鋼骨架聚乙烯塑料復合管在焦家金礦排水工程中的應用

姜浩剛

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦, 山東 萊州 261441)

應用研究·黃金礦山·

鋼骨架聚乙烯塑料復合管在焦家金礦排水工程中的應用

姜浩剛

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦, 山東 萊州 261441)

鋼骨架聚乙烯塑料復合管除價格優勢不明顯外，在其它方面均優于其它材質的管路。由于寺莊礦區外排管路服務年限長、需要一定的承壓性，輸送的介質含氯離子也比較高，具有較強的腐蝕性，因此經綜合分析比較，選用新型鋼骨架聚乙烯塑料復合管作為焦家金礦寺莊礦區外排管路。

鋼骨架聚乙烯復合管； 配套設施； 排水管路

1 生產排水現狀

焦家金礦寺莊礦區井下水排放方式為各中段涌水及生產廢水匯集到-630中段水倉后，由主排水泵通過井筒內排水管路排至地表蓄水池，再由地表2條無縫鋼管路進行外排。原外排管路為1條φ377×10(長3 900m)和1條φ273×10螺旋鋼管(長3 900m)，敷設于2006年，隨著焦家金礦采選6 000t/d擴建工程寺莊礦區的建設和井下開拓，寺莊礦區井下涌水量由原來的2 600m3/d增大到12 000m3/d，由于井下水氯離子含量高，兩條管道經過10年的使用，銹蝕嚴重，沿途跨越村莊、麥地、果園、苗圃、道路防護林等地段，經常出現管道破損，造成農作物、樹木等受淹，給企業帶來損失，還在一定程度上影響村民與企業關系，為改變上述狀況，保證寺莊礦區正常生產排水，決定對寺莊礦區外排管路重新敷設。

2 外排方案及措施

方案包括管道的選用、地面泵站以及水泵的配置、地下水的熱循環利用、路線的選擇。

2.1 管道的選用

經過論證，在管道材質選用方面，由于鋼鞭管道接頭處細部處理困難，受熱脹冷縮影響較大，在接頭處容易出現漏水現象。選用鑄石管道或高革管道造價較高，對于其產品性能有待于進一步了解。采用水泥管道由于寺莊礦區排水管道的起始點與原來在東季地界內的焦家金礦排海系統落差僅為2.5m，而且密封性能差，接頭處無法承受管道內0.6～0.9MPa的排水壓力。采用無縫鋼管由于輸送的介質含氯離子比較高，內側容易腐蝕，而且管道表面必須采用瀝青漆或鍍鋅、鍍鋁進行防腐處理，后期使用維護費用高，使用年限短。鋼骨架聚乙烯復合管是一款改良過的新型鋼骨架塑料復合管，這種新型管是用高強度過塑鋼絲網骨架和熱塑性塑料聚乙烯為原材料，鋼絲纏繞網作為聚乙烯塑料管的骨架增強體，具有下列特點。

(1)克服了塑料管的快速應力開裂現象，由于采用鋼、塑兩種材料復合而成，所以不會發生塑料管難以克服的老化現象，具有與塑料管相同的防腐性能。

(2)具有超過普通純塑料管的強度、剛性、抗沖擊性，類似于鋼管的低線膨脹系數和抗蠕變性等特點。

(3)重量輕，安裝方便，管道連接采用電熱熔接頭，抗軸向拉伸能力強，連接技術成熟可靠，管件品種規格溫度和耐腐蝕性能高，導熱系數低。

(4)結構優良，管材的增強骨架與內外層塑料互相包容成為一個整體，無內外層塑料與增強體剝離之憂。

(5)內壁光滑，不結垢，水頭損失比鋼管低30%。

(6)使用壽命50年左右，能夠滿足寺莊礦區井下開采服務年限。

目前市場上排水管路的種類主要有：鑄鐵管、無縫鋼管、水泥管、鋼骨架聚乙烯塑料復合管等諸多品種，現將各種主要管道材料性能及價格(按照設計要求需進行敷設的DN350型管路)進行對比，見表1。

