采区泵房简易自动排水的实践.pdf

第 2期 2 0 0 9年 6月 水力 采煤 与管 道运输 HYDRAUL I C COAL Ml NI NG & P I P EL I NE TRANS P 0R TA T1 0N NO 2 J u n 2 0 0 9 采区泵房简 易 自动排水 的实践 温建东徐小军尹清标 ( 济 宁二号煤 矿 山东 济宁 2 7 2 1 7 2) 摘要 ： 重点 阐述 了济宁二号煤矿一采 区泵房 简易 自动排 水 实践 的过 程。通过详 细的计算 和对 现场实际数据的分析， 选用砂泵与水位控制开关， 实现了采区泵房无人职守 自动排水。与其 他 自动排水 泵房相 比， 该装置 简单 易行 ， 资金投入 少， 维护方便 ， 减 少了人 员配置 在 同类泵房 中具有较高的推广价值。 关键词 ：采 区泵房 自动排 水 无人 职守 中图分类号 ： T H 3文献标识码 ： B文章编 号 ： 1 0 0 6 0 8 9 8 l 2 0 0 9) 0 20 0 1 20 3 1 引言 度有着重要的意义 。 煤矿 的采 区泵房一般负责一个采 区或 2个采 区的排水工作 。 目前 ， 我 国少 数煤 矿主排水泵 房 已经实现 了无人 职守 自动 排水 ， 该 自动控 制系统 由于采用 P L C控制为核心 ， 使用专用控制柜， 投 入资金较高， 采区泵房实施较为困难。我国大 多数煤矿采 区泵房采用人工操作 ， 开泵程序繁 琐 ， 人员设置较多 ， 因此 ， 实 现采 区泵 房 的 自动排 水功能， 对减少人员的配置 ， 降低职工的劳动强 2 存 在问题 济宁二号煤矿南翼 1 泵房位 于南翼 一采 区 标高 一5 9 3 2 m。 安 装 MD l 5 53 0 X 9型 7 5 k W 离 心式排水泵 3台， 双路排水管， 管径 D N I 5 0 。由 于一采 区 已于 2 0 0 4年 回采完 毕 目前一 采 区 的 矿 井 涌 水 主 要 为 矿 井 防 尘 水 涌 水 量 仅 约 2 0 m h 。这样， 每班排水约 1 h即可 而岗位人员 却必须班班配备 。由于人员不足 。 只能对该 岗位 该含水层为典型 的灰 岩水 ， 其 化学成 分主要 主要 由溶滤 作 用形 成 。奥 灰岩 的物 质组 成 以碳 酸钙为主， 其次为碳酸镁及硫酸钙等。地下水在 渗流 过程 中 ， 沿途 不 断溶解 较 难溶解 的碳 酸 钙 、 碳酸镁等盐类 。 化学方程式如下 ： C a CO3+CO2 _2 HCO3 +Ca Mg CO3+CO2 HCO3 一+Mg 2 由于奥灰水径流条件较好， 相对其它含水层 而言 ， 地下水与周围介质溶滤 、 侵蚀 等物理 、 化 学 作用 的时 问相 对较 短 ， 因而 ， 地 下水便 形 成 了以 HCO 一、 Ca “ 、Mg 为主的低矿化度水 ， 矿化 度一 般小于 3 0 0 m g l ， p H值 7 7 58 0 l ， 水质类 型为 重碳酸钙镁型。 离子 ， 达 到 71 2 mg L 。根据 奥灰水 的这个 指标 特征 和硝 酸根离子含量为 l l mg L的水 质分析结 果 ， 在短 时间内即可判 明其涌水 来源为 奥灰 岩溶 水 。 通 过对 范各庄 矿 水质 资料 的统计 分析 。 认识 到在水 文地 质 条件 复杂 和水 力 联 系密 切 的条件 下 ， 不同层位地下水 的化 学成 分并不是 不能 区分 的， 而是存在“ 质” 的区别 ， 充分利用和注意这些 细小的区别 ， 就能够对出水水源做 出正确分析， 为矿井防治水工作奠定基础 。 