地質(zhì)條件復(fù)雜礦井采區(qū)排水恢復(fù)方案與實(shí)施

1、地質(zhì)條件復(fù)雜礦井采區(qū)排水恢復(fù)方案與實(shí)施摘要：針對(duì)超化煤礦22采區(qū)突水淹沒(méi)，地面注漿堵水結(jié)束后，水中雜質(zhì)含量又較多，一般的排水設(shè)施無(wú)法滿(mǎn)足要求。應(yīng)用一種新的排水技術(shù)、設(shè)備和方案，快速安全地滿(mǎn)足復(fù)雜工況條件下，排水的需要，提高了礦井排水設(shè)備技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性。較短的時(shí)間便恢復(fù)了誼采區(qū)。 關(guān)鍵詞：排水方案；論證；串聯(lián) 2004年12月30日超化煤礦22081工作面出水，涌水量達(dá)20002200m3/h，造成了22采區(qū)的22121工作面、22081工作面、22041工作面及3條下山的大部分區(qū)段被淹，被淹巷道總長(zhǎng)8060m，采空區(qū)積水量約為225900m3。至2005年7月底，地面注漿堵水取得了明顯的

2、效果，涌水量降為250300m3/h，8月份開(kāi)始做22采區(qū)恢復(fù)的準(zhǔn)備工作。 2005年9月3日22采區(qū)3條下山(含輔助區(qū)段)的恢復(fù)工作正式開(kāi)始，總工程量約3942m。施工工作主要是排水、清淤及巷道的維修。追排水期間以22巖石膠帶下山迎頭為主排水陣地，安裝3臺(tái)渣漿泵和飛力泵串聯(lián)向下攆水；22軌道下山和22回風(fēng)下山安裝小型潛水泵排出迎頭滲水。在向下攆水恢復(fù)過(guò)程中，3條下山的水位標(biāo)高高差不得超過(guò)5m。恢復(fù)巷道時(shí)，不得有露幫露頂現(xiàn)象的發(fā)生。在運(yùn)輸方式上，22膠帶下山采用膠帶運(yùn)輸；22軌道下山前方鋪一部scw-40t刮板輸送機(jī)，然后通過(guò)膠帶運(yùn)輸，通過(guò)西大巷溜煤眼運(yùn)出；22回風(fēng)下山在上 車(chē)場(chǎng)口上方安裝一部

3、28t絞車(chē)，采用礦車(chē)運(yùn)輸，通過(guò)西大巷最后經(jīng)副井提至地面。詳見(jiàn)圖1。 圖1 22采區(qū)恢復(fù)排水設(shè)備布置及排水系統(tǒng)圖 1 超化礦22采區(qū)排水方案 22采區(qū)注漿堵水工程結(jié)束后，確定涌水量趨于穩(wěn)定不再有增大的可能時(shí)，采區(qū)的排水搶險(xiǎn)工作開(kāi)始由維持階段轉(zhuǎn)入下山跟進(jìn)式排水清淤階段。此時(shí)，總涌水量約為250300m3/h。根據(jù)22采區(qū)淹沒(méi)后三條下山不同程度的淤塞，制定如下排水方案。 1.1 總體方案 根據(jù)22采區(qū)的淤積情況，整個(gè)巷道水中含有大量的煤漿、沙子、石子、水泥，雜質(zhì)較多。排水的同時(shí)，必須清淤，無(wú)法運(yùn)用常規(guī)的排水設(shè)備，實(shí)施采區(qū)恢復(fù)排水，經(jīng)過(guò)研究采取邊排水邊清淤的方法，逐步進(jìn)行巷道恢復(fù)。根據(jù)3條下山巷道淤塞

