煤矿井下供排水系统改造探析

刘 欢

国家能源集团包头能源公司万利一矿 内蒙古 鄂尔多斯 017000

由于煤矿开发产业属于高危险、高能耗产业,经常会因为资源运用不合理,甚至引起安全风险等一系列的问题。随着时代的不断发展,安全问题已经成为社会发展、经济发展的第一要素,而可持续发展、节约资源也被落实到实际的生产环节。对于煤矿产业而言,相关人士对于供排水系统的关注度越来越高,所以,本文针对其提出具有建设意义的改造优化建议,希望可以提升其实际运行的可靠性,从而缓解资源与安全方面的问题。

一、煤矿井下供、排水系统基本分析

(一)供水系统。在当前煤矿开采中,主要是包含平硐、斜井以及立井几种开采模式。但是无论是哪一种模式,主航道水平都是主呈多级分布的基础。另外,就算是同一煤层,因为不同的存储位置,所以,其采区的实际标高差也会有所不同,再加上水静压的作用,就会造成供水不足或者是水压偏高的问题出现。当前,在各个矿区之中,一般的处理都是为了确保采取充足的供水,避免巷道飘尘污染、高温运作,同时也可以避免因为供水水压偏高导致爆管等事故的出现,在主巷道之中通过中央减压处理水泵的设置,在降低水压之后,在朝着标高相对较低的采取实施运送处理。这一种方式的利用,可以实现不同采区分水压不够均匀的问题出现,但是依旧存在较大的弊端。首先,利用人工的方式来严格监管中央减压处理水泵,由于工人劳动强度较大,所以,在人力方面还存在一定的要求。其次,在实施运输管道设备和对应的减压处理水泵维修与修理之中,会有大量资金的使用,这样也会影响企业的经济效益。另外,在实际的运行过程中,中央减压处理水泵会消耗大量的电能,所以,其实际的总资源支出比例较大[1]。

(二)排水系统。一般来说,过滤网、离心式水泵、调节闸阀是排水系统的基本组成,基于排出的实际方式,其主要包含：第一,压入式排水泵,也就是排水的水位要明显高于吸水口,不会依赖真空泵等设施,主要是利用压力差实现排水处理。第二,吸入式排水泵,主要是针对排水水位相比泵较低的吸水口,所以,还需要考虑到吸水装置的启动,直接将水吸入泵中,这一种方式拥有较高的安全系数,但是其气蚀隐患明显,同时其效率也跟不上压入式排水泵。第三,压吸并存式水泵。也就是实现两者的相互并存,这一种方式包含了上下两个水仓,而上水仓需要高于泵的吸水口,下水仓则需要低于其吸水口,要求同时的进行压水和吸水的操作。这一种设备兼顾的两者的优点,所以具有较高的可靠性,但是成本费用较高[2]。

二、煤矿井下供排水系统的改造措施(研究对象：神华包头能源万利一矿)

(一)供水系统优化

1、供水系统现状及管路情况。我矿现生产用水,采用42111老空区水通过渗透方式自然净化后使用一趟DN150管路排往东辅净化站水仓进行储存,东辅净化站设两台DN150－30*8和一台DN150－30*9离心泵,使用两趟DN150供水管路经2＃进风、西回风、42煤三盘区回风与2＃进风、西回风、31总回风、31煤二盘区回风(31煤三盘区辅运)供给42与31煤的各个生产工作面使用,且仅用于生产用水；部分绿化用水,生活用水使用黄河水。

2、系统优化及管路改造计划。以东辅净化站为依托,在该区域增设一套矿井水处理系统。一级经超虑处理的水用于井下工作面生产与地面绿化,二级经反渗透处理后用于地面生活及锅炉房用水(武汉设计院已出设计方案)；前期供矿区生活用水管路现2＃进风井已设850米,还需要铺设630米与地面生活用水管路对接。后期生活区开辅运平硐后,生活区用水需在生活区打立眼下放DN150管路到西回风9联巷附近,同时需要重新铺设一趟DN150管路到东辅净化站与二级净化设备对接。

(二)矿排水系统优化

1、矿井污水排水。我矿现开采31煤层和42煤层两个水平,31煤设有31上二盘区水泵房和31煤三盘区水泵房；42煤层设有42煤三盘区水泵房(11联巷清水泵房)、主斜井底水泵房、中央水泵房。31上二盘区泵房和31三盘区泵房分别装备3台MD155－30*6水泵,42煤三盘区泵房装备3台MD155－30*8污水泵,中央泵房装备3台MD280－43*4水泵,各泵房分别由3台泵组成,1台工作,1台备用,1台检修。每个泵房负责盘区及附近巷道的排水任务,由DN200排水管汇入DN250排水管后经2＃进风排往万利老空区。主斜井底水泵房装备3台MD155－30*9水泵,由两趟DN200排水管路经主斜井排往韩家村,用于韩家村选煤厂生产用水,同时该水仓的水经一趟DN150排水管可选择性回排到万利老空。

2、矿井清水排水。11联巷清水泵房装备2台MD155－30*8清水泵,负责42煤三盘区采空区排水,由两趟DN150排水管路经西胶大巷、2＃进风排往地面用于绿化。

42111密闭设1台DN155－30*9水泵使用一趟DN150排水管经2＃进风排往地面进行绿化。

2、系统优化及管路改造计划

1)新开42煤二盘区后,16联巷、42煤三盘区共用一趟DN250管路排水,无法满足排水需求,需在西回风、2＃进风新增设一趟DN250排水管路6000米。

2)将42煤二盘区、42煤三盘区、16联巷污水注入42301采空区密闭,需铺设DN200管路两趟,共计460米。可实现42煤三盘区采空区的利用,还可改善万利老空区淤泥较多、蓄水少的问题。

3)16联巷回排管路采用一趟DN150管路与西回风DN250管路对接,无法满足排水需求,需要增设一趟DN150排水管路500米。

三、结语

总而言之,随着时代的不断发展,业内人士对于煤矿井下的供排水的研究越来越深。针对煤矿井下供排水系统,本文在分析供水系统和排水系统的基础上,提出具体的改造措施,希望利用这样的方式,能够满足煤矿井下供排水的需求,以满足煤矿井下作业要求,并且也能够推动煤矿企业的安全生产。