劉 歡

國(guó)家能源集團(tuán)包頭能源公司萬(wàn)利一礦 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000

由于煤礦開發(fā)產(chǎn)業(yè)屬于高危險(xiǎn)、高能耗產(chǎn)業(yè),經(jīng)常會(huì)因?yàn)橘Y源運(yùn)用不合理,甚至引起安全風(fēng)險(xiǎn)等一系列的問題。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,安全問題已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一要素,而可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約資源也被落實(shí)到實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。對(duì)于煤礦產(chǎn)業(yè)而言,相關(guān)人士對(duì)于供排水系統(tǒng)的關(guān)注度越來越高,所以,本文針對(duì)其提出具有建設(shè)意義的改造優(yōu)化建議,希望可以提升其實(shí)際運(yùn)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(tǒng)基本分析

(一)供水系統(tǒng)。在當(dāng)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(jí)分布的基礎(chǔ)。另外,就算是同一煤層,因?yàn)椴煌拇鎯?chǔ)位置,所以,其采區(qū)的實(shí)際標(biāo)高差也會(huì)有所不同,再加上水靜壓的作用,就會(huì)造成供水不足或者是水壓偏高的問題出現(xiàn)。當(dāng)前,在各個(gè)礦區(qū)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(yùn)作,同時(shí)也可以避免因?yàn)楣┧畨浩邔?dǎo)致爆管等事故的出現(xiàn),在主巷道之中通過中央減壓處理水泵的設(shè)置,在降低水壓之后,在朝著標(biāo)高相對(duì)較低的采取實(shí)施運(yùn)送處理。這一種方式的利用,可以實(shí)現(xiàn)不同采區(qū)分水壓不夠均勻的問題出現(xiàn),但是依舊存在較大的弊端。首先,利用人工的方式來嚴(yán)格監(jiān)管中央減壓處理水泵,由于工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大,所以,在人力方面還存在一定的要求。其次,在實(shí)施運(yùn)輸管道設(shè)備和對(duì)應(yīng)的減壓處理水泵維修與修理之中,會(huì)有大量資金的使用,這樣也會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外,在實(shí)際的運(yùn)行過程中,中央減壓處理水泵會(huì)消耗大量的電能,所以,其實(shí)際的總資源支出比例較大[1]。

(二)排水系統(tǒng)。一般來說,過濾網(wǎng)、離心式水泵、調(diào)節(jié)閘閥是排水系統(tǒng)的基本組成,基于排出的實(shí)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(huì)依賴真空泵等設(shè)施,主要是利用壓力差實(shí)現(xiàn)排水處理。第二,吸入式排水泵,主要是針對(duì)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(dòng),直接將水吸入泵中,這一種方式擁有較高的安全系數(shù),但是其氣蝕隱患明顯,同時(shí)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(shí)現(xiàn)兩者的相互并存,這一種方式包含了上下兩個(gè)水倉(cāng),而上水倉(cāng)需要高于泵的吸水口,下水倉(cāng)則需要低于其吸水口,要求同時(shí)的進(jìn)行壓水和吸水的操作。這一種設(shè)備兼顧的兩者的優(yōu)點(diǎn),所以具有較高的可靠性,但是成本費(fèi)用較高[2]。

二、煤礦井下供排水系統(tǒng)的改造措施(研究對(duì)象：神華包頭能源萬(wàn)利一礦)

(一)供水系統(tǒng)優(yōu)化

1、供水系統(tǒng)現(xiàn)狀及管路情況。我礦現(xiàn)生產(chǎn)用水,采用42111老空區(qū)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(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存,東輔凈化站設(shè)兩臺(tái)DN150－30*8和一臺(tái)DN150－30*9離心泵,使用兩趟DN150供水管路經(jīng)2＃進(jìn)風(fēng)、西回風(fēng)、42煤三盤區(qū)回風(fēng)與2＃進(jìn)風(fēng)、西回風(fēng)、31總回風(fēng)、31煤二盤區(qū)回風(fēng)(31煤三盤區(qū)輔運(yùn))供給42與31煤的各個(gè)生產(chǎn)工作面使用,且僅用于生產(chǎn)用水；部分綠化用水,生活用水使用黃河水。