4、的實(shí)際情況，把膠帶巷、軌道巷作為排水的主要陣地，排水設(shè)備選用渣漿泵，在排水過(guò)程中不設(shè)臨時(shí)水倉(cāng)，當(dāng)水泵揚(yáng)程不夠時(shí)，可采用多臺(tái)渣漿泵串聯(lián)排水。同時(shí)巷道迎頭使用耐磨型潛水泵，起到攪拌淤煤及給渣漿泵供水的作用。回風(fēng)巷排水可在迎頭安裝潛水泵，通過(guò)各工作面上、下付巷車(chē)場(chǎng)將積水排至軌道巷。膠帶巷、軌道巷清理的淤積物采用膠帶機(jī)運(yùn)輸至22采區(qū)溜煤眼，后通過(guò)不同途徑提升到地面?；仫L(fēng)巷清理的淤積物采用礦車(chē)運(yùn)輸。 1.2 膠帶巷的排水 根據(jù)22進(jìn)風(fēng)行人巷巷道淤塞的不同情況，采用2種方法。 (1)方法一(巷道淤塞不嚴(yán)重，水泵可下放至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口)。首先利用qksg-w-630-550/230潛水泵(q=

5、550m3/h，h=230m，p=630kw)進(jìn)行排水。在人車(chē)機(jī)頭用14#18#礦工鋼打樁，并焊成用于固定潛水泵鎖管卡子的支架。把潛水泵及其附件在小托車(chē)上組裝好，接好2節(jié)dn300排水管，用卡子鎖好，使用安裝好的sdj-28t絞車(chē)牽引水泵末端第二節(jié)水管。然后在卡子后面接好第三節(jié)管子，通過(guò)手拉葫蘆，讓水管完全離開(kāi)卡子，接著打開(kāi)卡子緩慢松開(kāi)絞車(chē)?yán)K，直到卡子能鎖住第三節(jié)水管末端。重復(fù)以上工作，把潛水泵沿軌道一直下放，直到水泵推不下去為止。利用安裝好的潛水泵，通過(guò)敷設(shè)的dn300管路，將水排至中央泵房。在22進(jìn)風(fēng)行人巷排水的同時(shí)，現(xiàn)膠帶下山的水泵保持不動(dòng)，連接和排水方式不變，以防止水量突然增大時(shí)使用。

6、同時(shí)膠帶下山只進(jìn)行清淤工作。在22進(jìn)風(fēng)行人巷進(jìn)行追水，當(dāng)水位降至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口平臺(tái)處時(shí)，控制水位，拆除22膠帶巷原排水泵及管路，更換膠帶機(jī)頭原使用的1部jd-25絞車(chē)為sdj-28t絞車(chē)，在22膠帶巷新安裝2臺(tái)100zd-50型渣漿泵(q=360m3/h，h=91m，p=200kw)，1用1備，水泵固定在平板車(chē)上，分別使用膠帶機(jī)頭sdj-28t絞車(chē)牽引，邊排水邊向下移動(dòng)。敷設(shè)2趟dnl50管路，1泵1管，通過(guò)22膠帶巷將水排至中央泵房。同時(shí)在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為dnl50軟連管，在軟連管后加工1個(gè)集水器，利用dnl50軟管分別連接2臺(tái)bs2201.690mt型(q=380

7、m3/h，h=21m，p=37kw)潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷遭迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動(dòng)，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動(dòng)，潛水泵可向下移動(dòng)，同時(shí)延長(zhǎng)渣漿泵和潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。當(dāng)水位降低至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口以下時(shí)，在22進(jìn)風(fēng)行人巷新敷設(shè)2趟dnl5排至中央泵房0管路，和2臺(tái)渣漿泵的捧水管連接，將排出的積水經(jīng)22進(jìn)風(fēng)行人巷排至中央泵房。當(dāng)水位繼續(xù)降低，潛水泵揚(yáng)程不足時(shí)，可向下移動(dòng)渣漿泵，同時(shí)延長(zhǎng)dnl50主排水管路，采用上述方法繼續(xù)排水。隨著水位的降低，當(dāng)渣漿泵揚(yáng)程不足時(shí)，可再安裝2臺(tái)渣漿泵，1用1備，采用渣漿泵串聯(lián)的方式排

