導(dǎo)語(yǔ)：雙泵共管在煤礦主排水系統(tǒng)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：對(duì)某新建礦井主排水系統(tǒng)和某生產(chǎn)中煤礦-430m水平擴(kuò)排系統(tǒng)進(jìn)行分析，從泵房硐室高度、排水系統(tǒng)復(fù)雜程度和排水管路敷設(shè)難度上進(jìn)行對(duì)比，得出了大涌水量礦井的排水系統(tǒng)適合采用雙泵共管運(yùn)行方式的結(jié)論，同時(shí)給出了采用雙泵共管運(yùn)行方式時(shí)水泵工況點(diǎn)的計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：雙泵共管；排水系統(tǒng)；煤礦

煤礦主排水系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著將礦井涌水排至地面的任務(wù)，是關(guān)系到礦井安全生產(chǎn)的重要系統(tǒng)之一。目前主排水系統(tǒng)主要是采用單泵單管的運(yùn)行方式，即1臺(tái)水泵所排出的水通過(guò)1趟管路排至地面。單泵單管的運(yùn)行方式具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，適合小涌水量的礦井。但是當(dāng)?shù)V井涌水量較大、正常涌水時(shí)需開(kāi)啟3臺(tái)泵以上時(shí)，采用單泵單管的運(yùn)行方式將導(dǎo)致排水管路多、泵房高度較高、井筒內(nèi)管路布置困難等問(wèn)題，因此大涌水量礦井排水系統(tǒng)采用雙泵共管運(yùn)行方式是非常必要的。本文通過(guò)對(duì)魯新礦井主排水系統(tǒng)和孟加拉國(guó)巴拉普庫(kù)利亞煤礦（以下簡(jiǎn)稱(chēng)孟巴煤礦）-430m水平擴(kuò)排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹了雙泵共管技術(shù)在新建礦井和生產(chǎn)礦井主排水系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1雙泵共管技術(shù)在新建礦井中的應(yīng)用

