導語：煤礦盤區(qū)排水系統(tǒng)設計合理性研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：煤礦往往有多個盤區(qū)開采，盤區(qū)排水主要有集中排水系統(tǒng)和分區(qū)域排水系統(tǒng)，選擇合理的盤區(qū)排水系統(tǒng)可以保證排水的可靠性，減少投資，節(jié)省電耗。根據(jù)紅柳林煤礦西一盤區(qū)礦井涌水量及排水條件，并結(jié)合現(xiàn)有排水系統(tǒng)提出3種切實可行的排水方案。通過經(jīng)濟技術分析及可靠性分析，研究各方案優(yōu)缺點，確定合理的排水方案。研究結(jié)果表明，盤區(qū)排水系統(tǒng)設計受排水條件、礦井現(xiàn)有排水系統(tǒng)、地面水處理系統(tǒng)等多因素制約，設計須因地制宜，擇優(yōu)確定，通過對紅柳林礦井盤區(qū)排水系統(tǒng)的設計，為其他煤礦提供借鑒。

關鍵詞：盤區(qū)開采；集中排水；分區(qū)域排水

1煤礦盤區(qū)排水系統(tǒng)

大型煤礦隨著開采范圍不斷擴大，開采水平不斷延伸，礦井排水系統(tǒng)服務范圍也逐漸增大，對距離中央水泵房較遠的盤區(qū)，需設置盤區(qū)排水系統(tǒng)以滿足排水需要。盤區(qū)排水主要有集中排水系統(tǒng)和分區(qū)域排水系統(tǒng)。集中排水系統(tǒng)是將礦井不同盤區(qū)、不同水平的涌水排至中央水倉，由中央水泵房的水泵將水直接排至地面水處理站。集中排水系統(tǒng)優(yōu)點是各盤區(qū)涌水全部排至同一個地面水處理站，管理簡單，不需要增加地面場地，減少了地面工程，投資較少；缺點是盤區(qū)水泵房接力排水至中央水泵房，排水環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)維護困難，且排水距離較遠，排水管路投資較大。分區(qū)域排水系統(tǒng)是在不同盤區(qū)設置獨立的排水系統(tǒng)，將井下涌水分別排至地面水處理站。分區(qū)域排水系統(tǒng)的優(yōu)點是具有獨立的排水系統(tǒng)，避免在中央水泵房排水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，礦井涌水無法及時外排，提高了排水系統(tǒng)的安全性和可靠性，同時減少了盤區(qū)水泵房向中央水泵房排水的環(huán)節(jié)，排水系統(tǒng)維護難度降低，縮短了排水距離，減少了排水管路投資；缺點是需要建設不同場地的地面水處理站，地面場地征地困難、工程量較大、投資較大，水處理站分散、管理困難。

2紅柳林煤礦西一盤區(qū)排水系統(tǒng)設計

2.1礦井概況及排水設備現(xiàn)狀

紅柳林礦井井田位于陜西省神木市以西約15km，礦井設計生產(chǎn)能力15.0Mt/a，屬于特大型礦井。井田東西長約20.0km，南北寬約8.0km。井下共劃分為5個盤區(qū)，分別為北一盤區(qū)、南一盤區(qū)、北二盤區(qū)、南二盤區(qū)和西一盤區(qū)。礦井有3個地面工業(yè)場地，分別為位于井田東部邊界附近的主工業(yè)場地、位于井田中部的二號風井場地和位于井田西部的三號風井場地。礦井一盤區(qū)、二盤區(qū)開采時正常涌水量700m3/h，最大涌水量1300m3/h。礦井井下已有的主排水系統(tǒng)由建于回風斜井井底附近的井下中央水泵房和主水倉組成，礦井涌水由各處臨時水泵匯集至中央水倉，經(jīng)由中央水泵房排至礦井工業(yè)場地井下水處理站，處理后復用。中央水泵房現(xiàn)已安裝3臺MD1000-72×4型礦用耐磨多級離心式水泵，每臺水泵配套YB型隔爆電動機1臺，功率1000kW，電壓10kV，轉(zhuǎn)速1480r/min，排水管路為2趟φ426mm×12mm無縫鋼管。