8、水。水泵固定在平板車(chē)上，使用膠帶機(jī)頭sdj-28t絞車(chē)牽引，邊排水邊向下移動(dòng)。同時(shí)先安裝的渣漿泵可保持不動(dòng)。繼續(xù)進(jìn)行追排水，當(dāng)水位降低至22巖石變電所時(shí)，清理變電所內(nèi)的淤煤，回收變電所內(nèi)的設(shè)備和電纜。保持以上排水設(shè)備不變，繼續(xù)進(jìn)行排水清淤，直到22采區(qū)泵房。拆除泵房?jī)?nèi)的水淹設(shè)備及電纜，恢復(fù)22泵房排水設(shè)施，完善22采區(qū)排水系統(tǒng)。 (2)方法二(巷道淤塞嚴(yán)重，水泵不能下放至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口)。22進(jìn)風(fēng)行人巷采用渣漿泵進(jìn)行排水，在排水過(guò)程中不設(shè)立臨時(shí)水倉(cāng)。在22人車(chē)機(jī)頭安裝2部sdj-28t絞車(chē)，同時(shí)安裝2臺(tái)100zd一50型渣漿泵，1用1備，水泵固定在平板車(chē)上，使用機(jī)頭sdj-28t

9、絞車(chē)牽引，邊排水邊向下移動(dòng)。敷設(shè)2趟dn150管路，通過(guò)22進(jìn)風(fēng)行人巷將水排至中央泵房。同時(shí)在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為dn150軟連管，在軟連管后加工1個(gè)集水器，利用dn150軟管分別連接2臺(tái)bs2201.690mt型潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷道迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動(dòng)，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動(dòng)，潛水泵可向下移動(dòng)，同時(shí)延長(zhǎng)渣漿泵和潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。當(dāng)22進(jìn)風(fēng)行人巷水位下降時(shí)，拆除22膠帶巷排水設(shè)備，清除淤泥，同時(shí)更換膠帶機(jī)頭原使用的1部jd-25絞車(chē)為sdj-28t絞車(chē)，作為渣漿泵牽引移動(dòng)之用。當(dāng)水位繼續(xù)降低，潛水泵揚(yáng)程

10、不足時(shí)，可向下移動(dòng)渣漿泵，同時(shí)延長(zhǎng)dn150主排水管路，采用上述方法繼續(xù)排水。隨著水位的降低，當(dāng)渣漿泵揚(yáng)程不足時(shí)，可再安裝2臺(tái)渣漿泵，1用1備，采用渣漿泵串聯(lián)的方式排水。水泵固定在平板車(chē)上，分別使用膠帶機(jī)頭sdj-28t絞車(chē)牽引，邊排水邊向下移動(dòng)。同時(shí)先安裝的渣漿泵可保持不動(dòng)。繼續(xù)進(jìn)行追排水，當(dāng)水位降低至22巖石變電所時(shí)，清理變電所內(nèi)的淤煤，回收變電所內(nèi)的設(shè)備和電纜。保持以上排水設(shè)備不變，繼續(xù)進(jìn)行排水清淤，直到22采區(qū)泵房。拆除泵房?jī)?nèi)的水淹設(shè)備及電纜，恢復(fù)22泵房排水設(shè)施，完善22采區(qū)排水系統(tǒng)。 1.3 軌道巷的排水 (1)軌道巷的排水使用渣漿泵，采用渣漿泵串聯(lián)排水，中間不設(shè)立臨時(shí)水倉(cāng)。 (2

11、)軌道巷的排水清淤和膠帶巷并行開(kāi)展，互相聯(lián)系，保持兩側(cè)水位相對(duì)標(biāo)高不超過(guò)5m。 (3)在軌道巷安裝2臺(tái)sdj-28t絞車(chē)，安裝2臺(tái)100zd-50型渣漿泵，1用1備，水泵固定在平板車(chē)上，分別使用sdj-28t絞車(chē)牽引，邊排水邊向下移動(dòng)。敷設(shè)2趟dn150管路，通過(guò)22進(jìn)風(fēng)流水巷將水排至中央泵房。同時(shí)在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為dn150軟連管，在軟連管后加工1個(gè)集水器，利用dn150軟管分別連接2臺(tái)bs2201.690mt型潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷道迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動(dòng)，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動(dòng)，潛水泵可向下移動(dòng)，同時(shí)延長(zhǎng)渣漿泵和

