龙固煤矿井底车场辅助排水系统设计.pdf

2 0 1 2年第 8期 煤炭工程 龙 固煤矿 井底 车场辅助排水系统设计 李善红，王 辉，宋国忠 ( 煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东 济南2 5 0 0 3 1 ) 摘要 ：基于龙 固煤矿井下涌水量大 ，正常涌水量为 1 2 2 0 m ／ h ，最大涌水量为 1 5 6 0 m ／ h ， 原设计的单排水系统不能满足要求，同时单系统布置可靠性低，设计重新提出了在井底车场主排 水 系统的基 础上 ，增设 辅助 排 水 系统 ，形 成 双排 水 系统 ，两套 排 水 系统 既 相 互 独 立 ， 又 紧 密联 系．经过使用效果检验表明，双排水 系统可靠性较高，应用效果 良好 。 关键词 ：龙 固煤矿 ；井底车场；辅助排水 系统 ；双排水 系统 中图分类号 ：T D 2 6 4 ． 3 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 6 7 1— 0 9 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 8 - 0 0 2 5 -02 De s i g n o n Aux i l i a r y W a t e r Dr a i n a g e S y s t e m o f M i n e Sh a ft Bo t t o m i n Lo ng g u M i ne LI S ha n—h on g， WANG Hui ，SONG Gu o—z h o ng ( J i n a n D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e C o m p a n y L i mi t e d o f C o a l I n d u s t r y ，J i n a n 2 5 o o 3 1 ，C h i n a ) Abs t r a c t：Du e t o a h i g h mi n e wa t e r i n f l o w i n Lo n g g u Mi ne， t he no r ma l mi ne wa t e r i n flo w v a l ue wa s 1 22 0m ／h a nd t h e ma x mi n e w a t e r i n f l o w v a l u e w a s 1 5 6 0 m ／ h ． T h u s t h e p r e v i o u s d e s i g n e d s i n g l e wa t e r d r a i n a g e s y s t e m c o u l d n o t me e t t h e wa t e r d r a i n a g e r e q ui r e me n t s ． Al s o t he r e l i a b i l i t y o f t he s i ng l e s y s t e m l a y o u t wa s l o w． Ba s e o n t he ma i n wa t e r d r a i n a g e s y s t e m i n t h e mi n e s h a f t b o t t o m， a n a u x i l i a r y wa t e r d r a i n a g e s y s t e m w a s a d d e d a n d t h u s t wo wa t e r d r a i n a g e s y s t e ms w e r e f o r me d ． T h e t wo s e t w a t e r d r a i n a g e s y s t e ms c o u l d b e mu t u a l i n d e p e n d e n t a n d c l o s e l y r e l a t e d ． T h e s e v e r a l y e a r a p p