13第十三章给水排水.docx
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13第十三章给水排水
第十三章给水排水
第一节概况
一、矿区水文概况
⒈水资源
矿区内地表水不发育，仅在矿区中部及矿区东部（矿区外围）有木冲格、马桑田小溪，其余为季节性沟谷。
木冲格小溪：
经矿区中部汇入马桑田小溪，流量2.64～17.95L/s。
马桑田小溪：
经矿区外围，由北向南注入篆长河，流量5.0～31.00L/s。
上述小溪均受季节性变化影响。
该矿区地表水体不发育，生产与消防用水取自净化处理后的矿井水，一号井正常涌水量为106m3/d，最大涌水量为318m3/d，三号井正常涌水量为38m3/d，最大涌水量为54m3/d，能满足矿井改建后对工业用水的需求。
井下水资源抽出地面后，经净化处理后，由水泵送至工业高位水池，再分送至井下、地面各用水地点。
⒉生活水源概况
取自矿区中部6号拐点附近泉水（Q1，流量123.55m3/d），已饮用多年。
本次工作补样化验结果（见表6-6）表明，按GB5749-2006生活饮用水卫生标准的要求，生活用水除浑浊度未达标外，其余的各项指标符合GB5749-2006生活饮用水卫生规范，水质类型为HCO3－·SO42－-Ca2+·Mg2+型水，稍作沉淀处理后，为较好的生活用水水源。
⒊纳污水体概况
矿井生产中产生的生活污水和井下涌水，经处理达标后，首先满足生产需求，大气降水则排入马桑田小溪，最终向南汇入篆长河。
溪水主要用来灌溉。
属Ⅲ类标准区域。
污染物排放总量，废水COD为0.869吨/年。
表13.1.1矿井水水质分析成果表
颜色：
无色
色度：
＜5
透明度：
透明
浑浊度：
＜3
PH：
6.2
项目
含量
项目
含量（mg/L）
mg/L
mmol/L
mmol/L（%）
阳
离
子
K+
＜0.50
游离CO2
13.03
Na+
3.00
0.130
9.83
侵蚀CO2
无
Ca2+
19.55
0.976
73.83
可溶性SiO2
10.00
Mg2+
2.50
0.205
15.51
总硬度
（CaCO3）
59.11
NH4+
0.20
0.011
0.83
暂时硬度
（CaCO3）
59.11
Fe2+
＜0.04
／
／
永久硬度
（CaCO3）
0.00
Fe3+
＜0.04
／
／
总碱度
（CaCO3）
59.20
小计
25.25
1.322
100.00
负硬度（CaCO3）
0.09
阴
离
子
HCO3-
72.19
1.183
77.52
固行物
86.38
CO32-
0.00
／
／
CODcr
632.46
Cl-
3.14
0.088
5.77
NO2-
＜0.004
SO42-
12.00
0.250
16.38
As
＜0.005
F-
0.10
0.005
0.33
Cu
＜0.01
NO3-
＜0.25
PO43-
＜0.02
小计
87.43
1.526
100.00
Pb
0.0081
总计
112.68
2.848
／
水质类型
HCO3－·SO42－-Ca2+·Mg2+
二、主要设计依据
⒈支撑性文件
《云南省罗平县阿岗镇四号煤矿生产地质报告》及其评审意见和批复；
《云南省罗平县阿岗镇四号30kt/a扩90kt/a矿井扩建项目环境影响评价报告书》及其批复（云环审[2011]89号）。
⒉设计标准和规范
《污水综合排放标准》（GB8978－1996）;
《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）；
《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）；
《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）;
《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383-2006）;
《煤炭工业给水排水设计规范》（MT/T5014-96）;
《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）;
《工业企业设计卫生标准》（GBZ12002）。
第二节室外给水工程
一、用水量计算
