導(dǎo)語：潛水電泵排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1礦井概況

貴石溝井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.0Mt/a，采用“主斜副立”開拓方式，核定生產(chǎn)能力7.7Mt/a，主要可采煤層為8、15號(hào)煤。趙家分區(qū)位于貴石溝井田西部，分區(qū)內(nèi)布置有一個(gè)地面工業(yè)廣場，工業(yè)廣場內(nèi)現(xiàn)建有輔助提升立井和回風(fēng)立井，趙家分區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a。該礦井正常涌水量為183.43m3/h，最大礦井涌水量為458.58m3/h。太原組8、15號(hào)煤層為帶壓開采，8號(hào)煤層帶壓開采含水層為太原組巖溶裂隙含水層和奧陶系巖溶裂隙含水層，15號(hào)煤層帶壓開采含水層為奧陶系巖溶裂隙含水層。經(jīng)計(jì)算8號(hào)煤層突水系數(shù)為0～0.018MPa/m，15號(hào)煤層突水系數(shù)為0～0.046MPa/m，8、15號(hào)煤層突水系數(shù)均小于臨界突出水系數(shù)，突水概率相對較低，各組煤層的開采不存在奧灰突水的必然性，是相對安全的，但8、15號(hào)煤層底板大部處在奧灰水頭之下，井田內(nèi)巖溶陷落柱發(fā)育，且隨著開采層位及深度的延深，井田內(nèi)煤層底板突水概率越來越高，將成為有突水淹井危險(xiǎn)的礦井。根據(jù)《陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司貴石溝井帶壓開采水文地質(zhì)條件評價(jià)》預(yù)測15號(hào)煤層回采中奧灰含水層疏降水量為710m3/h，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，貴石溝井趙家分區(qū)8號(hào)煤層水文地質(zhì)類型為中等，15號(hào)煤層水文地質(zhì)類型為復(fù)雜。因此，必須增建潛水電泵排水系統(tǒng)。

2潛水電泵排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1潛水電泵排水方案

礦井潛水電泵排水系統(tǒng)主要包括以下幾部分:排水水泵為潛水泵;排水管路由井下直達(dá)地面，獨(dú)立于礦井井下現(xiàn)有的排水管路系統(tǒng);供電電源由地面直供，獨(dú)立于礦井井下供電系統(tǒng)。結(jié)合貴石溝井趙家分區(qū)井上下實(shí)際建設(shè)條件，提出了以下四個(gè)方案:

1)方案一:利用現(xiàn)輔助提升立井，調(diào)整輔助提升立井井筒裝備布置。考慮到輔助提升立井井筒永久提升裝備尚未安裝，通過對井筒裝備布置進(jìn)行調(diào)整，取消交通罐，可滿足潛水電泵排水管路及電纜的鋪設(shè)，并可預(yù)留出兩趟注漿堵水用灌漿管位置。井下布置潛水電泵排水泵房管子道，分別與強(qiáng)排泵房和輔助提升立井井筒連接。

2)方案二:布置一個(gè)潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿輔助提升立井井壁鋪設(shè)。結(jié)合井上下條件，在現(xiàn)有的工業(yè)場地內(nèi)西北部空地上布置一個(gè)潛水電泵排水管道鉆孔，鉆孔直徑為650mm，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜則沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設(shè)。井下布置潛水電泵排水管線通道，分別與潛水電泵排水泵房和井底車場調(diào)車線相連。

3)方案三:新建管道立井。結(jié)合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴(kuò)建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建管道立井，井筒凈直徑為3.5m，井筒落底標(biāo)高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深825m，布置單側(cè)馬頭門，通過管道石門巷道與井底車場連接。井筒內(nèi)安裝兩趟潛水電泵排水管及潛水電泵排水專用電纜，并預(yù)留兩趟注漿堵水用灌漿管。

4)方案四:新建排矸立井。充分考慮礦井永久排矸的要求，結(jié)合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴(kuò)建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建一個(gè)排矸立井，井筒凈直徑為7.0m，井筒馬頭門標(biāo)高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深855m，布置排矸井底車場，通過排矸井底車場進(jìn)出車線巷道與現(xiàn)有井底車場連接。潛水電泵排水系統(tǒng)管線沿新建排矸立井井壁鋪設(shè)。綜合比較上述四個(gè)方案，考慮到方案三和方案四需新建立井，投資較大，工期較長，另外，方案三和方案四還需對工業(yè)場地進(jìn)行擴(kuò)建，工程量較大，因此設(shè)計(jì)暫時(shí)不推薦方案三與方案四，只對方案一和方案二進(jìn)行比選。

2.2方案比選

2.2.1方案一優(yōu)缺點(diǎn)

