地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施.docx

1、地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施摘要：针对超化煤矿22采区突水淹没，地面注浆堵水结束后，水中杂质含量又较多，一般的排水设施无法满足要求。应用一种新的排水技术、设备和方案，快速安全地满足复杂工况条件下，排水的需要，提高了矿井排水设备技术的先进性和可靠性。较短的时间便恢复了谊采区。关键词：排水方案；论证；串联2004年12月30日超化煤矿22081工作面出水，涌水量达20002200m3/h，造成了22采区的22121工作面、22081工作面、22041工作面及3条下山的大部分区段被淹，被淹巷道总长8060m，采空区积水量约为225900m3。至2005

2、年7月底，地面注浆堵水取得了明显的效果，涌水量降为250300m3/h，8月份开始做22采区恢复的准备工作。2005年9月3日22采区3条下山(含辅助区段)的恢复工作正式开始，总工程量约3942m。施工工作主要是排水、清淤及巷道的维修。追排水期间以22岩石胶带下山迎头为主排水阵地，安装3台渣浆泵和飞力泵串联向下撵水；22轨道下山和22回风下山安装小型潜水泵排出迎头渗水。在向下撵水恢复过程中，3条下山的水位标高高差不得超过5m。恢复巷道时，不得有露帮露顶现象的发生。在运输方式上，22胶带下山采用胶带运输；22轨道下山前方铺一部SCW-40T刮板输送机，然后通过胶带运输，通过西大巷溜煤眼运出；22

3、回风下山在上车场口上方安装一部28t绞车，采用矿车运输，通过西大巷最后经副井提至地面。详见图1。图122采区恢复排水设备布置及排水系统图1超化矿22采区排水方案22采区注浆堵水工程结束后，确定涌水量趋于稳定不再有增大的可能时，采区的排水抢险工作开始由维持阶段转入下山跟进式排水清淤阶段。此时，总涌水量约为250300m3/h。根据22采区淹没后三条下山不同程度的淤塞，制定如下排水方案。1.1总体方案根据22采区的淤积情况，整个巷道水中含有大量的煤浆、沙子、石子、水泥，杂质较多。排水的同时，必须清淤，无法运用常规的排水设备，实施采区恢复排水，经过研究采取边排水边清淤的方法，逐步进行巷道恢复。根据3

4、条下山巷道淤塞的实际情况，把胶带巷、轨道巷作为排水的主要阵地，排水设备选用渣浆泵，在排水过程中不设临时水仓，当水泵扬程不够时，可采用多台渣浆泵串联排水。同时巷道迎头使用耐磨型潜水泵，起到搅拌淤煤及给渣浆泵供水的作用。回风巷排水可在迎头安装潜水泵，通过各工作面上、下付巷车场将积水排至轨道巷。胶带巷、轨道巷清理的淤积物采用胶带机运输至22采区溜煤眼，后通过不同途径提升到地面。回风巷清理的淤积物采用矿车运输。1.2胶带巷的排水根据22进风行人巷巷道淤塞的不同情况，采用2种方法。(1)方法一(巷道淤塞不严重，水泵可下放至胶带巷和22进风行人巷交叉口)。首先利用QKSG-W-630-550/230潜水泵

5、(Q=550m3/h，H=230m，P=630kW)进行排水。在人车机头用14#18#矿工钢打桩，并焊成用于固定潜水泵锁管卡子的支架。把潜水泵及其附件在小托车上组装好，接好2节DN300排水管，用卡子锁好，使用安装好的SDJ-28T绞车牵引水泵末端第二节水管。然后在卡子后面接好第三节管子，通过手拉葫芦，让水管完全离开卡子，接着打开卡子缓慢松开绞车绳，直到卡子能锁住第三节水管末端。重复以上工作，把潜水泵沿轨道一直下放，直到水泵推不下去为止。利用安装好的潜水泵，通过敷设的DN300管路，将水排至中央泵房。在22进风行人巷排水的同时，现胶带下山的水泵保持不动，连接和排水方式不变，以防止水量突然增大时

6、使用。同时胶带下山只进行清淤工作。在22进风行人巷进行追水，当水位降至胶带巷和22进风行人巷交叉口平台处时，控制水位，拆除22胶带巷原排水泵及管路，更换胶带机头原使用的1部JD-25绞车为SDJ-28T绞车，在22胶带巷新安装2台100ZD-50型渣浆泵(Q=360m3/h，H=91m，P=200kW)，1用1备，水泵固定在平板车上，分别使用胶带机头SDJ-28T绞车牵引，边排水边向下移动。敷设2趟DNl50管路，1泵1管，通过22胶带巷将水排至中央泵房。同时在渣浆泵的吸水口上，安装管径为DNl50软连管，在软连管后加工1个集水器，利用DNl50软管分别连接2台BS2201.690MT型(Q=

