浅谈资源整合矿井排水能力验证.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI E NCE & TE CHNOLOGY 2 0 l 2年第 3 期 NO 3 2 O1 2 残淡 资源 整合矿 井样水 能 乃验证 翟 占威 ， 王 勇 ( 义煤集 团伊川 区域煤业有限公司 ， 河南 洛 阳 4 7 1 3 0 0 ) 摘要 ： 一个矿井的排 水能力是否满 足需求 ， 现有排水设施 能否 在矿井正常 涌水和最大 涌水时保证矿 井排水能力充 足， 需 要对矿井排水能力进行验证 ， 根据验证结论来 判断现有排水设施是否符合 煤矿安全规程 规定和矿井实际涌水 情况 。 关键词 ： 矿井 ； 排水能力 ； 验证方法 中图分类号 ： TD 7 4 4 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 6 2 5 7 2 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 7 9 0 2 Di s c u s s i o n o n Re s o u r c e I nt e g r a t i o n Dr a i n i n g Ca p a c i t y Ve r i f i c a t i o n i n Co a l M i n e s Zh a i Z h a n we i ， W a n g Yo n g ( Yi c hu a n Di s t r i c t Co a 1 I n d u s t r y Co ，Lt d ，Yi me i Gr o u p，Lu o y a n g，He n a n 4 7 1 3 0 0 ) Ab s t r a c t ：M i n e Dr a i n i n g c a p a c i t y s h o u l d b e v e r i f i e d i f we wa n t t O k no w wh e t h e r i t s d r a i n i n g c a p a c i t y me e t s t he n e e d o r n o t ，a n d c u r r e n t d r a i n a g e f a c i l i t i e s e ns u r e s e n ou g h d r a i n i n g c a p a c i t y o r n o t wh i l e t h e mi n e n o r ma l g us h i n g wa t e r a n d ma x i mu m g u s h i n g wa t e r W e c a n j u d g e t h e c u r r e n t d r a i n a g e f a c i l i t i e s wh e t h e r c o mp l i a n c e s wi t h” Co a l M i n e S a f e t y Re g u l a t i o n s ”a n d t h e a c t u a l g u s h i n g wa t e r i n mi n e o r n o t b a s e d o n v e r i f i c a t i on r e s u l t s Ke y wo r d s ：c o a l mi n e；d r a i ni n g c a p a c i t y；v e r i f i c a t i o n me t h o d 根据矿 井安全生产实 际需要 ， 及时对矿 井排水 设备设 施进行维护是保障矿井排水 的关 键 ， 使排水 系统运 行既安 全可靠 ， 又经济合 理 。红旗 煤业 2 0 1 2年水 泵 性 能检 测结 果 显示水泵 吨水百 米 电耗不合 格 。基 于这 种现 象对 资源 整合 矿井排 水能力 进行验证 ， 以便更好 地改进 资源 整合矿 井排水 系统 性能 ， 满 足排水系统要求 。 1 矿 井 概 况 伊川县 红旗煤业属于资源整合 矿井 ， 矿井 排水 系统相 关设 备设施 使用 时间已久 。中央泵房 安装 6台水 泵 ，3台 MD2 8 0 4 3 4和 3台 MD1 5 5 3 06型水 泵 ， 敷设 3趟 DN2 1 9 9 5 mm 和 3趟 DN1 5 9 4 5 mm 排水 管 ， 分别用 于 6台水泵单泵单管排水 ， 经副立 井排至 地面 。正 常涌水 时开动 MD 2 8 O 一4 3 4和 MD 1 5 5 3 O x 6 水 泵各 1台， 最 大涌水时开 动 2台 MD2 8 0 4 3 4水泵和 MD1 5 5 3 0 6 水泵 1台 ， 正常涌水量为 q z 一2 2 6 m 。 h ， 最大 涌水量 q 一 一 2 8 0 m。 h ， 井筒深度 H=1 0 4 m。 2 矿 井水泵与管路 特性 曲线方程 式确定 水泵型号 已知 ， 其特性 曲线方程根 据水泵 流量 与扬程 之 间的数据关 系联立方程式求解可 以确定 ， 且不 会 随流量 和扬程 的变化而变 化 ， 通过查 阅资料得 知 MD2 8 04 34 水泵与 MD1 5 5 3 O x 6水泵 的特性 曲线方 程式分 别为 H 与 H 。 