1)優(yōu)點(diǎn)為:①輔助提升立井井筒永久裝備尚未訂貨、安裝，井筒裝備布置還有改裝的可能，利用現(xiàn)有井筒，僅在井底布置強(qiáng)排水硐室、巷道，工程量小、投資少，強(qiáng)排水系統(tǒng)施工工期短;②利用現(xiàn)有井筒敷設(shè)強(qiáng)排水管、電纜，工程量小、工期短;③利用現(xiàn)有井筒，不需要擴(kuò)建現(xiàn)有工業(yè)場地，不需購地等問題。

2)缺點(diǎn)為:①調(diào)整了井筒裝備布置，取消交通罐，交通罐作為長材料下井及檢修用罐籠，交通罐取消后，會(huì)對長材料的下井和井筒裝備檢修有所影響，在考慮井筒永久裝備時(shí)，原一寬一窄罐籠需統(tǒng)一考慮，解決長材料的下井問題;②新補(bǔ)強(qiáng)排水泵房管子道，需在井筒井壁新開口，對井筒井壁支護(hù)有一定的影響。

3)需施工井下巷道及硐室共計(jì)240m，投資609萬元，工期為5.5月。

2.2.2方案二優(yōu)缺點(diǎn)

1)優(yōu)點(diǎn)為:①可利用現(xiàn)有工業(yè)場地，不需要新增購地;②強(qiáng)排水管線通道與井底車場巷道相對獨(dú)立，管線的布置不會(huì)影響井底車場巷道管線布置。

2)缺點(diǎn)為:①鉆孔深度約791m，施工技術(shù)要求高，施工困難;②鉆孔施工工期約4個(gè)月;③布置一個(gè)鉆孔，僅解決強(qiáng)排水系統(tǒng)，趙家分區(qū)全部帶壓開采，井下采掘過程中如需注漿堵水措施，還需另行考慮注漿堵水管路系統(tǒng)。

3)需打鉆孔791m，施工井下巷道及硐室216m，共需投資813萬元，工期為8月。綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)，方案一雖然在投資和工期方面有優(yōu)勢，但出于安全考慮，最終確定采用方案二，即由地面布置一個(gè)潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設(shè)。

3潛水泵布置方式

3.1潛水泵布置方案

潛水泵的布置方式有兩種:臥式與立式。不同的布置方式對泵房的要求也不同，具體布置方案如下:

1)采用臥式布置，該布置方式井巷工程量總長度為950.7m，均為巖巷，掘進(jìn)體積為2963.9m3。

2)采用立式布置，該布置方式井巷工程量總長度為923.9m，均為巖巷，掘進(jìn)體積為3203m3。

3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

3.2.1技術(shù)比選

1)臥式布置方式主要優(yōu)點(diǎn)有:①強(qiáng)排水泵房硐室跨度較小，施工容易，可利用空間地段蓄水、排水;②蓄水空間不用穿很深底板，避免底板出水;③水泵的搬運(yùn)、安裝、檢修方便，對起重設(shè)備要求不高;④可利用通道機(jī)泵房內(nèi)敷設(shè)軌道清理蓄水空間內(nèi)淤泥，清理方便。缺點(diǎn)有:①排水管路較長，壓力損失較多，排水效率較低;②水泵臥式布置，煤泥淤積對水泵使用壽命有一定的影響，使用壽命較立式布置短。

2)立式布置方式主要優(yōu)點(diǎn)有:①管路最短壓力損失小，排水效率高;②水泵可潛入吸水井井底，不間斷地把水位降到最低，抗災(zāi)能力強(qiáng);③潛水電泵懸吊在吸水井內(nèi)，受力方式合理，運(yùn)行壽命長。缺點(diǎn)有:①強(qiáng)排水泵房硐室跨度大，吸水井較深，泵房及吸水井施工困難，一次性投資大;②吸水井需穿過很深的底板，底板出水的可能性增大;③對起重設(shè)備要求較高;④水泵安裝、檢修難度大。

3.2.2經(jīng)濟(jì)比選

臥式布置與立式布置其巷道硐室工程量、投資及工期具體情況，潛水泵采取臥式布置在投資和工期方面都具有優(yōu)勢。潛水電泵臥室布置與立式布置工程量及經(jīng)濟(jì)比較比較內(nèi)容臥式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘進(jìn)體積/m32700.12939.1投資/萬元490524建設(shè)工期/月56綜合技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比選，最終采用臥式布置。

4結(jié)語

隨著開采深度的增加，煤炭開采條件也變的越來越復(fù)雜，大部分原先水文地質(zhì)條件簡單的礦井，面臨著帶壓開采、突水危險(xiǎn)的問題。新建潛水電泵排水系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的保障，但對于開拓系統(tǒng)已經(jīng)形成的礦井，如何建立井下直達(dá)地面的潛水電泵排水系統(tǒng)成為了一個(gè)難點(diǎn)。論文通過對潛水電泵排水系統(tǒng)建設(shè)及水泵布置方式進(jìn)行了多方案的比選及詳細(xì)的設(shè)計(jì)，可為其他條件相似的礦井提供了借鑒意義。

作者:李占山單位:山西國辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司