二盘区并联泄水巷清污分排技术的研究与应用 樊凌云 李杰

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月5期   作者:樊凌云 李杰
[导读] 针对煤矿工作面、泄水巷涌水疏排等问题,
        摘要:针对煤矿工作面、泄水巷涌水疏排等问题,阐释项目开展的背景环境以及目标和作用,探究项目工程实际开展的基本情况和实现的技术经济指标,基于项目工程的实际情况,对并联泄水巷的清污分排计划进行探究和应用,以此来确保煤矿企业在实现发展的过程当中能够具备安全性与稳定性,为煤矿企业的现代化发展奠定基础。
        关键词:二盘区并联泄水巷清污分排技术的研究与应用
        对于煤矿企业来讲,矿井水害会对其实际发展产生极为不良的影响,水害治理的重点不仅要在矿井当中构建合理有效的排水系统,确保良好的排水能力,同时还要保证巷道输水通道的通畅性、稳定性与可靠性。遵照实践经验,针对煤层结构方面存在的影响因素,对二盘区大踩空区域强冲击地压条件之下的低位泄水技术进行有效应用,对水害问题进行合理有效解决,基于此不仅要强化大盘去泵房的排水能力,同时还要对水仓的淤积速度进行降低,节水排水电费的同时,让清水可以直接实现达标排放,可不再进行水处理系统的处理操作,不仅能够节省水处理的运营费用,同时能够获得更为良好的安全效益与经济效益。
一、煤矿企业矿区防水、治水过程中存在的问题
        在煤矿二盘区工作面的踩空区域中已经关联在一起,变成了一个面积非常大的踩空区域,由于大踩空区域强冲击地压的影响,会存在很多防水治水的难题,比如,排水系统容易被破坏,并且水仓也容易产生淤积等诸多情况。
        由于矿区架构产生的影响,采空区与工作面会有涌水流出,由于强冲击地压的影响,其会对排水系统产生破坏影响,会生产安全产生重要影响。
        而涌水如果从联络巷的密闭墙中流出,由于冲击地压的影响,大采空区的涌水会进入到工作面中,对生产安全产生了严重的影响。
        如果工作面中有很多涌水且夹杂很多煤粉,工作面的排水点水窝、水仓产生严重到淤积,导致工作面与排水系统难以正常运行的情况,会对工作面的正常回采产生不良影响。
二、项目开展的背景环境、目标以及作用
        在二盘区201、202以及203工作面完成回采之后,工作面面后的涌水是清水,二盘区的泄水巷只有单一的一个巷道,面后清水和煤矿开采工作面中的清水于二盘区的泄水巷中混合,之后排入一盘区、二盘区的泵房中,会致使清水的水质变差。同时在水质变差之后,会对排水设备的运行成效产生影响,降低其运行成效,不仅导致排水的扬程非常高,同时会导致水泵产生高昂的电费。
        二盘区关联泄水巷完成实际施工以后,具备请勿分配的前提基础,二盘区的并联泄水巷当中装有四台卧式离心泵,把二盘区泄水巷当中的一段当成是清水仓,将201、202以及203工作面产生的清水存储起来,基于水泵把清水排放到中央水仓中,达成清污分排的目标,强化提升排水成效的同时,对一盘区、二盘区泵房排水的压力进行有效降低,强化提升其安全效益与经济效益。
三、二盘区并联泄水巷清污分排项目工程的基本情况以及技术经济目标的达成情况
        二盘区的并联泄水巷和二盘区泄水巷基于既有联络巷,需要于二盘区的写水箱当中1号联络巷与3号联络巷位置搭设挡水墙,将其当成是清水仓,而在201到203工作面的下边钻出泄水钻孔,把三个工作面中产生的清水都泄到清水仓当中,基于3号联络巷与二盘区泄水巷、并联泄水巷进行联通,达成交替清淤的工作目标。在2号联络巷当中安置四台卧式的离心泵,同时在二盘区的并联泄水巷当中安置两趟排水管路到一盘区的回风巷中,这套排水系统只进行清水排放,采煤工作面中的煤泥水基于泄水巷自行流到一盘区、二盘区的泵房当中,泵房的安装示意图如图一所示。

        图一  泵房安装图
四、二盘区并联泄水巷清污分排项目开展的实际情况
        (一)实施情况