本设计给水范围包括工业场地生活、生产和消防用水；井下消防及防尘用洒水，各项用水量计算结果详见表13.2.1：
“煤矿用水量计算表”。
表13.2.1煤矿用水量计算表
顺序
用水项目
用水人数
用水标准
用水量
备注
一昼夜
最大班
一昼夜（m3）
小时不平衡系数
最大小时（m3）
计算流量（L/s）
一
地面生活用水
1
职工生活用水
330
20升/（人·班）
6.60
3.0
0.83
0.23
2
食堂用水
232
15升/（人·餐）
6.96
2.0
0.70
0.19
用餐人数取出勤人数，
按每人每天两餐计
3
浴室用水
95
—
29.35
1
11.74
3.75
21个淋浴头（b取100%）;
5个洗脸盆（b取80%）
4
洗衣房用水
173
60L/kg
15.6
1.5
1.95
0.54
每人每日1.5kg干衣
5
家属区用水
30
150升/（人·日）
4.50
2.8
0.53
0.15
6
未预见用水量
9.45
2.36
按日用水量的15%计
小计
72.43
18.09
二
地面生产用水
1
机修、灯房用水
3
0.5
0.14
2
绿化及其他
0.02m3/t煤
5.46
1.82
0.51
用水时间3h
3
洗车用水
400升/辆·次
0.8
0.40
0.11
按每天2辆车计
4
地面生产用水
12.96
4.32
1.20
5
未预见用水量
3.33
1.06
按日用水量的15%计
小计
25.55
8.10
三
井下防尘洒水
113.93
16.14
4.48
四
地面消防用水
20L/s
216m3/次
72
20
按煤堆场考虑，
火灾延续时间3h
五
井下消防用水
1
消火栓用水
7.5L/s
162m3/次
火灾延续时间6h
根据上表，全矿最高日生产、生活总用水量约为212m3／d，其中生活用水约为72m3／d，生产用水约为140m3／d。
井下防尘洒水用水量约为114m3／d。
根据防火规范，地面消防用水量为20L／s，火灾延续时间3h；井下消防消火栓用水量为7.5L／s，火灾延续时间6h，次用水量162m3。
二、水源选择及水源工程
⒈水源选择
⑴生活水源
新扩场地生活用水，采用马桑田小溪。
⑵生产水源
本着节约水资源、保护环境和节能减排的原则，首先采用处理达标后的矿井水作为生产用水水源。
根据矿井涌水量预测，+1880m正常涌水量为295m3/d，井下防尘洒水需126m3/d。
矿井涌水能够满足要求。
⒉水源工程
⑴生活水源取水工程
生活用水取自矿井东部马桑田小溪，输水距离700m，设两趟DN50的镀锌焊接钢管。
⑵生产用水补充水源取水工程
矿井涌水能满足生产用水要求。
建进时期及特殊时期生产用水取自矿井东部马桑田小溪，输水距离700m，设两趟DN100的镀锌焊接钢管。
三、输配水系统
⒈输水管网
⑴生活输水管
输水管路选用DN50的镀锌焊接钢管，明装敷设，全长约700m。
管道敷设要避开滚石、滑坡地带，以防止被砸坏及地基破坏。
当管道坡度达15°～25°以上时，管道下面应设挡墩支承，防止因管道下滑拉坏接口。
管道在转弯处，设固定支墩。
直线管道隔8～12m设1个滑动支墩，隔60～70m设1个固定支墩。
在管线的高起部位，应安装排气阀。
在管线的最低处设排水阀，以利于排除管道中的沉淀物或放空管道进行检修。
⑵生产输水管
生产输水管选修DN100的镀锌焊接钢管输水管，工业场地外采用明装敷设，场地内埋地敷设。
暗装管道的起始端，转弯处和进入泵房取水井前设置检查井，直线暗装管道每隔50m设置1个检查井。
检查井的做法同排水管。
管道敷设坡度3‰，管道覆土厚度不小于0.7m。
管道长度约为230m，其中100m明装，130m埋地敷设。
从生产取水泵房至高位水池前的重力式无阀滤池修建1条DN100的输水管。
管材采用镀锌焊接钢管。
管道在场地外采用明装敷设，在场地内采用埋地敷设。
明装管道沿排水沟敷设，埋地敷设管道的覆土厚度不小于0.7m。
明装敷设的管道，管道坡度达15°～25°以上时，管道下面应设挡墩支承，防止因管道下滑拉坏接口。
管道在转弯处，设固定支墩。
⒉调蓄构筑物
在地面分别修建高位水池及备用水池各一座，供煤矿生产、消防用水。
同时修建一座生活水池。
⑴生活水池
在地面+1932m标高处修建1个生活水池，水池池内壁尺寸为（长×宽×高）：
4m×3m×3m，有效容积30m3。
水池采用地上式，砖砌体结构，混凝土预制盖板，池底标高+1932m。
