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        煤礦水泵房吸水井防煤泥淤積裝置研究與應(yīng)用

        2019-11-30 08:04:22高運增
        山東煤炭科技 2019年11期
        關(guān)鍵詞:壓風(fēng)水倉煤泥

        高運增

        (北京天地華泰礦業(yè)管理股份有限公司,北京 100013)

        作為礦井主排水系統(tǒng)重要的一環(huán),煤礦井下水泵房吸水井內(nèi)煤泥淤積一直是困擾礦井生產(chǎn)的一個難題。目前,針對煤礦井下水倉清淤工作,王建民等人提出了較多研究[1-3],也都取得了良好的經(jīng)濟及社會效益。但針對更易發(fā)生淤積、對排水系統(tǒng)危害更大的吸水井煤泥淤積的防治問題少有研究。

        水泵房吸水井淤泥一旦清理不及時,往往會導(dǎo)致淤堵主排水泵吸水龍頭,影響礦井外排水,嚴重時大量糊狀泥沙進入真空多級泵,加大水泵葉輪的磨損甚至毀壞葉輪。受施工空間影響,傳統(tǒng)的吸水井清理工作耗費大量的人力物力,在清理過程中也往往面臨有害氣體威脅。

        根據(jù)紅慶河煤礦現(xiàn)場條件,利用壓風(fēng)做為動力,在中央水泵房吸水井內(nèi)設(shè)計安裝了防淤積裝置,從根本上解決了水泵房吸水井煤泥淤積問題,避免了因水泵吸水龍頭淤堵無法排水事故的發(fā)生,消除了大量泥沙一次性進入真空多級泵毀壞葉輪、人工進入吸水井清淤存在的安全隱患。

        1 工程概況

        紅慶河煤礦采用立井開拓方式,分三個水平開拓。一水平設(shè)在3-1煤層中,標高為+677m;二水平設(shè)在4-2煤層中,標高為+630m;三水平設(shè)在6-3煤層中,標高為+570m。井底中央變電所、中央水泵房和中央水倉位于第一水平、副井井底車場東側(cè)。

        中央水倉的內(nèi)水倉通過DN800管路和PXWⅠ-800型配水閥與中央水泵房1#吸水井聯(lián)通,外水倉通過DN800管路和PXWⅠ-800型配水閥與中央水泵房5#吸水井聯(lián)通。中央水泵房各吸水井之間通過DN800管路聯(lián)通,且在2#、3#吸水井間設(shè)有PXWⅠ-800型配水閥門。

        中央水泵房選用MDS450-95×8(P)型礦用高揚程自平衡型多級離心泵5臺,正常情況2臺工作,2臺備用,1臺檢修。

        沿副井井筒裝備3趟DN300排水管路至地面污水處理站(見圖1)。

        礦井施工產(chǎn)生的廢水和礦井涌水混合有大量的煤泥,經(jīng)南北翼大巷直接排到井底中央水倉。盡管中央水倉口設(shè)有沉淀池,但因沉淀池較小,水流較快,沉淀效果比較差,大量煤泥直接進入中央水倉,導(dǎo)致吸水井內(nèi)煤泥淤積也比較嚴重。

        圖1 主排水系統(tǒng)簡圖

        由于吸水井較深,煤泥沉積后如采用人工清理,一方面淤泥清理和外運施工困難,費工、費時,另一方面工人下到吸水井內(nèi)作業(yè)存在窒息和氣體中毒的安全風(fēng)險。

        2 吸水井防煤泥淤積裝置的加工

        吸水井防煤泥淤積裝置由DN50鋼管、DN50彎管和DN50等徑三通焊接加工而成。

        利用電鉆在鋼管的上、下、左、右四個方向各鉆1個Φ10mm氣孔,氣孔間距根據(jù)現(xiàn)場情況均勻分布,一般不大于250mm(見圖2)。

        裝置加工尺寸可以根據(jù)礦井吸水井尺寸和礦井壓風(fēng)的壓力做適當(dāng)調(diào)整。

        圖2 防淤積裝置加工示意圖

        3 吸水井防煤泥淤積裝置的安裝

        從水泵房附近井下壓風(fēng)管路上引一路DN50壓風(fēng)管到水泵房內(nèi),在每個吸水井引一垂直風(fēng)管與防煤泥淤積裝置相連,在垂直風(fēng)管上安裝DN50球閥控制防煤泥淤積裝置的供風(fēng)和停風(fēng)。

        防煤泥淤積裝置通過支腿放置在吸水井底,距離吸水井底部約350mm,距離吸水井周邊約500mm(見圖3)。

        圖3 防止吸水井泥沙沉淀裝置組裝示意圖

        4 吸水井防煤泥淤積裝置的使用

        啟動主排水泵之前先將防煤泥淤積裝置豎直進風(fēng)管上的DN50球閥打開,壓風(fēng)通過風(fēng)管到防煤泥淤積裝置中,并從各氣孔處吹出,將吸水井內(nèi)臨時沉積的煤泥吹起,與吸水井內(nèi)積水混合均勻。通風(fēng)5~10min后,將DN50球閥關(guān)閉,等吸水井內(nèi)氣泡消失后啟動主水泵進行正常排水。壓風(fēng)管路現(xiàn)場安裝圖如圖4所示。

        圖4 壓風(fēng)管路現(xiàn)場安裝圖

        5 吸水井防煤泥淤積裝置使用效果

        吸水井防煤泥淤積裝置安裝使用之前,紅慶河煤礦井下水泵房吸水井每半個月即需要進行一次人工清理。防煤泥淤積裝置安裝使用后完全解決了吸水井煤泥淤積問題,防煤泥淤積效果明顯。

        6 結(jié)語

        (1)吸水井防煤泥淤積裝置利用井下常備的壓風(fēng)系統(tǒng)將煤泥清理工作變?yōu)榉乐姑耗嘤俜e的工作,從根本上解決了吸水井煤泥淤積問題。

        (2)水泵啟動前吸水井防煤泥淤積裝置工作,將吸水井底層的泥沙和上層的水?dāng)嚢杈鶆?,避免了糊狀泥沙進入泵體的可能,提高了主排水泵運行的安全性。

        (3)防煤泥淤積裝置保證了吸水井不淤積煤泥,省去了傳統(tǒng)的吸水井清理工作,使所有主排水泵都能時刻保持正常運轉(zhuǎn)或完好備用,保證了礦井的最大排水能力,提高了礦井抗水害能力。

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