分層治理、集中疏導法治水在井筒中的應用

文/郝永軍

分層治理、集中疏導法治水在井筒中的應用

文/郝永軍

井筒是礦井的咽喉，副井提升系統作為礦井主要提升系統，井筒內淋水較大不僅加快井筒內管路和罐籠等設備的銹蝕速度，縮短設備的使用壽命，而且影響井筒內設備運行安全，特別是冬季結冰后，給礦井的安全生產帶來更加嚴重的威脅。冀中能源峰峰集團大淑村礦副井井筒采用分層治理、集中疏導法治水，即通過在井壁出水點下方用舊皮帶制作流水槽，將井壁上的淋水通過流水槽引至梯子間處，在梯子間處設置集水槽，將井筒內的水收集到集水槽，集水槽內的水通過軟管導入集水管路，最終將井筒內的水引至-450水平涮腳池，實現廢物利用，達到了降本增效的目的。

一、礦井及副井井筒涌水概況

1.礦井概況

大淑村礦井田位于峰峰礦區東北部,南與薛村礦毗鄰,礦井南距峰峰集團公司13km，東距邯鄲市22km，北距武安市16km。礦區鐵路專線直通礦井，在馬頭站與京廣線相連，交通便利,運輸暢通。井田走向長7km，傾斜寬2km，面積約14.5km2。2003年正式投產，2006年核定生產能力1.25Mt/a。開拓方式為立井、單水平、分區上下山開采開拓方式。礦井主井采用箕斗提煤,副井采用罐籠作為輔助提升。

2.副井井筒涌水概況

大淑村礦副井井筒直徑7m，井深660m，主要承擔礦井升降人員、提升矸石、下放材料等任務，副井井塔裝有JKM3.25×4（I）C型摩擦輪式絞車，裝備一對1t礦車雙層四車多繩罐籠。井筒安裝組合剛性罐道，罐道梁層間距為4m，內設梯子間，并設有壓風、供水、排水管路和動力、通訊電纜等。井筒涌水位置距離井口約200m左右，累計長度為180m，預計井筒涌水量為12m3/h左右。

大淑村礦通過對副井井筒淋水情況的調查，采用建井地質資料和現場實地勘察相結合的方法，確定出水地點、涌水水量和出水方式，即一種為點出水，出水較為集中，出水量較大；另一種為混凝土滲水，出水較為分散，出水量較小。涌水對副井井筒內的設備包括鋼梁、罐道以及提升鋼絲繩造成極大的腐蝕，并嚴重影響了人員與物料的提升，造成極大的不安全因素，特別是冬季結冰后，給礦井的安全生產帶來嚴重的威脅。

二、實施背景

雖然在井筒建設過程中采用地面預注漿、工作面注漿、壁后注漿等多種方案進行數次淋水治理，但效果并不理想。加之大淑村礦采用副井井筒進風，淋水順井壁和罐道而下，受風流擴散作用的影響，不僅嚴重污染了礦井下井口環境衛生和礦井生產，還影響了礦井質量標準化工作的進行。井筒淋水落入罐窩后使用潛水泵排水，不僅增加了礦井生產經費的投入，還給尾繩的正常運轉帶來較大的不安全因素。

為有效降低井筒淋水對井筒裝備的腐蝕性，延長鋼絲繩使用壽命，改善檢修人員作業環境，并實現節能減排，大淑村礦多次召集專題會議對“疏”“堵”治水方案進行充分論證和比較，經綜合考慮后決定采用分層治理、集中疏導法對副井井筒淋水進行治理。

三、實施方案

1.治水的特殊性

大淑村礦現正處于生產時期，生產任務繁重，副井提升任務量大，無法實現全日停產。因此生產期間治水有以下特殊性：

(1)大部分井筒在投入使用前都進行過注漿等形式的封水處理，生產期間淋水的反復有其特殊性，情況復雜。

(2)因井筒的長時間使用，井壁的支護強度有所降低，治水期間必須認真分析支護情況，防止對井壁造成破壞。

(3)利用生產間隙進行治水，作業時間受生產限制，要求設備必須簡單，裝卸方便快速，施工組織緊湊，每日工作量在規定時間內完成。

(4)生產期間治水，治水方法必須見效快，且簡單易于操作。

(5)生產礦井的井筒治水次數少，設備的復用率低，需要盡量減少投入。

2.分層治理，集中疏導法治理過程

大淑村礦本著見效快、簡單易行、投入低的原則，采用分層治理，集中疏導法治理副井井筒內淋水，達到了預期效果。

一是改造罐籠。在罐籠頂部四周采用角鐵焊接制作集水槽，對罐籠頂部淋雨棚進行開口，將井筒內淋水收集到集水槽內，集水槽內的水通過管路在罐籠側幫流至罐籠底部，減少-450水平處淋水。

二是制作流水槽。在井壁出水點下方用舊皮帶制作流水槽，將井壁上的淋水通過流水槽引至梯子間處，在梯子間處設置集水槽，將流水槽內的水進行收集，集水槽內的水通過軟管導入原集水管路，最終將集水槽內的水引至-450水平涮腳池，實現廢物利用。

流水槽采用廢舊皮帶進行制作，南側高、北側低，利用水自流的原理使流水槽內的水流至集水槽內，其與井壁固定方式采用射釘槍向井壁打設螺釘進行固定，然后用鐵絲將皮帶固定為半圓形，皮帶固定后用易吸水、凝固、成型的速凝劑混合物或瀝青等材料進行密封。

集水槽為弧形設計，設計合理，在井筒固定時能適應井壁彎曲及凹凸狀況。且內設過濾裝置，防止雜物進入造成堵塞。集水槽與井壁固定方式，采用沿集水槽邊上部處打∮18mm孔、用∮16mm×150mm膨脹螺栓固定的方法，安裝時，集水槽應安裝在流水槽的出口處，在集水槽出水口采用2寸軟管將集水槽內的水導入集水管路。

四、經濟及社會效益

1.經濟效益

副井井筒淋水治理前，副井井底每天排副井井底水倉內水需開泵10小時，每年耗電費用為：

22KW ×10×365×0.6×0.7= 33726元/年

副井井筒淋水治理后，每天開泵3小時。每年耗電費用為：

22KW ×3×365×0.6×0.7= 10117.8元/年

每年節約電費為：

33726-10117.8=23608.2元/年

副井井筒淋水治理前，需每班安排專人在副井井底水倉進行開泵作業，淋水治理后，大淑村礦將副井底水泵司機崗位撤除，由主井底水泵工兼職，每天可節約3個工。可節約人工費用為：

150×3×365=16.425萬元/年

全年可節約費用為：

16.425+2.36=18.785元/年

同時副井治水工作的完滿完成，改善了職工作業環境，延長了設備使用壽命，保證了礦井的提升安全。

2.社會效益

大淑村礦通過對副井井筒淋水進行治理，有效地降低了井筒淋水對井筒裝備的腐蝕，延長了設備使用壽命，保證礦井副井提升系統的安全可靠運行。同時，還有效地改善了維護人員的工作環境以及鋼絲繩帶水所造成的環境污染，大幅降低了鋼絲繩銹蝕程度和冬季井筒結冰對井筒裝備的損害程度，確保了礦井提升安全，同時為下一步主井井筒治水提供了寶貴經驗，具有極大的社會效益。

（作者系冀中能源峰峰集團大淑村礦礦長）

（責任編輯：周瓊）