5 结束语 2 】 范各庄矿利用井上 、 井下钻孔和井下各出水 点取水样进 行化学 分析 。 确定 了不 同含水层 的水 质类型 。经对大量水 质化验 资料 分析 。 发现 冲积 层水和煤系地层 水 中 N O， 一 离 子含量 很少 ， 而范 各庄矿井 田内的 奥灰 水 中赋存 高 含量 的硝酸 根 l 2 参考文献 钟 亚平 开 滦煤 矿 防 治 水 综合 技 术 研 究 M 北 京 ： 煤炭 工 业 出 版 社 2 o o 1 沈照理 水 文地球 化 学基础 地 质 出版 杜 。 1 9 8 6 作者简介： 郑瑞宏( 1 9 7 3一) 。 女。 现在河北能源职业技术学院矿建 系任 教 。 收稿 日期 ： 2 0 0 81 0 2 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9年 6月 温建 东等 ： 采 区泵房 简易 自动排 水 的 实践 第 2期 进行跑 岗安排 。为减少 岗位 人员 ， 降低职 工 因跑 岗造成 的体力 消耗 ， 提 出了对南翼 1 泵房 自动排 水 的改造方案。 3 自动排水方案的分析 与实施 3 1 方案 的确定 鉴于南翼 一采 区矿井 涌水量较 小 ， 为 降低改 造 费用 。 根据 现场 实际 情况 ， 制定 了 以下改 造实 施方案 ： ( 1 ) 排水泵选 型。选用 1台煤 矿常用 的砂泵 作为主要 工 作水泵 。砂 泵 费用较 低 ， 互 换 性强 ， 安装维护方便， 能够满足排水的要求。 ( 2 ) 控制系统 。控 制 系统选用 QB Z 1型 水位 控制开关 ， 该开关专用于水位的控制。 ( 3 ) 排水管。利 用原 有 排水 管路 ， 减 少管 路 的敷设 ， 降低资金投入 。 3 2 方案可行性分析 南翼 1 泵房选用 2 2 k W 砂泵实现 自动排水的 可行性分析 ： ( 1 ) 南 翼一采 区矿井水 涌水量约 2 0 m h ， 南 翼 I 泵房水 仓容量 1 3 0 0 m ， 煤矿 安全 规程 要 求 ： 工作水泵 的能力 ， 应 能在 2 0 h内排 出矿井 2 4 h 的正常涌水 量 。南翼 一采 区矿井 2 4 h涌水 量 为 4 8 0 m ， 2 2 k W 砂泵 2 0 h排水量为 1 0 0 0 m 2 2 k W 砂泵做为工作水泵满足 煤矿安全规程 要求。 ( 2 ) 2 2 k W 砂泵选型验算 ： 南翼 1 泵房标高 一5 9 3 2 m 排水 管出 口标 高 一 5 5 4 7 m， 两处 高差为 3 8 5 m； 泵房至 至排水管 出 口的距离 6 2 6 m。 2 2 k W 砂泵 的排水量 ： 5 0 m h ； 扬 程 ： 5 0 m； 原 排 水管直径 ： D NI 5 0 。 则排水管中实际流速 ： V d= 4 Q ( 3 6 0 0 nD ： ) = 4 5 0 ( 3 6 0 0H0 1 5 ) = 0 7 9 ( m s ) 排水管内扬程损失 ： H =( l + 2 +n 3 砂 3 +n 4 4 + 5 ) V d 2 g = ( 1 + A L D+ 8 l +1 x 0 5 +l 0 ) 。 2 g =( 1+0 0 3 3 26 2 6 01 5 十8 1+1 0 5+1 0)0 7 9 2 g：5 0 3 ( m) 式中 ： 为速度压头系数 ， 取 ， =l ； 为直管阻 力系数 ， ( ：A L D) A为 管道 沿 程 阻力 系数 ， 为管路 长 度 ； n 为 弯 管 数 量 ； ，为 弯 管 阻 力 系 数 ； 为闸 阀阻力 系数 ； 为闸阀数量 ； ，为逆 止 阀阻力系数 。 