7、380m3/h，H=21m，P=37kW)潜水泵，1用1备，潜水泵放置在巷遭迎头水窝中，利用浮筒沿着巷道向下移动，承担搅拌淤煤及给渣浆泵供水任务。随着水位的降低，渣浆泵固定不动，潜水泵可向下移动，同时延长渣浆泵和潜水泵之间的连接管路，进行排水。当水位降低至胶带巷和22进风行人巷交叉口以下时，在22进风行人巷新敷设2趟DNl5排至中央泵房0管路，和2台渣浆泵的捧水管连接，将排出的积水经22进风行人巷排至中央泵房。当水位继续降低，潜水泵扬程不足时，可向下移动渣浆泵，同时延长DNl50主排水管路，采用上述方法继续排水。随着水位的降低，当渣浆泵扬程不足时，可再安装2台渣浆泵，1用1备，采用渣浆泵串联的

8、方式排水。水泵固定在平板车上，使用胶带机头SDJ-28T绞车牵引，边排水边向下移动。同时先安装的渣浆泵可保持不动。继续进行追排水，当水位降低至22岩石变电所时，清理变电所内的淤煤，回收变电所内的设备和电缆。保持以上排水设备不变，继续进行排水清淤，直到22采区泵房。拆除泵房内的水淹设备及电缆，恢复22泵房排水设施，完善22采区排水系统。(2)方法二(巷道淤塞严重，水泵不能下放至胶带巷和22进风行人巷交叉口)。22进风行人巷采用渣浆泵进行排水，在排水过程中不设立临时水仓。在22人车机头安装2部SDJ-28T绞车，同时安装2台100ZD一50型渣浆泵，1用1备，水泵固定在平板车上，使用机头SDJ-2

9、8T绞车牵引，边排水边向下移动。敷设2趟DN150管路，通过22进风行人巷将水排至中央泵房。同时在渣浆泵的吸水口上，安装管径为DN15换行0软连管，在软连管后加工1个集水器，利用DN150软管分别连接2台BS2201.690MT型潜水泵，1用1备，潜水泵放置在巷道迎头水窝中，利用浮筒沿着巷道向下移动，承担搅拌淤煤及给渣浆泵供水任务。随着水位的降低，渣浆泵固定不动，潜水泵可向下移动，同时延长渣浆泵和潜水泵之间的连接管路，进行排水。当22进风行人巷水位下降时，拆除22胶带巷排水设备，清除淤泥，同时更换胶带机头原使用的1部JD-25绞车为SDJ-28T绞车，作为渣浆泵牵引移动之用。当水位继续降低，潜

10、水泵扬程不足时，可向下移动渣浆泵，同时延长DN150主排水管路，采用上述方法继续排水。随着水位的降低，当渣浆泵扬程不足时，可再安装2台渣浆泵，1用1备，采用渣浆泵串联的方式排水。水泵固定在平板车上，分别使用胶带机头SDJ-28T绞车牵引，边排水边向下移动。同时先安装的渣浆泵可保持不动。继续进行追排水，当水位降低至22岩石变电所时，清理变电所内的淤煤，回收变电所内的设备和电缆。保持以上排水设备不变，继续进行排水清淤，直到22采区泵房。拆除泵房内的水淹设备及电缆，恢复22泵房排水设施，完善22采区排水系统。1.3轨道巷的排水(1)轨道巷的排水使用渣浆泵，采用渣浆泵串联排水，中间不设立临时水仓。(2

11、)轨道巷的排水清淤和胶带巷并行开展，互相联系，保持两侧水位相对标高不超过5m。(3)在轨道巷安装2台SDJ-28T绞车，安装2台100ZD-50型渣浆泵，1用1备，水泵固定在平板车上，分别使用SDJ-28T绞车牵引，边排水边向下移动。敷设2趟DN150管路，通过22进风流水巷将水排至中央泵房。同时在渣浆泵的吸水口上，安装管径为DN150软连管，在软连管后加工1个集水器，利用DN150软管分别连接2台BS2201.690MT型潜水泵，1用1备，潜水泵放置在巷道迎头水窝中，利用浮筒沿着巷道向下移动，承担搅拌淤煤及给渣浆泵供水任务。随着水位的降低，渣浆泵固定不动，潜水泵可向下移动，同时延长渣浆泵和潜

12、水泵之间的连接管路，进行排水。(4)继续追排水，当水位降低至22081下副巷时，采用胶带巷检测巷道淤积物的方法，对轨道巷下部淤塞情况进行测试。如果巷道淤塞不严重，可采用QKSG-W-630-550/230型潜水泵进行下部巷道排水；如果巷道淤塞严重，则继续采用渣浆泵进行下部巷道排水。(5)使用潜水泵或渣浆泵，采用上述方法，进行排水清淤，直到22泵房。1.4回风巷的排水(1)回风巷不设立中间排水阵地，将回风巷迎头的积水使用潜水泵，通过各个车场直接排至轨道巷，再由轨道巷排水设施经22进风流水巷水沟，流入中央泵房。(2)回风巷的排水清淤要和胶带巷、轨道巷同步进行，保持3条巷道水位相对标高不超过5m。(