l i c a t i o n r e s u l t s s h o we d t h a t t h e r e l i a b i l i t y o f t h e t wo w a t e r d r a i n a g e s y s t e ms we r e h i g h a n d t h e a p p l i c a t i o n e f f e c t wa s e x c e l l e n t ． Ke y wo r d s ： l o n g gn Mi n e；mi n e s h a f t b o t t o m ； a u x i l i a r y wa t e r d r a i n a g e s y s t e m ；d o u b l e w a t e r d r a i n a g e s y s t e m 1 概 述 时已经施工完成的井底车场主排水系统如图 1 所示。 龙固矿井位于鲁西南巨野煤田的中南部。井田地质储 量 1 6 ． 8 3 亿 t ，可采储量 5 ． 1亿 t 。主采 3 ( 3 ) 煤层，平均 厚度 8 ． 8 2 m，煤 种 以肥 煤 和 1 ／ 3焦 煤为 主。矿井 设计 年 生 产能力 6 ． 0 Mt ，采用立井分 区开拓，井底水平 一8 1 0 m。工 作面采用综合机械化放顶煤采煤工艺和设备，集中一个工 作面出煤保证矿井设计生产能力。 矿井 主采煤层 3煤 的直接 充水含 水层 为煤 层顶 、底 板 砂岩和太原组三灰。砂岩裂隙含水层富水性弱，三灰岩溶 裂隙含水 层富水 性弱 至 中等 ，上述二 含水层 的补 给条件 较 差 ，故井 田上 组煤 的水 文地 质类 型为裂 隙、岩溶 类简单 一 中等类型。地质报告提供的矿井正常涌水量为 2 3 0 m ／ h ， 矿井主排水系统设计是在正常涌水量 2 3 0 m ／ h的基础上考 虑一定 的 富裕 系 数而 设 计 的 ，能 够满 足 矿 井 正 常 涌水 量 6 3 0 m ／ h的要求。井底车场主排水系统设计如下：在井底 车场靠近副井位置布置一套排水系统 ，该系统包括主排水 泵房 、井底车场水仓和主排水管子道组成 。设 计选用 P J 2 O O 1 0型离心泵 5台 ，排水管路采用 D 3 2 5无缝钢管 3趟。当 图 1 井底车场主排水 系统 图 房 矿井建设过程中，水文地质条件发生了较大的变化， 井下实际涌水量与地质报告计算值相差较大，大巷施工中 矿井总 涌水量最 大达 到 1 6 0 0 m ／ h ，经 采取疏 、堵综 合治水 收稿 日期 ：2 0 1 2— 0 2— 0 5 作者简介 ：李善红( 1 9 7 7一 ) ，男，山东临沂人，2 0 0 2年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现在煤炭工业济南设计 研究院有限公司从事矿井设计工作。 2 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 煤炭工程 2 0 1 2年第 8期 措施后矿井涌水量仍然有 1 l O O m ／ h左右 ，开拓揭露实际涌 水量 远远 大于 地质报 告提 供 的矿井 涌水 量 2 3 0 m ／ h 。设计 根据科研机构对矿井水文地质 的论证及 相关部 门批 复意见 ， 按 照正常 涌水量 1 2 2 0 m ／ h 、最大涌水量 1 5 6 0 m ／ h ，对井 下 排水系统进行调整设计 ，确保矿井的安全建设和生产。 2 井底车场辅助排水系统的设计 对于大涌水矿井的井底排水系统布置多采用单系统集 中布置，主排水泵房 内布置多台泵 ，水仓环路长度大，该 布置方式设备集中，方便管理。 由于矿井主排水系统已施工完成 ，不能满足 1 2 2 0 m ／ h 正常涌水量 的要 求。 因此 需要 对 井底 排水 系统 进 行优 化 。 受井底车场空间的限制，主排水泵房两侧分别为主变电所 和主井井筒，拓展空间困难较大，同时副井井筒也无安装 排水管路的位置，新增排水管路只能安装在主井井筒或新 打排水钻孔。 