煤礦水泵房吸水井防煤泥淤積裝置研究與應用

高運增

(北京天地華泰礦業管理股份有限公司，北京 100013)

作為礦井主排水系統重要的一環，煤礦井下水泵房吸水井內煤泥淤積一直是困擾礦井生產的一個難題。目前，針對煤礦井下水倉清淤工作，王建民等人提出了較多研究[1-3]，也都取得了良好的經濟及社會效益。但針對更易發生淤積、對排水系統危害更大的吸水井煤泥淤積的防治問題少有研究。

水泵房吸水井淤泥一旦清理不及時，往往會導致淤堵主排水泵吸水龍頭，影響礦井外排水，嚴重時大量糊狀泥沙進入真空多級泵，加大水泵葉輪的磨損甚至毀壞葉輪。受施工空間影響，傳統的吸水井清理工作耗費大量的人力物力，在清理過程中也往往面臨有害氣體威脅。

根據紅慶河煤礦現場條件，利用壓風做為動力，在中央水泵房吸水井內設計安裝了防淤積裝置，從根本上解決了水泵房吸水井煤泥淤積問題，避免了因水泵吸水龍頭淤堵無法排水事故的發生，消除了大量泥沙一次性進入真空多級泵毀壞葉輪、人工進入吸水井清淤存在的安全隱患。

1 工程概況

紅慶河煤礦采用立井開拓方式，分三個水平開拓。一水平設在3-1煤層中，標高為+677m；二水平設在4-2煤層中，標高為+630m；三水平設在6-3煤層中，標高為+570m。井底中央變電所、中央水泵房和中央水倉位于第一水平、副井井底車場東側。

中央水倉的內水倉通過DN800管路和PXWⅠ-800型配水閥與中央水泵房1#吸水井聯通，外水倉通過DN800管路和PXWⅠ-800型配水閥與中央水泵房5#吸水井聯通。中央水泵房各吸水井之間通過DN800管路聯通，且在2#、3#吸水井間設有PXWⅠ-800型配水閥門。

中央水泵房選用MDS450-95×8(P)型礦用高揚程自平衡型多級離心泵5臺，正常情況2臺工作，2臺備用，1臺檢修。

沿副井井筒裝備3趟DN300排水管路至地面污水處理站（見圖1）。

礦井施工產生的廢水和礦井涌水混合有大量的煤泥，經南北翼大巷直接排到井底中央水倉。盡管中央水倉口設有沉淀池，但因沉淀池較小，水流較快，沉淀效果比較差，大量煤泥直接進入中央水倉，導致吸水井內煤泥淤積也比較嚴重。

圖1 主排水系統簡圖

由于吸水井較深，煤泥沉積后如采用人工清理，一方面淤泥清理和外運施工困難，費工、費時，另一方面工人下到吸水井內作業存在窒息和氣體中毒的安全風險。

2 吸水井防煤泥淤積裝置的加工

吸水井防煤泥淤積裝置由DN50鋼管、DN50彎管和DN50等徑三通焊接加工而成。

利用電鉆在鋼管的上、下、左、右四個方向各鉆1個Φ10mm氣孔，氣孔間距根據現場情況均勻分布，一般不大于250mm（見圖2）。

裝置加工尺寸可以根據礦井吸水井尺寸和礦井壓風的壓力做適當調整。

圖2 防淤積裝置加工示意圖

3 吸水井防煤泥淤積裝置的安裝

從水泵房附近井下壓風管路上引一路DN50壓風管到水泵房內，在每個吸水井引一垂直風管與防煤泥淤積裝置相連，在垂直風管上安裝DN50球閥控制防煤泥淤積裝置的供風和停風。

防煤泥淤積裝置通過支腿放置在吸水井底，距離吸水井底部約350mm，距離吸水井周邊約500mm（見圖3）。

圖3 防止吸水井泥沙沉淀裝置組裝示意圖

4 吸水井防煤泥淤積裝置的使用

啟動主排水泵之前先將防煤泥淤積裝置豎直進風管上的DN50球閥打開，壓風通過風管到防煤泥淤積裝置中，并從各氣孔處吹出，將吸水井內臨時沉積的煤泥吹起，與吸水井內積水混合均勻。通風5～10min后，將DN50球閥關閉，等吸水井內氣泡消失后啟動主水泵進行正常排水。壓風管路現場安裝圖如圖4所示。

圖4 壓風管路現場安裝圖

5 吸水井防煤泥淤積裝置使用效果

吸水井防煤泥淤積裝置安裝使用之前，紅慶河煤礦井下水泵房吸水井每半個月即需要進行一次人工清理。防煤泥淤積裝置安裝使用后完全解決了吸水井煤泥淤積問題，防煤泥淤積效果明顯。

6 結語

（1）吸水井防煤泥淤積裝置利用井下常備的壓風系統將煤泥清理工作變為防止煤泥淤積的工作，從根本上解決了吸水井煤泥淤積問題。

（2）水泵啟動前吸水井防煤泥淤積裝置工作，將吸水井底層的泥沙和上層的水攪拌均勻，避免了糊狀泥沙進入泵體的可能，提高了主排水泵運行的安全性。

（3）防煤泥淤積裝置保證了吸水井不淤積煤泥，省去了傳統的吸水井清理工作，使所有主排水泵都能時刻保持正常運轉或完好備用，保證了礦井的最大排水能力，提高了礦井抗水害能力。