Hl = 一 1 3 0 1 1 0 Q。 +4 3 6 7 1 0 Q+1 5 1 7 4 4 ( 1 ) H2 = 一2 5 4 9 X1 0 Q +3 6 4 9 1 0 Q+1 8 4 6 5 7 ( 2 ) 2 1 排水管路阻力损失 每台水泵主管路 、 支 管路 和吸水 管管经 相 同， 管路 阻 力系数 R 和 R ：统计如下 ： MD2 8 0 -4 3 4水泵管路 ： 直管 D1 N2 1 9 9 5 mm， L l 一1 7 0 m， 入 l =0 1 0 2 3； 弯头 D 。 N 2 1 9 ， 5 个 ， =4 ； 带底阀滤水 D N 2 1 9， 1 个 ， l =8 ； 逆止阀 D1 N2 1 9 ， 2个 ， 。 =2 4 ； 闸阀 Dl N2 1 9 ， 2个 ， =0 9 。 MD1 5 5 3 0 6水泵管路 ： 直管 D2 N1 5 9 4 5 mm ， L 2 = = ： 1 7 1 m， 2 一O 1 1 ； 弯头 D2 N1 5 9 ， 5个 ， 一5 ； 带底阀滤水 器 D： N1 5 9 ， 1个 ， 一1 0 ； 逆止阀 D N1 5 9 ， 2个 ， 一2 6 ； 闸阀 D z N1 5 9， 2个 ， 2 =1 。 D N2 1 9管路阻力系数 ： Rl O 6 3 7 1 0 ( 1 d 1 + I L 1 d ) 7 9 一0 6 3 7 1 0 ( 3 6 0 9 0 2 4 +0 1 0 2 3 1 7 0 0 2 5 ) 一 4 9 3 8 9 1 0 一 D N1 5 9管路阻力系数 ： R 2 =0 6 3 7 1 0 ( 乏 2 d 2 + 2 L 2 d 2 ) 一0 6 3 7 1 0 一 ( 4 2 0 1 5 4 +0 1 1 1 7 1 0 1 5 5 ) 一 2 1 06 1 0 一 由于矿井排水 管路 服务年 限 已久 ， 水管 的有效断面受 管 路中沉淀物 的影 响 已减小 ， 需 要考 虑管路 的淤 积系数 ， 所 以管路的总阻力系数为 ： R1 = 1 74 9 3 8 9 1 0 一 8 3 9 6 21 0 一 R， = 1 72 1 0 6 1 0 一 。 = 3 5 8 1 i 0 一 。 2 2 管路测地高度 水泵的吸水高度 H 一5 m， 排水 高魔 H。与井筒深 度 相 同 ， 即 H =1 0 4 m， 所以测地高度 H = = ： H ， +H 一1 0 4 +5 1 0 9 m 。 2 3 确定 管路特性 曲线方程 MD 2 8 0 -4 3 4 与 MD 1 5 5 3 O 6 水泵管路 特性 曲线 方程 为 H。与 H 。 H。 一H +R1 Q = 1 0 9 +7 0 9 6 1 0 ( 3 ) H4 一H +R2 Q 一 1 0 9 十3 5 8 1 i 0 Q。 ( 4 ) 3 性 能 验 证 通过联 立( 1 ) 与 ( 3 ) 求解 得知 MD2 8 0 4 34水 泵 的 工 况点 Q 。 =2 7 6 ms h ， H 一1 7 3 I n ， 联立( 2 ) 与( 4 ) 求解得 知 MD1 5 5 3 06水 泵 的工 况点 Q 1 4 4 m。 h ， H 1 8 4 m 。 经过计算所得数值与 2 0 1 2年矿井水泵性 能测试数值 基 本接近 。 3 1 水泵排水时间验算 正常 涌水时 工作水 泵 的工 况点排 水量总和 为 Q 一 4 1 3 IT I 。 。排 水时间 ： 一 1 2 9h 2 。h ( 5 ) 最大涌水工作 水泵 与备用 水泵 的工况 点排水 量总 和 为 Q 2 =8 2 6 ms 。排水时间 ： Tm a x 一 一 8 h 2 0 h 一( 6 ) 8 0 由( 5 ) 与( 6 ) 得 知正常 涌水 和最大 涌水时矿 井排 水系 统满足排水能力要求 。 3 2 水泵稳定性验算 水泵 的测地高度 ： 1 1 5 H H 即 1 1 51 0 9 1 2 5 3 5 1 5 m s 2 2 m s ( 8 ) v 2 1 5 m s 2 2 m s ( 9 ) 由( 8 ) 与( 9 ) 知红 旗煤业 排水管 路在 运转工 况点 时排 水管路流速稍微大于经济流速范围。 4 结 语 通过 以上计算验 证得知 红旗煤 业矿井 排水 系统排 水 能力满足 煤矿安全规程 要求 ， 但排水 管路流速稍微 大于 经济流速范 围。流速不 经济 ， 排水 效率 低 ， 会直 接造成 排 水 阻力加大 ， 吨水百米电耗增 多。所以需要通 过对排水管 路 内部进行除垢 ， 降低 管路 内部 淤积 系数影 响 ， 保 证在 经 济 流速 范围内排水 ， 提高排水效 率 ， 降低 吨水百米 电耗 ， 实 现水泵安全 、 高效 、 稳定运转 。 参考文献 ： E 1 程居 山， 等 矿山机械 徐州 ： 中国矿业大学 出版社 ， 1 9 9 7 作者简介 ： 翟 占威( 1 9 8 6 一) ， 男 ，河南 商水人 ， 大 专学历 ， 机 电助 理工程师 ， 现在义煤集团伊川 区域煤业有限公司机电部工作。 收稿日期： 2 O 1 2 一O 6 1 5 编辑： 胡中祺