预制盖板上预留600×600的人孔。
水池上的管道均采用镀锌焊接钢管。
进水管与输水管路相同。
出水管管底至池底距离大于50mm。
进、出水管分设在水池两侧。
水池设溢流管，泄水管和通气管。
溢流管管口在水池设计最高水位（2.7m）以上50mm处。
通气管管口朝下并设网罩。
⑵生产消防合用水池
在地面+1937m标高处修建1个生产消防合用水池（即高位水池）和一个备用水池。
生产消防合用水池净尺寸：
φ9×3.5m，有效容积200m3。
备用水池净尺寸：
φ6.4×3.5m，有效容积100m3，为生产消防合用水池的一半，均满足规定。
水池均为地上式，钢筋混凝土结构。
水池可以选用图集07S906。
各附属设施见图集。
基础结构设计由施工图阶段进行完善。
⒊泵房
在地面工业场地+1416m，矿井水处理构筑物旁修建生产取水泵房，由水泵向重力式无阀滤池供水，过滤后进入高位水池备用。
取水泵选用两台IS65－40－200型单级单吸悬臂式离心泵，一用一备。
水泵额定流量25m3/h，扬程50m，电机功率7.5kW。
泵房内设集水井，集水井尺寸（长×宽×深）：
2×2×1.5m。
水泵采用真空泵引水，配备一台SZB－4型水环式真空泵，额定功率1.5kW。
水泵进出水管装设相应的检修、控制阀门和压力表。
水泵设置减振措施。
水泵房内配套设施和管路由厂家统一设计和安装。
⒋配水管网
生产、生活配水管均采用枝状管网供水。
生活水池供地面生活区和办公区用水，生产水池供井下消防、洒水防尘和地面生产、消防用水。
支管与干管连接处，在支管上设置同管径的阀门，以使支管检修时不影响干管供水。
在办公区、生活区、风井场地（包括炸药库）和储煤场附近设置4个SS100/65－1.0型室外地上式消火栓。
根据“六大系统”建设规定及要求，在地面生活给水干管和井下生产给水干管之间敷设连通管，并设置开启阀门。
连通管上必须设置防污隔断阀，以防止生产用水进入生活用水管网。
⒌管材及管道敷设
地面室外给水管道选用管材和敷设情况如表13－2－2所示。
表13－2－2地面室外给水管道选用表
序号
管网
管材
敷设方式
连接方式
1
生活输水管
镀锌焊接钢管
明装
螺纹连接
2
生活配水管网
钢衬塑复合给水管
场地内埋地；
场地外明装
螺纹连接
3
生产输水管
镀锌焊接钢管
场地内埋地；
场地外明装
沟槽式卡箍连接
4
生产配水管
镀锌焊接钢管
场地内埋地；
场地外明装
DN≤80螺纹连接；
DN≥100沟槽式卡箍连接
⒍给水系统图
室外给水系统如图13－2－1。
配水管网详见地面给排水综合管路图。
四、净水设施
净水设施分生活用水净水设施和生产用水净水设施。
⒈生活用水净水设施
本次设计采用马桑田小溪溪水作为煤矿生活水源。
采取消毒处理措施即可饮用。
采用次氯酸钠消毒液消毒，消毒液通过投加装置直接投加在生活输水管上。
⒉生产用水净水设施
生产用水采用矿井水和马桑田小溪溪水。
矿井水处理达标后，还须经过过滤和消毒处理。
马桑田小溪溪水已满足生活用水水质要求，本次设计，将其作为生产辅助水源，仅采取消毒处理措施。
消毒方法同生活用水。
消毒采用一套JYW型小型组合式次氯酸钠发生装置。
生活用水消毒剂采用计量泵投加，生产用水消毒剂采用重力泵前投加。
第三节室外排水工程
一、污、废水排放源
本矿井污水和废水主要来源于矿井井下排水、生活办公区生活污水、浴室废水、机修废水、食堂污水等，无选煤废水。
根据各项污、废水的水质特征，采取相应的处理工艺。
各种污、废水性质指标和处理工艺见表13.3.1。
表13.3.1煤矿污、废水性质指标和处理工艺表
序号
污、废水项
水量（m3/d）
水质特征
处理工艺及去向
1
矿井水
49
SS：
400mg/L，CODCr：
18mg/L，NH3－N：
6.7mg/L，pH:
7.8
混凝沉淀；
全部回用
2
生活污水
8.9
SS：
250mg/L，CODCr：
300mg/L，BOD5：
120mg/L，
生物接触氧化处理达标后排放
3
淋浴污水
23.5
SS：
65mg/L，CODCr：
135mg/L，BOD5：
65mg/L
生物接触氧化处理达标后排放
4
食堂污水
5.6
SS：
270mg/L，CODCr：
1000mg/L，BOD5：
280mg/L
隔油；生物接触氧化处理达标后排放
5
洗衣房洗涤废水
12.5
SS：
