十號井坑底排水系統改造

常潤利，王東霞

（1.同煤集團四礦，山西 大同 037039；2.大同電力高級技工學校，山西 大同 037039）

1 十號井坑底排水系統現狀

本礦十號井坑底泵房使用的是原舊水平（一水平）生產系統，始建于20世紀60年代。在1997年舊水平撤離時，未撤離十號井泵房，只對其進行了改造，在舊水平翻籠處做了隔離水墻，打鉆孔將一部分積水引入新水平。由新水平的主排水泵房，將放下的水排出地面，舊水平一部分積水仍由十號井泵房排水，現十號井泵房有150D-30Χ9水泵3臺，185 kW電機3臺，十號井坑底變電所現有200 kW變壓器兩臺，徐州開關3臺。井下水徑十號斜井一趟159管（2001年鋪設）一趟Ф219管（為鑄鐵管已多處破損），另外，在2003年又鋪設一趟Ф159管，預計對Ф219鑄鐵管進行更換，但因有瓦斯氣體等原因，一直未更換，現閑置，兩趟管路排出地面，由于巷道口密閉，水倉容水量未知。

十號井水用途：該泵房日均開泵時間15 h，日均排水量為1 500 m3。由于十號井水無人工攪動，流出的水質較清。排出的水供：①選煤樓滅塵用水；②煤山滅火用水；③2005年洗煤廠建成后，用于洗煤廠洗煤用水；④902泵壞時，供職工澡塘臨時用水；⑤排入河溝。

2 立項原因及背景

（1）1998年中央風井主扇停用后，泵房沒有形成通風系統，在十號井口安裝一臺28 kW風機，向十號井泵房供風，形成獨立的通風系統。從2002年開始，十號井泵房開始出現CO、CO2等氣體異常涌出，于是又增加了一臺28 kW風機給泵房供風，開泵工每天都要多次入井開停水泵，檢修工也需經常入井檢修水泵電機開頭等設備，氣體異常隨時都會對開泵司機及檢修工造成人身傷害，現每次入井都需有護隊員陪同，給設備維護造成極大困難。

（2）原有斜井兩趟排水管為Ф219鑄鐵管，已使用40多年，水管已出現多處破損，其中，一趟在2001年更換為Ф159鋼管，另一趟仍在使用，現有多處漏水，影響排水效率。

（3）902泵壞時，在向澡塘供水時，水較渾濁，并有異味，職工反映，洗澡后渾身瘙癢，說明淡水達不到洗浴用水標準。

（4）石山水庫供水的管路由于年久失修，該管路漏水嚴重，對住在該管路上方的居民房屋造成危險。

3 改造內容及創新點

將十號井泵房現有的3臺1500-30Χ9泵更換為兩臺QKSD-200/160澡深井潛水泵。

十號井斜長180 m，坡度為20°，垂直高度為80 m，再加上矸石山。

水庫高度約30 m，總排水垂高為110 m。

原泵房水泵為180D-30Χ9泵，其額定流量是155 m2/h。

根據以上數據，選擇兩臺QKSD-200/180潛水泵，揚程160 m，功率180 kW，流量200 m2/h，出水口徑Ф159，均符合要求。

排水管路利用原有的Ф159管以及一趟閑置的Ф159管，布置方式見圖1。

圖1 十號井排水系統改造示意圖

創新點：①工作人員遠離瓦斯工作場所；②水泵實現了無人看守和自動控制；③所有機電設備防爆、防水、安裝方便；④該改造安裝的水泵靈活性強，適用于各種巷道；⑤節省了一臺28 kW風扇的使用和維護費用。

4 效益分析

4.1 安全效益

改造后，可在地面操作控制水泵或自動無人開、停泵，無需下井，可解除十號井異常氣體給開泵工及檢修工造成的人身傷害，安全效益顯著。

4.2 社會效益

改造后，既可減少礦井污水直接排放40萬t/年，又可節約地下水資源40萬m3，社會效益明顯，緩解了本礦用水緊張的矛盾。同時可有效地控制礦井水直接外排造成的環境污染，創造良好潔凈的生產條件，建立起節水型礦山。

4.3 經濟效益

本項目實施后，每年可節約礦井用水40萬t，以每噸水2.3元計，每年可創效92萬元。

改造后，可撤銷井下3臺185 kW水泵，井口28 kW風機一臺，預計每年可節約用電（185+28-160）×300×20=48.8萬度。每度電按0.35元計，每年可節約電費16.94萬元，同時減少了對設備維護、修理配件及投入人工的消耗。

5 推廣應用前景

目前，因集團公司從事煤炭開采，不可避免地對地下含水系統造成局部破壞和污染。據估計，本公司每年礦井總排水量1 500萬t，大部分只經簡單處理直排地表，水資源浪費嚴重，由于開采中超限疏排地下水，現已使地下水位大面積下降造成地表沉降。同時，礦區工農自來用水短缺已十分嚴重，直接制約礦區的經濟可持續發展，現已造成市內地下水位的急劇下降，城市的工業生產和生活受到嚴重影響，現已制定措施嚴格限制煤礦抽取地下水。因此，建立礦井水凈化站，增加礦井水資源的開發和利用，保證礦井正常生產經營，提高工業綜合效益，實現可持續發展意義重大，在全公司有極大的推廣價值。