摘 要：曹躍公司一水平主排水管道由于幾十年長(zhǎng)期使用，管壁積垢非常嚴(yán)重，管道直徑不足當(dāng)初的三分之一，嚴(yán)重降低礦井排水功效，且排水管為預(yù)埋管道，無(wú)法拆卸。經(jīng)自主創(chuàng)新，研制出一種透孔鉆頭，解決管壁鐵垢降低排水功效問(wèn)題，減少泵排次數(shù)，縮短泵排時(shí)間，節(jié)約電費(fèi)50萬(wàn)元/年。

關(guān)鍵詞：管壁積垢；預(yù)埋管道；自主創(chuàng)新；透孔鉆頭；節(jié)約電費(fèi)

1 礦井概況

1.1 礦井基本情況

澠池曹躍礦業(yè)有限責(zé)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(qū)隸屬澠池縣張村鎮(zhèn)，井田面積9.968km2。礦井于1958年開始籌建，1965年建成投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸/年，現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬(wàn)噸，2009年核定生產(chǎn)能力42萬(wàn)噸/年。礦井水文地質(zhì)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(tǒng)為二級(jí)排水結(jié)構(gòu)，由二水平水倉(cāng)經(jīng)斜巷管道排至一水平水倉(cāng)，再由一水平水倉(cāng)直排至地面污水處理廠。一水平水倉(cāng)容積1200m3，二水平水倉(cāng)容積1400m3，一、二水平水倉(cāng)均配備了DF280-43×6型315KW多級(jí)泵各三臺(tái)，楊程258米，流量280m3/h，單臺(tái)水泵排水能力219m3/h，三臺(tái)水泵最大排水能力550m3/h。一水平水倉(cāng)排水管路為預(yù)埋垂直管兩趟，直達(dá)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(cāng)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(zhǎng)為6米，管與管之間為螺絲連接。在每年汛期來(lái)臨前，礦井都對(duì)井下排水系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)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(wèn)題

經(jīng)調(diào)查，每年機(jī)電部門都對(duì)一、二水平六臺(tái)排水泵進(jìn)行檢修，水泵都處于正常運(yùn)行狀態(tài)。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(cè)定也處于正常狀態(tài)。綜合分析問(wèn)題原因是一水平至地面排水管路始建于1976年，因預(yù)埋管原因至今未無(wú)法更換。長(zhǎng)年使用造成管壁上積垢較厚、局部會(huì)有栓塞，嚴(yán)重降低了排水功效。

3 方案選擇

根據(jù)分析的問(wèn)題原因，制定了兩套方案：

方案一：從地面重新打兩個(gè)鉆孔至一水平水倉(cāng)，并埋設(shè)兩條直徑300mm新管道供一水平排水使用。該方案的優(yōu)點(diǎn)：新管路性能更加良好，能夠從根本上解決現(xiàn)有管路直徑小的問(wèn)題。可以顯著的提高一水平的最大排水能力；缺點(diǎn)：工程量大、時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。

方案二：對(duì)現(xiàn)有管路進(jìn)行疏通作業(yè)，清除管路內(nèi)壁上的附著物以及局部栓塞，使排水能力恢復(fù)正常。該方案的優(yōu)點(diǎn)：工程量小、時(shí)間短、費(fèi)用低；缺點(diǎn)：沒有疏通用的鉆塔和鉆頭工具，需要通過(guò)租賃和自主創(chuàng)新解決了排水功效下降問(wèn)題。

通過(guò)兩套方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，確定選用方案二，一方面工期時(shí)間短，鉆塔租賃費(fèi)用遠(yuǎn)低于重新打孔工程費(fèi)；另一方面可以調(diào)動(dòng)職工的創(chuàng)新力，利用公司現(xiàn)有的防治水人員和鉆探隊(duì)專業(yè)技術(shù)人員，解決排水管除垢問(wèn)題。

4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

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(gè)翼，翼長(zhǎng)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(zhǎng)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(jìn)行捆扎，防止鋼絲繩散勁影響使用，鐵扎頭上焊接100mm長(zhǎng)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(shù)的創(chuàng)新，解決了井下預(yù)埋排水管因無(wú)法更換造成排水能力下降的問(wèn)題。疏通后的管路由原來(lái)的排水一次需用時(shí)1小時(shí)45分鐘縮短至50分鐘，大大提高了排水功效。為公司節(jié)約排水電費(fèi)50萬(wàn)元/年。

6 結(jié)束語(yǔ)

此次排水管路疏通工作從平整場(chǎng)地、租賃鉆塔、自主設(shè)計(jì)到施工結(jié)束共用時(shí)7天（見圖3），成功清除管壁內(nèi)積垢（見圖4）。為義煤公司在管道疏通方面的技術(shù)應(yīng)用和推廣，奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：張連偉，男，34歲，本科學(xué)歷，地質(zhì)助理工程師，澠池曹躍礦業(yè)有限責(zé)任公司地測(cè)部副部長(zhǎng)，現(xiàn)在河南能源義煤公司陽(yáng)光礦業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部負(fù)責(zé)地測(cè)防治水工作。