魯新煤礦位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟烏拉蓋管理區(qū)境內(nèi)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量5.0Mt/a，主、副、風(fēng)井均采用立井單水平開(kāi)拓。主井井筒凈直徑準(zhǔn)5.0m，副井井筒凈直徑準(zhǔn)7.0m，礦井井口標(biāo)高+872.5m，井底水平標(biāo)高+570.0m。礦井在+570.0m水平設(shè)主排水泵房，將礦井涌水通過(guò)副井井筒直接排至地面，目前礦井正處于建設(shè)階段。（1）主排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)礦井正常排水量1840m3/h，最大排水量2760m3/h（排水量均包括礦井地質(zhì)涌水量、井筒淋水及井下消防灑水、防火灌漿水等）。排水高度308.5m（含地面調(diào)節(jié)水池高約2m、吸水高度4m），總排水長(zhǎng)度約950m。（2）主排水設(shè)備選型根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和GB50215-2015《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定：除正在檢修的水泵外，應(yīng)當(dāng)有工作水泵和備用水泵。工作水泵的能力應(yīng)在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其他涌水），備用水泵的能力應(yīng)當(dāng)不小于工作水泵能力的70%。檢修水泵的能力應(yīng)當(dāng)不小于工作水泵能力的25%。工作和備用水泵的總能力應(yīng)當(dāng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。根據(jù)此礦井涌水量的特點(diǎn)，并結(jié)合目前國(guó)內(nèi)礦用水泵的制造及使用情況，設(shè)計(jì)選用MD720-60×6型礦用多級(jí)離心泵8臺(tái)，正常涌水時(shí)4臺(tái)工作、3臺(tái)備用、1臺(tái)檢修，最大涌水時(shí)6臺(tái)水泵同時(shí)工作，每臺(tái)水泵配1臺(tái)1400kW、10kV、1485r/min礦用一般型電機(jī)。由于礦井正常涌水量有增大的可能，設(shè)計(jì)在主排水泵房?jī)?nèi)預(yù)留2臺(tái)水泵的安裝位置。（3）主排水系統(tǒng)運(yùn)行方式分析魯新礦井主排水設(shè)備選用MD720-60×6型礦用多級(jí)離心泵，若采用單泵單管運(yùn)行方式，則每臺(tái)水泵需配1趟準(zhǔn)377mm×11mm無(wú)縫鋼管制作的排水管路，礦井最大涌水時(shí)需要6臺(tái)水泵同時(shí)工作，因此需要在泵房和井筒內(nèi)敷設(shè)6趟準(zhǔn)377mm×11mm無(wú)縫鋼管管路，每臺(tái)水泵需配7臺(tái)DN300的電動(dòng)閘閥，整個(gè)泵房?jī)?nèi)共56臺(tái)電動(dòng)閘閥，且泵房高度將達(dá)到8.72m，單泵單管運(yùn)行方式泵房斷面圖如圖1所示。主排水泵房硐室高度大，施工困難且支護(hù)難度大，硐室容易變形，閘閥數(shù)量多，控制系統(tǒng)復(fù)雜。若采用雙泵共管技術(shù)，2臺(tái)MD720-60×6型礦用多級(jí)離心泵共用1趟排水管路，則每2臺(tái)水泵需配1趟準(zhǔn)550mm×15mm無(wú)縫鋼管制作的排水管路，礦井最大涌水時(shí)需要6臺(tái)水泵同時(shí)工作，因此需要在泵房和井筒內(nèi)敷設(shè)3趟準(zhǔn)550mm×15mm無(wú)縫鋼管管路，每臺(tái)水泵僅需配4臺(tái)DN300的電動(dòng)閘閥，整個(gè)泵房?jī)?nèi)共32臺(tái)電動(dòng)閘閥，泵房高度為7.37m，雙泵共管運(yùn)行方式泵房斷面圖如圖2所示。經(jīng)過(guò)對(duì)比可以看出，采用雙泵共管技術(shù)可將泵房?jī)?nèi)的管路由6趟減少為3趟，電動(dòng)閘閥由56臺(tái)減少為32臺(tái)，泵房硐室高度可降低1m，大大降低設(shè)備和礦建投資，降低支護(hù)難度。經(jīng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，確定魯新礦井主排水系統(tǒng)采用雙泵共管技術(shù)，每2臺(tái)MD720-60×6型礦用多級(jí)離心泵共用1趟準(zhǔn)550mm×15mm無(wú)縫鋼管管路。（4）主排水泵工況點(diǎn)的計(jì)算根據(jù)所選擇的排水管路型號(hào)，結(jié)合礦井排水系統(tǒng)的特點(diǎn)和排水高度，經(jīng)計(jì)算得到魯新礦井主排水系統(tǒng)的管網(wǎng)特性曲線(xiàn)方程。管路淤積后管網(wǎng)特性曲線(xiàn)方程廠(chǎng)家提供的MD720-60×6型礦用多級(jí)離心泵特性曲線(xiàn)圖如圖3所示，采用作圖法計(jì)算水泵的工況點(diǎn)。曲線(xiàn)3和曲線(xiàn)4與曲線(xiàn)1的交點(diǎn)M3和M4即為單臺(tái)水泵單泵單管運(yùn)行方式下的工況點(diǎn)。曲線(xiàn)3和曲線(xiàn)4與曲線(xiàn)2的交點(diǎn)M1′和M2′即為2臺(tái)水泵在雙泵共管運(yùn)行方式下的工況點(diǎn)，以M1′和M2′為端點(diǎn)做平行于橫軸的直線(xiàn)，分別交曲線(xiàn)1于點(diǎn)M1和M2，則點(diǎn)M1和M2為并聯(lián)工作時(shí)每臺(tái)水泵的工況點(diǎn)。由作圖法得出水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)如表1所。

