備2臺MD155－30*8清水泵,負責42煤三盤區采空區排水,由兩趟DN150排水管路經西膠大巷、2＃進風排往地面用于綠化。

42111密閉設1臺DN155－30*9水泵使用一趟DN150排水管經2＃進風排往地面進行綠化。

2、系統優化及管路改造計劃

1)新開42煤二盤區后,16聯巷、42煤三盤區共用一趟DN250管路排水,無法滿足排水需求,需在西回風、2＃進風新增設一趟DN250排水管路6000米。

2)將42煤二盤區、42煤三盤區、16聯巷污水注入42301采空區密閉,需鋪設DN200管路兩趟,共計460米。可實現42煤三盤區采空區的利用,還可改善萬利老空區淤泥較多、蓄水少的問題。

3)16聯巷回排管路采用一趟DN150管路與西回風DN250管路對接,無法滿足排水需求,需要增設一趟DN150排水管路500米。

三、結語

總而言之,隨著時代的不斷發展,業內人士對于煤礦井下的供排水的研究越來越深。針對煤礦井下供排水系統,本文在分析供水系統和排水系統的基礎上,提出具體的改造措施,希望利用這樣的方式,能夠滿足煤礦井下供排水的需求,以滿足煤礦井下作業要求,并且也能夠推動煤礦企業的安全生產。