2、系統(tǒng)優(yōu)化及管路改造計(jì)劃。以東輔凈化站為依托,在該區(qū)域增設(shè)一套礦井水處理系統(tǒng)。一級(jí)經(jīng)超慮處理的水用于井下工作面生產(chǎn)與地面綠化,二級(jí)經(jīng)反滲透處理后用于地面生活及鍋爐房用水(武漢設(shè)計(jì)院已出設(shè)計(jì)方案)；前期供礦區(qū)生活用水管路現(xiàn)2＃進(jìn)風(fēng)井已設(shè)850米,還需要鋪設(shè)630米與地面生活用水管路對(duì)接。后期生活區(qū)開輔運(yùn)平硐后,生活區(qū)用水需在生活區(qū)打立眼下放DN150管路到西回風(fēng)9聯(lián)巷附近,同時(shí)需要重新鋪設(shè)一趟DN150管路到東輔凈化站與二級(jí)凈化設(shè)備對(duì)接。

(二)礦排水系統(tǒng)優(yōu)化

1、礦井污水排水。我礦現(xiàn)開采31煤層和42煤層兩個(gè)水平,31煤設(shè)有31上二盤區(qū)水泵房和31煤三盤區(qū)水泵房；42煤層設(shè)有42煤三盤區(qū)水泵房(11聯(lián)巷清水泵房)、主斜井底水泵房、中央水泵房。31上二盤區(qū)泵房和31三盤區(qū)泵房分別裝備3臺(tái)MD155－30*6水泵,42煤三盤區(qū)泵房裝備3臺(tái)MD155－30*8污水泵,中央泵房裝備3臺(tái)MD280－43*4水泵,各泵房分別由3臺(tái)泵組成,1臺(tái)工作,1臺(tái)備用,1臺(tái)檢修。每個(gè)泵房負(fù)責(zé)盤區(qū)及附近巷道的排水任務(wù),由DN200排水管匯入DN250排水管后經(jīng)2＃進(jìn)風(fēng)排往萬(wàn)利老空區(qū)。主斜井底水泵房裝備3臺(tái)MD155－30*9水泵,由兩趟DN200排水管路經(jīng)主斜井排往韓家村,用于韓家村選煤廠生產(chǎn)用水,同時(shí)該水倉(cāng)的水經(jīng)一趟DN150排水管可選擇性回排到萬(wàn)利老空。

2、礦井清水排水。11聯(lián)巷清水泵房裝備2臺(tái)MD155－30*8清水泵,負(fù)責(zé)42煤三盤區(qū)采空區(qū)排水,由兩趟DN150排水管路經(jīng)西膠大巷、2＃進(jìn)風(fēng)排往地面用于綠化。

42111密閉設(shè)1臺(tái)DN155－30*9水泵使用一趟DN150排水管經(jīng)2＃進(jìn)風(fēng)排往地面進(jìn)行綠化。

2、系統(tǒng)優(yōu)化及管路改造計(jì)劃

1)新開42煤二盤區(qū)后,16聯(lián)巷、42煤三盤區(qū)共用一趟DN250管路排水,無法滿足排水需求,需在西回風(fēng)、2＃進(jìn)風(fēng)新增設(shè)一趟DN250排水管路6000米。

2)將42煤二盤區(qū)、42煤三盤區(qū)、16聯(lián)巷污水注入42301采空區(qū)密閉,需鋪設(shè)DN200管路兩趟,共計(jì)460米。可實(shí)現(xiàn)42煤三盤區(qū)采空區(qū)的利用,還可改善萬(wàn)利老空區(qū)淤泥較多、蓄水少的問題。

3)16聯(lián)巷回排管路采用一趟DN150管路與西回風(fēng)DN250管路對(duì)接,無法滿足排水需求,需要增設(shè)一趟DN150排水管路500米。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之,隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,業(yè)內(nèi)人士對(duì)于煤礦井下的供排水的研究越來越深。針對(duì)煤礦井下供排水系統(tǒng),本文在分析供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(yè)要求,并且也能夠推動(dòng)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。