2雙泵共管技術(shù)在生產(chǎn)礦井中的應(yīng)用

孟巴煤礦產(chǎn)量約1.0Mt/a，主、副、風(fēng)井均采用立井開(kāi)拓。礦井三期開(kāi)采時(shí)，由于受上部含水層影響，礦井的正常涌水量和最大涌水量有較大的增加，需要在-430m水平新建擴(kuò)排泵房。礦井主、副井筒內(nèi)目前已安裝7趟排水管路，沒(méi)有安裝新增排水管路的空間，新建的擴(kuò)排泵房排水管路只能通過(guò)鉆孔敷設(shè)至地面。（1）擴(kuò)排泵房排水設(shè)備選型依據(jù)礦井井口標(biāo)高+33.6m，泵房底板標(biāo)高-430.0m。新建擴(kuò)排泵房承擔(dān)的礦井正常排水量為2488m3/h，最大排水量為3732m3/h（礦井排水量均包括涌水量和井筒淋水及井下消防灑水、防火灌漿水等）。排水測(cè)地高度472m（包括吸水高度及地面水處理附加水頭）。（2）主排水設(shè)備選型根據(jù)此礦井涌水量的特點(diǎn)，并結(jié)合該礦井現(xiàn)有排水設(shè)備型號(hào)和使用情況，在新建擴(kuò)排泵房?jī)?nèi)選用MD720-60×9型礦用多級(jí)離心泵11臺(tái)，正常涌水時(shí)5臺(tái)工作、4臺(tái)備用、2臺(tái)檢修，最大涌水時(shí)8臺(tái)水泵同時(shí)工作。每臺(tái)水泵配1臺(tái)2000kW、6kV、1485r/min的礦用防爆電機(jī)。（3）排水系統(tǒng)運(yùn)行方式分析孟巴煤礦-430m水平擴(kuò)排泵房主排水設(shè)備選用MD720-60×9型礦用多級(jí)離心泵，若采用單泵單管運(yùn)行方式，則每臺(tái)水泵需配1趟準(zhǔn)377mm×16mm無(wú)縫鋼管制作的排水管路，礦井最大涌水時(shí)，需要8臺(tái)水泵同時(shí)工作，因此需要在地面施工8趟準(zhǔn)377mm的鉆孔作為排水管通道，每臺(tái)水泵需配9臺(tái)DN300的電動(dòng)閘閥，整個(gè)泵房?jī)?nèi)共99臺(tái)電動(dòng)閘閥，且泵房高度將達(dá)到10m左右。從地面向井下施工鉆孔難度大、成本高，鉆孔到底后還需要專(zhuān)門(mén)的巷道與鉆孔底部連接，礦建工程大，且泵房高度達(dá)10m，施工難度大，泵房?jī)?nèi)電動(dòng)閘閥數(shù)量大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，故障率高，因此單泵單管的運(yùn)行方式不可行，需按照雙泵共管的運(yùn)行方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮鉆孔施工難度和巷道內(nèi)安裝空間的影響，選用4趟準(zhǔn)480mm×18mm無(wú)縫鋼管制作的排水管路。采用雙泵共管技術(shù)后，將8個(gè)鉆孔減少為4個(gè)鉆孔，泵房高度降低為6.74m，大大減少了礦建工程量，降低了排水管路安裝的難度，電動(dòng)閘閥數(shù)量降低為55個(gè)，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，減少了排水系統(tǒng)的故障點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

在大涌水量礦井中，主排水系統(tǒng)采用雙泵共管運(yùn)行方式可有效降低排水泵房硐室高度，簡(jiǎn)化排水系統(tǒng)，節(jié)約管路投資，降低排水管路的安裝難度。采用雙泵共管運(yùn)行方式時(shí)，水泵的工況點(diǎn)仍可采用作圖法得出。應(yīng)注意的是，雙泵共管運(yùn)行方式下的排水系統(tǒng)有可能出現(xiàn)單泵單管的運(yùn)行工況，因此在選擇電機(jī)功率時(shí)，應(yīng)按單泵單管運(yùn)行方式下的工況點(diǎn)進(jìn)行電機(jī)功率校核。

參考文獻(xiàn)：

［1］于勵(lì)民，仵自連.礦山固定設(shè)備選型使用手冊(cè)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

［2］張書(shū)征.礦井主排泵工況設(shè)計(jì)與排水系統(tǒng)效率研究［J］.煤礦機(jī)械，2010，31(5):36-38.

［3］趙萍.多臺(tái)泵多趟排水管路系統(tǒng)在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2013，39(26):105-107.

［4］于功江.大涌水量千米深井主排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討［J］.煤炭工程，2019，51(6):43-46．

作者：徐軍 譚龍海 葛號(hào) 韓秀林 單位：通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司