70mg/L，CODCr：
310mg/L，BOD5：
250mg/L，动植物油
生物接触氧化处理达标后排放
6
机修及洗车废水
4
SS、CODCr、BOD5：
石油类可达30mg/L
隔油；生物接触氧化处理达标后排放
矿井排水量取最大涌水量。
生活和其他生产设计排水量取设计用水量的80%计取，小时变化系数同给水。
二、雨水系统
地面为雨、污分流的排水体制，雨水经明沟、暗沟收集后通过管涵排至马桑田小溪。
三、污、废水系统
工业场地和生活办公区均采用污、废水合流的排水系统，所有排水管道均为重力流管道，无需提升泵站。
室外排水管道的接户管采用公称外径DN160的UPVC排水管，其他室外污水管道均采用公称内径DN/ID225的HDPE双壁波纹管，环刚度S2级。
管道采用承插式连接，管道敷设最小坡度i=0.004，最小覆土深度0.7m。
在管道转弯、有支管接入处和埋地式污水处理设备前、后应设检查井，其余直线管段每40m设置一个检查井。
跌水水头大于2.0m时，应设置跌水井，一次跌水水头高度不得大于6m。
矿井井下废水直接由井下排水系统排入水处理设施的沉淀池中，处理后复用。
四、排水处理
矿井井下废水的处理采用絮凝沉淀处理工艺，经处理达到《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426－2006）规定的标准后，回用用于矿区生产、消防用水后，其多余部分排放。
生活、生产污水处采用WSZ—A—3型型地埋式污水处理设备处理，达到《污水综合排放标准》GB8978规定标准后，直接排放。
污水处理设备前必须设置调节池。
第四节建筑给水排水工程
一、系统
⒈给水系统
本矿地面建筑物为轻钢活动板房，不设置室内给水设置。
主要的用水建筑物有：
食堂、公共浴室、公厕等生活福利建筑。
其余一些建筑物仅在室外设置给水龙头供水，水管不入户。
由高位水池重力供水，无需加压设施。
给水系统均为枝状管网。
公共浴室设置脚踏式淋浴器和洗脸盆。
公共厕所内均采用冲洗水箱浮球阀冲厕。
具体室内洁具布置由施工图进行深化设计。
工业建筑内仅根据需要，部分建筑设置生产给水管，均不设生活给水管。
⒉热水系统
矿区主要的用热水建筑物为公共浴室、食堂。
设计采用集中供热系统，由太阳能联合热泵系统制备。
具体详见第十四章。
⒊消防系统
结合矿区建构筑物具体情况，根据《建筑设计防火规范》，建筑物内可不设置室内消火栓。
但应根据《建筑灭火器配置设计规范》配备灭火器。
⒋排水系统
采用污、废水合流制排水。
食堂产生的高温污水应经降温构筑物降至40℃后才能排入室外污水管，其中食堂污水还应经隔油池隔油处理。
室内采用排水明沟收集机修房、车库产生的废水，由隔油池隔油处理后才能排入室外污水管。
雨水由雨水立管收集后直接排入室外的明沟，自流排放。
第五节井下消防、洒水工程
一、设计水量、水压、水质
⒈设计水量
矿井为普采炮掘工艺，无大的用水设备。
主要的用水点为采掘工作面，煤炭运输转载点以及日常的巷道洒水冲洗。
消防用水量按7.5L/s计取，每个消火栓流量按2.5L/s计算。
用水延续时间按6h考虑。
根据井下各用水点用水设施计算矿井防尘洒水用水量。
如表13－5－1。
⒉设计水压
矿井投产时，地面高位水池池底和井下工作面的垂深在60～70米左右。
矿井可采用自流供水。
喷雾喷嘴的给水压力不得低于0.5MPa，其他设备不得低于0.3MPa。
消火栓的顺口给水压力在0.3～0.5MPa之间，超出时采用减压孔板减压。
随着后期开拓水平的延伸，井下管网应视需要逐步采取减压措施。
⒊水质
悬浮物含量不得超过30mg/L；悬浮物粒度不得大于0.3mm；pH值6～9；大肠菌群不超过3个/升。
表13－5－1矿井防尘洒水用水量计算表
生产用水项目
用水设备
用水项流量指标qi（L/min）
每日工作时间ti（h）
0.06×qi×ti
小时用水量m3/h
日用水量m3/d
回采工作面
湿式煤电钻ZMS-12A
1台
5
2
0.6
0.3
0.75
放炮喷雾
—
20
1
1.2
1.2
1.5
掘进工作面
湿式煤电钻/凿岩机
2台
5
8
4.8
0.6
6.0
锚杆钻机
2台
10
5
6
1.2
7.5
放炮喷雾
—
20
2
4.8
2.4
6.0
混凝土喷射机
1台
25
5
7.5
1.5
9.4
转载点喷雾
工作面刮板→刮板运输机巷刮板
1
8.00
6
2.88