设计提出在井底布置辅助排水系统，形成双排水系统 ， 变集中布置为分散布置，单个水仓环线长度变短，充分利 用井底车场闲置空间。双排水系统的布置方式可将采掘工 作面大量涌水提前进行分流进入辅助排水系统 ，避免涌水 集 中通过井底车场 进入 主排水 系统 ，改善 了井底 车场 的工 作环境 ，操作起来 灵活性 高。 同时 ，双 排水 系统布 置对 于 水仓清理、排水设备检修可分开进行，一套系统停运 ，另 一 套系统可正常工作，提高了安全系数。 井底车场辅助排水系统的设计如下：在井底车场靠近 主井和辅运大巷位置布置辅助排水系统，该系统包括扩排 水泵房 、井底车场 扩排水 仓和 扩排管 子道组成 。扩排水 泵 房安装 6台水 泵 ，3趟排水 管路 ( 管径 3 2 5的 1趟 ，管 径 3 7 7的2趟) 。增加辅助排水系统后的井底车场双排水系 统 如图 2所示 。 井底车场水仓 2 6 图 2 井底 车场双排水 系统 图 井底主排水系统主要排放立井井筒淋水、井底车场及 大巷三灰放水 点涌水 量 ，该部 分涌水 通过 一定 的流 水坡度 进入井底车场水仓，由主排水泵房的排水泵通过主排水管 子 道内的排 水管进入副井井筒 ，然后排 至地面。 井底辅助排水系统主要排放由采掘作业地点产生的涌 水 ，由于该 系统 的入 水 口在 辅运 大巷 ，涌水 通过 一定 的流 水坡度直接进入井底车场扩排水仓 ，由扩排水泵房的排水 泵通过 扩 排管 子 道 内 的排 水 管 进入 主井 井 筒 ，然 后 排 至 地 面。 采、掘作业地点涌水直接进入辅助排水系统，不进入 井底车场主排水系统，井底车场作为全矿井生产调度和辅 助运输转运的中心，保证了良好的工作条件。 3 辅助排水 系统与主排水 系统的联 系 井底主排水系统水 仓与 辅助排 水 系统扩排 水仓 之 间布 置联通装置 ，可根 据需要 开启 或关 闭。两水 仓 的连通 ，使 两水仓内的水可以相互流动 ，满足调节水仓容量的要求， 同时，在水仓清理时，一套系统停止工作，另一套系统正 常运转，增强了矿井抵抗水害的能力 ，保证了系统的可靠 性和本质安全。 井底通过布置两个泵房、两个水仓的双排水系统 ，整 个矿井 的理论最大排水 能力 3 0 2 1 m。 ／ h ，通过联合 试运 转实 测最大排水 能力达到 了 3 4 0 7 m ／ h ，为防范水 患 突发预 留了 充 分的安全空间。 4结语 矿井的双排水 系统设计 是从 安全 应急 、安 全备 用这 两 个方面考虑 的，不 是简 单 的数 量 的增加 ，而 是两套 相互 不 干扰 、相互独立 的系统 ，技 术 意义重 大 ，其 中蕴含 着不 仅 有求真务实地适 应水 文变 化 的条 件 ，重视 安全 的 内涵 ，可 在遇有水文条件 变化及 时调 整排水 战略 ，而且在 系统 上考 虑长远 ，为整个 矿井发 挥最 大效益 打下 有力基 础 ，是 高度 安全意识的充分体现。为矿井的顺利建设和安全生产提供 了可靠的安全保障，受到了上级领导及现场的高度评价。 该 系统 的成功应用 为我 国大涌水 矿井 的排水 系统 设计 提供 了良好的思路，具有广阔的发展前景。 参 考文献 ： [ 1 ] G B 5 0 2 1 5— 2 0 o 5 ，煤炭工业矿井设计规范 [ S ] ． [ 2] 邵 飞燕 ，孙亚军 ，凌成鹏．夏桥矿井下蓄排水系统优化设计 [ J ] ．煤炭工程 ，2 0 0 7 ，( 1 2 )：2 1～2 3 ． [ 3] 徐永 圻．煤矿 开采学 [ M] ．徐州 ：中 国矿 业大 学 出版社 ， 1 9 9 9． [ 4] 罗行志 ，欧阳辉．梁 北煤矿 井下 主排水 系统扩建 设计优 化 [ J ] ．煤炭工程， 2 o o 6 ，( 2 ) ：1 1 ～1 2 ． [ 5] 金鑫 ．盐井一矿排水设计 方案选优浅析 [ J ] ．煤 炭工程 ， 2 0 o 8 ，( 1 O ) ：2 2～ 2 3 ． 【 6 ] 高建朝．关 于矿井主排水 系统设计及改造 的几个问题 【 J ] ． 中国煤炭工业 ，2 0 l 0，( 1 1 ) ：4 5～ 4 6 ． ( 责任编辑张 宝优 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m