云南某大水地下矿山排水系统设计.pdf

第2 期 吴 富祥等 ： 云南某大水地下矿山排水系统设计 2 1． 两 管 ” 一 级 、 二 级 排 水 系 统 。利 用 2 0 m 排 水 泵 先 将 2 0 m 中段涌 水排 至 4 3 0 m 水仓 ， 经 4 3 0 m 排水 设 施 接 力将 整 个矿 区涌水 扬 出地 表 ， 满 足 矿 区深 部 最 大 涌 水排水任务和国家现行相关规范要求 ， 实现矿 山安 全 生产 。 在 2 0 m水 泵 房 内选 用 7台 MD 6 0 0 — 6 08多级 离心泵， P=6 0 0 m ／ h ， H=4 8 0 m， 功率为 1 1 2 0 k W／； 4 3 0 m水 泵 房 内选 用 7台 MD 6 0 0 — 6 09多 级 离 心 泵 ， q= 6 0 0 m。 ／ h ， H= 5 4 0 m， 功率为 1 3 0 0 k W／ ~。费 用预算 见 表 3 。 表 3方案二费用预算 4 ． 3方 案选 择 方案一较方案二节省投资 6 0 4 ． 5万元 ， 但鉴 于 当前深部开拓工程 只实施 了一 条斜井 ， 标 高从 6 7 0 ～ 4 3 0 m， 而 6 1 0～1 0 m之 间 的开 拓 、 采 准 、 生 产 探 矿 工程 巷 道均 未形 成 ； 结合该 矿 前期 实 践 经验 ， 因巷道 涌水较大， 工程施工效率极低 ， 只有国内同行的 1 ／ 3 ， 加 之矿体厚大 ， 中段下降速度较缓 ， 预计 4 3 0 m 中段以 上巷 道 基本 拉开 要 5～ 7年 ， 且 由于矿 区水 文地 质条 件特殊 ， 上部涌水 只有小部分会渗透至深部 ， 因此后 期即使 2 0 m水仓 形成 ， 4 3 0 m水泵还将继续服务 于 4 3 0～6 7 0 m 之 问 的排 水 ， 无 法 将 水 泵 搬 至 2 0 r n使 用 。 结 合矿 区实 际 ， 综合 考虑 可行 性 和经 济性 ， 最终 确定 按 方案 二实施 ， 如 图 2 。 5 排水系统设计 5 ． 1 水 仓设 计 根据《 金属非金属矿 山安全规程》， 水仓应 由两 个独 立 的巷 道系 统组 成 ， 涌水 量较 大 的矿井 ， 每个 水 2 2 中 国矿 山工程 2 0 1 6 年( 第 4 5卷) ＼一／／ 厂 ‘ 9 lO 】 、— ； 充填搅拌站 ＼地表排水口 一 6 7 0 】 I 6 1 0 MD 6 0 0 — 6 0 x 9 型水泵7 台 ＼ ＼排水管~ b 4 5 0 mm ~ 1 9 ra m 功率1 3 0 0 k W＼ ＼ 一 3 根 4 3 0 水泵房 3 7 0 31 O 装矿设施 1 2 2 0 F II 1 9 0 7 0 n 2 0 n M D 6 0 0 — 6 0 x 8 ~水泵7 台／ 水 幕 宴 图 2方案二排水简图 仓的容积应能容纳 2～4 h的井下正 常涌水 量。即 4 0 0 0 0 ／ 2 4 2=3 3 3 3 m ， 考 虑安 全 和便于 维护 ， 故设 计 两个 水仓 ， 每 个水仓 容 积 3 5 0 0 m 。 5 ． 2 水泵设 计 根据相关规 范， 井下主要排水设备至少应 由同 类型 的 3台泵组 成 。工作 水泵 应能 在 2 0 h内排 出一 昼夜的正常涌水量 ； 除检修泵外 ， 其他水泵 应能在 2 0 h内排 出一 昼夜 的最 大涌 水 量。通 过计 算 ， 在 2 0 m 水泵 房 内设置 7台 MD 6 0 0 — 6 08多级 离 心泵 ， 在 4 3 0 m 水泵 房 内设置 7台 MD 6 0 0 — 6 0 9多级 离 心 泵方能满足规范和排水要求。 5 ． 3 管线设 计 根据相关规范， 井筒 内应装设两条相同的排水 管 ， 其中一条工作 ， 一 条备用 ； 且经济流速在 1 ． 2— 2 ． 2 m／ s 之 间 ， 最 大 流速 不超 过 3 m ／ s ， 则 排 水 管 内径 计 算如 下 ： d p ： 4 Q =0 ． 01 8 8 、l ： 0． 01 8 8／ ： 0 ． 6 6 m ^ √ 2 式中： d ——排水管内径 ， 1T I ； p ——通过管子的流量 ， m ／ h ； —— 流速 ， m／ s 。 在盲 竖井 内设 计 安 装 ~ b 4 5 0 m m 1 9 ram 的无 缝 钢管管线 3条 ， 两用 一备 ， 管线 净直 径 =( 0 ． 4 5— 0 ． 0 1 92 )2= 0 ． 8 2 m> 0 ． 6 6 m， 符合规范要求。 5 ． 4供 配 电设计 在 河东 井下 建立 多 个 1 0 k V配 电站 及 车 间变 电 所 。其 中井下水泵房配电站主要为水泵房排水泵供 电 ； 并 采用 双 回路对 河东 各个 采 区变 电所 、 河东 主排 水泵实行环形双回路供 电； 配电站二路电源引 自矿 区地表总降压变电所 ， 并采用单母线分段方式结线 ， 每 回路都 可带 全 负荷 运行 。 6 结语 通过实践检验 ， 该矿排水系统设计科学合理可 行 ， 为该矿的安全生产提供 了必不可少和坚实的保 障。随着浅部可开发矿产资源的逐步减少 ， 深井开 采必将 是 未来 矿业 发 展 的趋 势 ； 随 着 开 采 深 度 的下 降 ， 深井 排水 安全 保证将 成 为更 加重 要 的问题 ， 该 矿 的排 水设 计理 念 可为 复杂 富水 矿 山安全 高效 开采 提 供 有益 的设 计经 验 和启发 。 [ 参考文献] [ 1 ] G B 1 6 4 2 3 — 2 0 0 6 ， 金属非金属矿 山安全规程 [ S ] ． [ 2 ] 王振平． 矿井通 风排 水及 压风设 备 ( 第 二篇 ) [ M] ． 徐 州 ： 中 国矿 、 l 大 学 出 版社 ， 2 0 0 8 ．