0.48
3.6
刮板运输机巷→溜煤眼
1
8.00
6
2.88
0.48
3.6
溜煤眼放煤口
1
8.00
6
2.88
0.48
3.6
冲洗巷道给水栓
工作面附近巷道
3
20
3
10.8
3.6
13.5
转载点附近巷道
1
3.6
1.2
4.5
风流净化水幕
回采工作面运输巷上下口30m内
2
5
16
9.60
0.60
12.0
回采工作面回风巷上下口30m内
2
5
16
9.60
0.60
12.0
掘进工作面距迎头50m内
2
5
16
9.60
0.60
12.0
回风大巷
1
5
16
4.80
0.30
6.0
运输大巷
1
5
16
4.80
0.30
6.0
主斜井
1
5
16
4.80
0.30
6.0
最大小时用水量m3/h
16.1
最高日用水量m3/d
113.9
二、配水管网系统
⒈管网
井下消防和防尘洒水合用一套供水系统，枝状管网，由地面高位生产消防水池静压供水。
主干管由主井引入，分别向各采掘工作面和巷道供水。
⒉管道
⑴管材
根据矿井开拓方案图，矿井开拓达到投产标高时，最大静水压力约为0.6MPa，可采用镀锌焊接钢管。
随着开拓的延伸，当井下最大静水压力大于1.6MPa时应采用镀锌无缝钢管。
工作面和其他洒水除尘现场采用橡胶软管从给水栓上引水。
一个用水点使用软管长度不宜超过50m。
①管壁厚度校验计算
本次设计，仅对投产时采用的焊接钢管进行校验计算。
，校验结果如表13.5.2。
表13.5.2管壁计算表
序
号
最大计算
水压（Mpa）
公称
直径
外径
管壁
厚度
内径
dj（mm）
[σ]
理论管壁
厚度δj
设计钢管
壁厚（mm）
1
0.60
25
33.5
2.65
28.2
113
0.09
2.59
2
0.60
32
42.3
2.65
37
113
0.12
2.62
3
0.60
40
48
2.90
42.2
113
0.14
2.64
4
0.60
50
60
2.90
54.2
113
0.18
2.68
5
0.60
65
75.5
3.25
69
113
0.23
2.73
6
0.60
80
88.5
3.25
82
113
0.27
2.77
7
0.60
100
114
3.65
106.7
113
0.35
2.85
8
0.60
125
140
4.50
131
113
0.43
2.93
9
0.60
150
165
4.50
156
113
0.52
3.02
投产时，井下管道外径和厚度规格必须采用表13－5－2数据，方能满足要求。
当矿井延伸至更低投产标高时，所使用管材应重新进行校验计算。
⑵管件
井下采用阀门的承压强度应大于最大静水压力。
井下管道连接，公称直径≥DN80时采用卡箍式连接，＜80时采用丝扣连接。
⑶管道敷设
防尘洒水管道从行人井下井，明装敷设。
具体敷设应满足巷道断面设计的要求。
斜井井筒中的管道必须用支墩或托梁架起，并设置承受下滑力的斜管托架。
水平巷道可采用支架。
⑷管道防腐
根据地质报告分析，矿井水pH=7.8。
管道防腐先刷1～2道环氧富锌底漆，再刷3道环氧沥青后将型防腐涂料。
三、用水点设置
井下用水点主要有：
工作面用水，原煤运输转载点防尘喷雾用水，工作面进回风顺槽和回风大巷风流净化水幕用水、给水栓冲洗巷道用水和消火栓防灭火用水。
⒈采掘工作面
采掘工作面配湿式煤电钻、锚杆电钻、湿式混凝土喷射机等用水设备。
采用水炮泥封孔，放炮喷雾降尘。
⒉风流净化水幕
在进回风顺槽上下口、运煤的进风大巷、主斜井井底和掘进迎头等处设置风流净化水幕。
⒊给水栓
敷设了消防洒水管的井下大巷每隔100m设置1个DN25的给水栓，工作面进回风巷道每隔50m设置1个DN25的给水栓。
⒋消火栓
在主、副井井底与车场连接处，机电硐室，消防材料库和回采工作面进、回风巷口设置DN50的消火栓。
转载点喷雾采用标准锥型空心K系列喷头，放炮喷雾和风流净化水幕采用标准锥形实心S系列喷头，工作压力均为0.1MPa。
各用水点具体配备点位置和井下管道布置情况详见“井下消防及防尘洒水管道示意图（C1170－874－1）”
四、管网水力计算
根据井下消防洒水管道布置情况，划分节点，如图13－5－1。
根据用水点用水情况和巷道接替，合理确定管段
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