故排水泵所需扬程 ： 3 8 5+5 0 3=4 3 5 3 ( m) 排水泵选 择扬程 ： 4 3 5 3+5 4 3 5=4 5 7 ( m) 故选用 2 2 k W 砂泵 ( 额 定流量 5 0 m h ， 额定 扬程 5 0 m) 符合要求 。 4方案 的实施 ( 1 ) 排 水泵 的安 装 。根 据 排水 泵 选 型 的 计 算 我们将 2 2 k W 的砂 泵安装 在原排水 泵 的吸水 小井 内 ， 使用 钢管与 原有 排水 管路合 岔 ， 管路 安 装控 制 阀 门 ， 确 保 砂 泵 与 原 有 2台 MD 1 5 5 3 0 X 3型排水泵都能正常开泵 。 ( 2 ) 控制系统的安装。根据现场要求， 我们 选择安装 Q B Z l型水 位控 制开关 ， 该控 制开关 装 有本质安全型 的水位控制器 ， 拥有 “ 手 一自” 转换 功能 ， 并设有可靠 的机 械联锁 。通过设 置排水泵 启 动 、 停止 的水 位参 数 ， 实现 水泵根 据水 位 自动 排水 。 ( 3 ) 排水泵 的运行 。根据 方 案 的设计 ， 安装 的 2 2 k W 砂 泵 做 为 工 作 水 泵 通 过设 置 的 “ 开 、 停 ” 水位控制 自动运行 ： 原有 2台 MD1 5 53 0 X 3 型排水泵做为备用泵 和检 修泵 ， 确保一 采区排水 安全 。制定严格的巡检 制度 ， 安排专职巡 检人员 每班进 行巡 检 ， 在 制度 上 确 保 该 泵 房 的安 全 运 行 5 取得 的效 果及效益分析 5 1 自动排 水系统运行效果 通过 南 翼 1 泵 房 自动 排 水 系统 的设 计 、 施 工 ， 排水 设备 调试完 毕并 一次 试运转 成功 ， 整 个 系统运行正常， 各项运行指标如下： 排水泵运 转正常， 出水达到 5 0 m h ， 满足排水要求。控 制开关 能 够 根 据设 置 的水 位进 行 开 停 ， 动 作 可 靠 、 灵敏 。 通过 系统运行指标来 看 。 南翼 1 泵房 自动排 水 系统各项 指标均达 到设 计要求 ， 系统运行非 常 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 2 0 0 9年 6月 水 力采煤 与 管道 运输 HYDRAUL I C C 0AL MI NI NG PI P E LI NE TRANS P ORT AT 1 0N No 2 J u n 2 0 0 9 综采工作 面斜 长变化原 因及对 策 苗西 昌 ( 开滦钱 家 营矿业 分公 司 河北 唐 山 0 6 3 3 0 1 ) 摘要 ： 分析 了综采 工作 面斜 长变化 危害及 原 因， 找 出了人 为 因素造成 工作 面斜 长变化 的对策。 关键词 ： 综采 工作 面 斜 长变化 危害 原 因 对策 中图分 类号 ： T D 8 2 3 9 7 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 6 0 8 9 8 ( 2 0 0 9) 0 20 0 1 40 2 1 工作面斜长变化主 要危害 度 。 在综采工作 面 回采 过程 中 。 经常会 出现 工作 面斜 长增 长或缩短 的现象 。工 作面斜 长增长 ， 造 成工 作 面两端 头空 间加 大 。 需增 加 支架 、 延 长 刮 板输送 机 或增加 临 时支 护 ， 加 强顶板 管理 ； 工作 面斜 长缩 短 ， 造成 工作 面 端头 出 口不畅 、 支架 相 互挤 咬 ， 需减 少支 架 、 缩 短输 送机 长度 或人 工 扩 帮增加人行道宽 度 。