13、3)在回风巷安装4台QBK45/15-5.5KW型潜水污泥泵(Q=45m3/h，H=15m，P=5.5kW)，利用2趟DN50的胶管，边排水边向下移动，出水经各工作面上、下付巷车场排入轨道巷，后经轨道巷排水设施流至中央泵房。(4)继续追水清淤，直到22泵房。2淤泥的清理运输(1)22进风行人巷。22进风行人巷淤泥的运输使用矿车，由绞车直接提升至上平台，然后经副井提升至地面。(2)胶带巷。胶带巷淤泥的运输使用强力胶带机。在强力胶带机前段断开强力胶带，更换为阻燃七级整芯编织带，利用原驱动装置和机架，边排水清淤，边向下延伸。胶带巷上段清挖的淤积物主要是水泥、石子、沙子，淤积物经强力胶带机运至西大巷溜

14、煤眼后，由矿车装载，经副井提至地面。胶带巷下段清挖的淤积物主要是淤煤，淤积物经强力胶带机运至西大巷溜煤眼后，可直接进入主煤流，由主井提升至地面。(3)轨道巷。轨道巷淤泥的运输使用普通胶带机。恢复轨道巷前段的西大巷给煤机，在轨道巷铺设2部SSJ-650胶带机，边排水清淤，边向下延伸，将清理的淤积物通过胶带机运至西大巷溜煤跟。轨道巷上段清挖的淤积物主要是水泥、石子、沙子，淤泥经SSJ-650胶带机运至西大巷溜煤眼后，由矿车装载，经副井提至地面。轨道巷下段清挖的淤积物主要是淤煤，淤煤经胶带机运至西大巷溜煤眼后，可在西大巷强力胶带机尾铺设一部SGW-40T刮板输送机，将淤煤运输进人主煤流，由主井提升至

15、地面。(4)回风巷。回风巷不设立排水阵地，故淤泥的运输使用矿车。在回风下山的上部安装1部SDJ-28T绞车，通过巷道已铺设的轨道，将矿车提升至上平台，经副井提至地面。3供电方式(1)22采区水泵供电方式。22采区恢复排水期间，可在22轨道巷与22进风流水巷交叉口处放置2台KBSGZY-1000/6型移动变电站、1台BGP9L-6A高爆开关，供胶带巷、轨道巷、回风巷排水电源，移变的供电电源分别来自中央变电所6#高爆开关、22#高爆开关。(2)22采区风机供电方式。22采区3条下山专用风机电源来自中央低压变电所19#低压开关；备用风机电源来自中央低压变电所15#低压开关。(3)22采区绞车供电方式

16、。22采区3条下山绞车电源均来自转载仓变电所3#低压开关。(4)22强力胶带供电方式。22强力胶带供电电源来自中央变电所26#高爆开关。4方案补充根据以上排水方案，由于22采区所排积水中带有煤泥，容易造成中央泵房淤泥沉积，影响排水设施正常运行，故考虑在中央泵房水仓入口处安装布置1套水煤分离系统，将水中的煤泥在进人水仓之前进行过滤，减少进人水仓中的煤泥含量和清挖水仓的次数，从而确保主排水系统安全高效运行。5结语按照制订的恢复工作计划，22采区恢复从2005年9月3日开始，在确保安全的前提下，克服诸多不利因素，在恢复过程中，我们将坚持”恢复一段，巩固一段”的原则，严格按照集团公司恢复施工的换行安全

17、质量和工期要求，最大限度地实现平行作业，尽可能的缩短恢复工期。在22采区恢复过程中，我们始终把安全放在工作的第一位，制定了22采区恢复施工每个阶段的组织措施、防突水应急措施、22采区3条下山恢复的安全技术措施及其它专项安全技术措施，建立健全了22采区中下部人员出入管理制度及应急报警系统，从组织上、技术上措施上为22采区的安全恢复提供了可靠的保障。其间进行了2次较大的探放水(探放22041面老空积水，施工钻孔4个，放出老空水约34000m3，探放22081面上段老空积水，施工钻孔4个，放出老空水79000m3，老空水位稳定在-109m左右)，确保了恢复工作的安全进行。泵房原排水设备拆除及新设备安

18、装在6月10日完成。22专回在6月20日清淤完毕。6月20日22081下疏水巷具备放水条件。6月25日22采区形成正常的通风、供电、排水系统。22采区清淤恢复取得如此快速的显著效果，与超化矿科技人员应用新技术，积极进行科技创新的努力是分不开的。超化矿22采区淹没的情况和国内其它地区的水淹状况有显著不同。郑州矿区的煤质一遇到水，易化成煤浆，特别是在堵水过程中，打孔注浆，巷道中充满了水泥、沙子和煤泥所形成的浆体，人工清挖不上来。根据以前的排水经验，一般的水泵用在这里，煤浆容易堵塞管道和吸水口，造成水泵无法正常排水，并且容易烧毁电机。为了减少投资，在提高水泵扬程方面，选用了国产的渣浆泵串联在进口潜水泵后面，三级渣浆泵接力串联，满足排水扬程的需要。通过运用科技创新、推广应用最新技术成果，使超化矿22采区排水恢复取得极大的成功。对同类排水问题具有重要的借鉴意义。