        首先在2019年1月到2月期间,对二盘区并联泄水巷清污分排项目的施工方案进行设计,同时对相关设备进行采购。在2019年3月完成设备和相关管路的安装作业,完成安装作业之后投入运营应用当中。
        (二)探析达成的技术经济指标
        1.项目工程的投入
        采购设备,采购四台卧式离心泵,耗费费用约为54.4万元,如果按照七年的耗损这就,设备在每一年的投资数额就是7.8万元。管路安装两趟,排水管的管路长度为680米,管材的总质量约为62850千克,管材当前的市场价为5.93元/千克,材料方面的投入总额约为37.27万元。计算得出设备和管路安装的总体费用共为12.73万元。
        2.经济效益
        遵照排水操作实际产生的电费进行统计,在对煤泥水进行排放的时候,吨水百米的电耗数量是0.51KWh/m3,清水实际排放的时候吨水百米的电量消耗是0.44KWh/m3,在2019年3月末这个排水系统建成并投入使用之后,清水排放量为1000m3/小时,其能够节省很多排水操作产生的电费,具体数值计算下来高达14.61万元之多。
        二盘区的并联泄水巷中,地底板标高超过一盘区、二盘区泵房高达10迷,也就是说其能够对排水操作中的电量损耗进行节省,具体数值大约为15.2万元。清水在排放到地面之后,无需使涌水处理系统进行处理,正常状态下,水处理系统处理1m3污水所产生的运行费用是0.19元,也就是说水处理系统所节省下来的费用为123.12万元。
        3.综合性经济效益
        基于综合性的经济效益对二盘区并联泄水巷清污分排技术进行探究与应用,阐释技术的创新点、创新性、实用性以及成熟性。
        技术创新点方面,大涌水矿井的水流当中包含很多煤泥,同时清水和污水混合在一起,增加了水流量与水流的流速,水流当中的煤泥不易于沉淀,导致煤泥会进入到水仓当中,同时也导致水仓淤积的加快。在使用了清污分排技术之后,单独进行清水排放,将水流的流速降下来,让煤泥能够进行沉淀,减缓水仓的淤积情况,同时增加排水系统的能力,降低泵房的排水压力,以此获得更为良好的安全效益。
        经济性方面;在二盘区的并联泄水巷中设置清水泵房,不仅能够降低清水的排除高度,同时能够提升清水水泵的工作质量与成效,对排水费用进行有效降低,降低水泵的磨损量,延长水泵的使用寿命,降低设备维修作业方面的工作量与材料费用投入。
        适用性方面;此项技术先进且成熟,能够在所有煤矿企业中进行实际应用,尤其是大涌水量矿井的排水作业中,具有非常良好的适用性,能够在整个煤矿行业当中进行广泛推广与应用。
结束语:
        综上所述,基于大踩空区域强冲击地压条件之下低位泄水相关技术的探究和应用,把手强冲击地压威胁影响的排水系统进行撤出,强化提升排水体系的安全性与稳定性系数。低位泄水技术的实际应用,能够将采空区以及工作面中的涌水疏放出去,对工作面的排水压力进行有效缓解。由于冲击地压的影响,导致泄水相遇泄水钻孔产生严重的变形,泄水通道出现补偿的情况,需要把低位泄水巷设置在煤层底板之下更深的位置上。基于低位泄水技术的实际应用,能够为煤矿企业未来的防水、治水工作提供技术支持,更能够为水文、地质条件相似的煤矿企业防水、治水工作奠定经验基础。
参考文献:
[1]田振焘,邢延团,张同俊.大采空区强冲击地压条件下低位泄水技术与应用[J].煤田地质与勘探,2019,47(z1):70-74. DOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2019.S1.014.
[2]乔华.西二盘区首采工作面矿压规律研究[J].能源与节能,2018,000 (009):P.42-43.
[3]盛超.高家堡矿井工作面底板集中泄水巷疏排水设计[J].煤炭工程,2018,50(11):6-9.DOI:10.11799/ce201811002.
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