这些 问题 的出现 ， 影 响 了综 采 工作 面 的安 全 生产 ： 造成 工作 面停 产 ， 影 响 工作面产量 。由于增 加或减 少支架 工程量 较大 ， 需条件具备后停止工作面生产进行支架增减。 这 样无疑影响了工作面的产量。不利于瓦斯管 理。由于工作面上隅角位置支架缩 回， 使支架外 侧 空 间加大 ， 风流 不能 充分 稀释 上 隅角 瓦斯 ， 极 易造成瓦斯积聚， 对安全管理不利。增加劳动 强度 ， 降 低劳 动效 率 。由于 工作 面增 长 或缩 短 ， 需要增减支架 、 增加 临时支 护或对 出 口进 行开 帮 处理 ， 既影 响生 产 ， 又 要增 加 投 入 ， 劳 动 效 率 极 低。不利于安全管理。增减支架工序较复杂， 支架在地 面和 井下 需运 输 、 拆 解 、 组装 、 起 吊等 ， 又增加 了顶板管理等 环节 ， 加大 了安全 管理 的难 2 综采 工作面斜长 变化的原因 2 1 地质因素影响 煤层倾角变化是导致工作面斜长变化的 主要原 因。如 工 作 面 长度 在 水 平 状 况 下 为 2 0 0 m， 当倾 角变为 5 。 时 ， 斜长增加 了 0 7 6 m， 当倾角 变为 2 5 。 时 ， 斜长增加了 2 O 6 7 n l 。 由此可见 ， 煤 层倾 角变化是导致工作 面斜 长变化 的主要原因 。 矿 山压 力 大及 上下顺 槽 受动 压影 响 收缩 变形 。 使 工 作 面长 度相 对缩 短 ， 造 成上 下 出 口不 畅通、 支架外侧紧靠巷道上帮 ， 出现移架 、 推刮板 输送机 困难 。如钱 家营矿 1 1 9 7工作 面风道 受动 压影响 ， 4 5 i n宽断面收缩 为 1 5 m宽 ， 使 工作面 长度相 对缩 短 3 m， 造 成 回采 困难 ， 以致 停 采改 造 ， 重新掘风道 。 工作面受陷落柱 、 断层、 褶曲等构造影响， 为绕过构造 带而布置工 作面 ， 导 致工作 面斜长 变 化 。一般 将工作面布置 成梯形 或刀 把形 ， 生产实 际 中， 布置 成梯形需频繁增 减支 架 ， 不适合 综采 ， 因此刀把形布置较为常见 ， 例如钱家营矿 一 2 2 6 工作面 。 成功 ， 满足了一采 区的排水要求 。 5 2 系统实施取得 的效 益分 析 南翼 1 泵房自动排水系统运行以来 ， 设备运 行正常 。 实现了无人职守功能， 减少 了排水泵房 岗位人员 的设 置 ， 同时满足 了井下 正常生产 的排 水要求 取得 了巨大的经济效益 和社会效益 。 经济效益： 使用 2 2 k W 的砂泵代替原有的 7 5 k W 的离心式 排水 泵 。 每 天仅 节约 排水 用 电近 1 O O k W h 。 每年节约 电费近 2万元。每年节 约维护费等各项综合费用 2万元。每年节约 人工费 1 6 5万元 。 1 4 社会效益 ： 实 现 了采 区泵 房 的 自动排 水 、 无 人职 守功 能 ， 提 高 了排水 设备 的 自动化 程度 。 采区泵房实现全 自动排水 ， 减少了人员， 降低 了职工的劳动强度。 作 者简 介 ： 温建 东( 1 9 6 5)， 男 ， 济 宁二 号煤 矿 运 转队 队 长 ， 采矿 工程 师 。 毕业 于山 东科技 大学 ， 学 士学位 ， 已发 表科技 论 文 2 l篇 。 收稿 日期 ： 2 0 0 9 0 4 0 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c 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