2.2方案設計

西一盤區(qū)服務年限約20a，西一盤區(qū)開采時，正常涌水量2055m3/h，最大涌水量3025m3/h，新建西一盤區(qū)水泵房。根據(jù)紅柳林煤礦西一盤區(qū)涌水量及排水條件并結(jié)合礦井現(xiàn)有排水系統(tǒng)，提出3種可行的排水系統(tǒng)方案。2.2.1方案一采用分區(qū)域排水系統(tǒng)。西一盤區(qū)涌水通過西一盤區(qū)水泵房排水設施排至三號風井場地井下水處理站，選用7臺MD1100-86×5(Y)型多級離心泵，正常涌水量時，水泵3臺工作，3臺備用，1臺檢修；最大涌水量時4臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-560—4型隔爆電動機1臺，功率1800kW，電壓10kV。設置4趟φ426mm×12mm無縫鋼管排水管路。本方案需在三號風井場地新建水處理能力3025m3/h的井下水處理站。排水系統(tǒng)流程如圖1所示。方案二采用分區(qū)域排水系統(tǒng)和集中排水系統(tǒng)相結(jié)合的排水方式。西一盤區(qū)共設置2套排水系統(tǒng)。1號排水系統(tǒng)排至三號風井場地井下水處理站，選用5臺MD1100-86×5(Y)型多級離心泵，正常涌水量時，水泵2臺工作，2臺備用，1臺檢修；最大涌水量時3臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-560—4型隔爆電動機1臺，功率1800kW，電壓10kV。設置3趟φ426mm×12mm無縫鋼管排水管路。2號排水系統(tǒng)排至井下主水倉，再利用中央水泵房排水設施排至礦井工業(yè)場地井下水處理站，選用3臺MD1100-86×3(Y)型多級離心泵，正常涌水量時，水泵1臺工作，1臺備用，1臺檢修；最大涌水量時2臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-450—4型隔爆電動機1臺，功率1000kW，電壓10kV。設置2趟φ450mm×12mm無縫鋼管排水管路。本方案需在三號風井場地新建水處理能力1725m3/h的井下水處理站。排水系統(tǒng)流程如圖2所示。2.2.3方案三采用集中排水系統(tǒng)。西一盤區(qū)涌水通過西一盤區(qū)排水設施排至井下井下主水倉，再利用中央水泵房排水設施排至礦井工業(yè)場地井下水處理站。西一盤區(qū)水泵房選用7臺MD1100-86×3(Y)型多級離心泵，正常涌水量時，水泵3臺工作，3臺備用，1臺檢修；最大涌水量時4臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-450—4型隔爆電動機1臺，功率1000kW，電壓10kV。設置4趟φ450mm×12mm無縫鋼管排水管路。中央水泵房增加4臺MD1000-72×4型礦用耐磨多級離心式水泵，增加后共7臺水泵，正常涌水量時，水泵3臺工作，3臺備用，1臺檢修；最大涌水量時4臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-450—4型隔爆電動機1臺，功率1000kW，電壓10kV。增加2趟φ426mm×12mm無縫鋼管排水管路，增加后共設置4趟排水管路。本方案需在工業(yè)場地新建水處理能力1725m3/h的井下水處理站。排水系統(tǒng)流程如圖3所示2.2.21000kW，電壓10kV。設置4趟φ450mm×12mm無縫鋼管排水管路。中央水泵房增加4臺MD1000-72×4型礦用耐磨多級離心式水泵，增加后共7臺水泵，正常涌水量時，水泵3臺工作，3臺備用，1臺檢修；最大涌水量時4臺水泵同時工作。每臺水泵選配YB3-450—4型隔爆電動機1臺，功率1000kW，電壓10kV。增加2趟φ426mm×12mm無縫鋼管排水管路，增加后共設置4趟排水管路。本方案需在工業(yè)場地新建水處理能力1725m3/h的井下水處理站。排水系統(tǒng)流程如圖3所示2.3方案比選上述3種排水系統(tǒng)設計，各方案技術特征及可靠性分析見表1。經(jīng)濟投資方面，通過表2可知，方案一設備、管路及礦建投資最低，由于排水距離最短，年運行費用也最低。方案二設備、管路及礦建投資高于方案一，年排水費用亦高于方案一。方案三設備、管路及礦建投資最高，由于排水距離較長，年排水費用最高。但方案二、方案三均利用了已有的排水系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)，分別在風井場地、工業(yè)場地新建一樣規(guī)模的水處理站，水處理站投資一樣，方案二建設投資及年排水費用均低于方案三。方案一年排水費用低于方案二74.5萬元，在西一盤區(qū)服務年限內(nèi)排水費用節(jié)省約1490萬元。方案一設備、管路及礦建投資低于方案二1306.2萬元，但新建水處理站規(guī)模是方案二的1.8倍，水處理站投資高于方案二約5000萬，方案一建設投資高于方案二約3700萬元。方案一節(jié)省的排水費用遠低于建設投資費用，最終確定方案二作為紅柳林煤礦西一盤區(qū)排水系統(tǒng)。

3結(jié)論

（1）盤區(qū)涌水量逐漸增大、排水距離較遠的礦井，中央水泵房集中排水系統(tǒng)已不適用，中央水泵房擴建投資高，排水費用高。（2）分區(qū)域設置獨立的排水系統(tǒng)，井下排水系統(tǒng)投資低，排水費用低，但由于地面新建水處理西一盤區(qū)水泵房7臺水泵4趟管路中央水泵房已有3臺水泵新增4臺水泵2趟管路2趟管路工業(yè)場地井下水處理站已有水處理量1300m3/h新增水處理量1725m3/h站規(guī)模大、投資高，分區(qū)域排水系統(tǒng)建設投資較大。（3）采用分區(qū)域排水系統(tǒng)和集中排水系統(tǒng)相結(jié)合的方法，合理利用了礦井已有排水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)，降低了新建水處理站規(guī)模，減少了排水系統(tǒng)建設投資。由于僅部分涌水采用集中排水系統(tǒng)，總體排水費用也較低。（4）設計大型煤礦盤區(qū)排水系統(tǒng)時，應統(tǒng)籌兼顧礦井井下條件、已有設計狀況、增量投資情況等各種客觀因素，進行詳細的技術經(jīng)濟比選來擇優(yōu)選取。

參考文獻：

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作者：孫露 單位：中煤西安設計工程有限責任公司