表1 管路材料性能及價格分析對比

通過表1比較，鋼骨架聚乙烯塑料復合管除價格優勢不明顯外，在其它方面，均優于其它材質的管路。由于寺莊礦區外排管路服務年限長、需要一定的承壓性，輸送的介質含氯離子也比較高，具有較強的腐蝕性，因此經綜合分析比較，選用此新型鋼骨架聚乙烯塑料復合管作為寺莊礦區外排管路。管道剖面見圖1。

圖1 管道剖面圖

2.2 地面泵站的配置

寺莊礦區井下水及生產廢水匯集到-630中段水倉后，由井下主排水泵通過井筒內排水管路排至地表蓄水池，蓄水池由2座1 000m3圓形鋼筋混凝土水池、1座500m3沉淀池組成，沉淀池主要功能是將井下水中的雜質充分完成沉淀，然后進入圓形生產水池，寺莊礦區地熱泵站與水池相鄰，泵站內設置系列螺桿式冷水熱泵機組，可以充分利用井下水中的熱量，供給整個寺莊礦區生產生活設施的地熱空調系統，充分利用地熱資源，在當今我國北方霧霾污染嚴重的形勢下，這種冬季取暖、夏季空調的方式具有很大的借鑒意義。

2.3 地面泵站水泵的配置

排水泵利用寺莊地熱泵站的規格型號為DFW250- 400/4/200、Q=620～740m3/h、h=60m、P=200kW規格型號的排水泵，經過幾年的使用，滿足排水量要求。

2.4 排水管道路線

利用原來2012年架設的2根φ377×14排水管道，自寺莊礦區地熱泵站東側開始向北架設，穿越東西向寺莊礦區混凝土道路后，利用2009年由焦家金礦實業公司架設的2根φ245×10、1根φ219×10管道位置向北至焦家礦區，然后向西與原來東季的泄水井對接，進入系統自流入海，管道單根長度3 900m，充分利用了原來焦家金礦與各村莊達成的租地協議，節省了投資。管道安裝見圖2。

圖2 管道安裝現場

3 應用效果

與傳統使用的φ377×12無縫管相比較，鋼骨架聚乙烯復合管在后期生產使用產生的效益如下。

(1)無需進行管道除銹、電鍍鋁層防腐作業，簡化了施工。

(2)寺莊分礦井下水氯離子含量較高，經過實際檢驗，采用常規的φ377×12無縫管，使用年限最多15年就會出現破損現象，沿途均為農田及果園，一旦破損，就會產生糾紛及補償事件。而采用鋼架聚乙烯復合管，使用年限可達40年至50年，運行成本低，同時避免了上述問題。

(3)寺莊分礦鋼骨架聚乙烯復合管的使用，有效確保了井下水排放安全。

(4)管道水頭損失比鋼管低30%，降低了排水電耗。

(5)通過用電峰谷平控制，在用電峰段，通過利用管道首端與末端的高度差，采用自流的方式可以排放出一定數量的井下水，也降低了排水電耗，節約了電能源。

[1] 李長河.鋼骨架聚乙烯塑料復合管的特性及施工方法介紹[J].內蒙古石油化工，2009,(5).

Application of polyethylene plastic pipe with steel frame in the drainage engineering of Jiaojia Gold Mine

Polyethylene plastic pipe with steel frame is better than other pipes except its price. Because in Sizhuang mining area the discharge pipeline needs long service life and pressure bearing, and its conveying medium contains high chloride ion which has strong corrosiveness, polyethylene plastic pipe with steel frame was used as the discharge pipe after the comprehensive analysis and comparison.

polyethylene plastic pipe with steel frame; supporting facilities; drainage pipeline

1672-609X(2017)02-0041-02

TD744

B

2017-01-16

姜浩剛(1965-)，男，山東萊州人，工程師，從事土建工程管理工作。