12、潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。 (4)繼續(xù)追排水，當(dāng)水位降低至22081下副巷時(shí)，采用膠帶巷檢測(cè)巷道淤積物的方法，對(duì)軌道巷下部淤塞情況進(jìn)行測(cè)試。如果巷道淤塞不嚴(yán)重，可采用qksg-w-630-550/230型潛水泵進(jìn)行下部巷道排水；如果巷道淤塞嚴(yán)重，則繼續(xù)采用渣漿泵進(jìn)行下部巷道排水。 (5)使用潛水泵或渣漿泵，采用上述方法，進(jìn)行排水清淤，直到22泵房。 1.4 回風(fēng)巷的排水 (1)回風(fēng)巷不設(shè)立中間排水陣地，將回風(fēng)巷迎頭的積水使用潛水泵，通過(guò)各個(gè)車(chē)場(chǎng)直接排至軌道巷，再由軌道巷排水設(shè)施經(jīng)22進(jìn)風(fēng)流水巷水溝，流入中央泵房。 (2)回風(fēng)巷的排水清淤要和膠帶巷、軌道巷同步進(jìn)行，保持3條巷道水位相對(duì)標(biāo)高

13、不超過(guò)5m。 (3)在回風(fēng)巷安裝4臺(tái)qbk45/15-5.5kw型潛水污泥泵(q=45m3/h，h=15m，p=5.5kw)，利用2趟dn50的膠管，邊排水邊向下移動(dòng)，出水經(jīng)各工作面上、下付巷車(chē)場(chǎng)排入軌道巷，后經(jīng)軌道巷排水設(shè)施流至中央泵房。 (4)繼續(xù)追水清淤，直到22泵房。 2 淤泥的清理運(yùn)輸 (1)22進(jìn)風(fēng)行人巷。22進(jìn)風(fēng)行人巷淤泥的運(yùn)輸使用礦車(chē)，由絞車(chē)直接提升至上平臺(tái)，然后經(jīng)副井提升至地面。 (2)膠帶巷。膠帶巷淤泥的運(yùn)輸使用強(qiáng)力膠帶機(jī)。在強(qiáng)力膠帶機(jī)前段斷開(kāi)強(qiáng)力膠帶，更換為阻燃七級(jí)整芯編織帶，利用原驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)架，邊排水清淤，邊向下延伸。膠帶巷上段清挖的淤積物主要是水泥、石子、沙子，淤積

14、物經(jīng)強(qiáng)力膠帶機(jī)運(yùn)至西大巷溜煤眼后，由礦車(chē)裝載，經(jīng)副井提至地面。膠帶巷下段清挖的淤積物主要是淤煤，淤積物經(jīng)強(qiáng)力膠帶機(jī)運(yùn)至西大巷溜煤眼后，可直接進(jìn)入主煤流，由主井提升至地面。 (3)軌道巷。軌道巷淤泥的運(yùn)輸使用普通膠帶機(jī)?；謴?fù)軌道巷前段的西大巷給煤機(jī)，在軌道巷鋪設(shè)2部ssj-650膠帶機(jī)，邊排水清淤，邊向下延伸，將清理的淤積物通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)至西大巷溜煤跟。軌道巷上段清挖的淤積物主要是水泥、石子、沙子，淤泥經(jīng)ssj-650膠帶機(jī)運(yùn)至西大巷溜煤眼后，由礦車(chē)裝載，經(jīng)副井提至地面。軌道巷下段清挖的淤積物主要是淤煤，淤煤經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)至西大巷溜煤眼后，可在西大巷強(qiáng)力膠帶機(jī)尾鋪設(shè)一部sgw-40t刮板輸送機(jī)，將淤煤

15、運(yùn)輸進(jìn)人主煤流，由主井提升至地面。 (4)回風(fēng)巷?；仫L(fēng)巷不設(shè)立排水陣地，故淤泥的運(yùn)輸使用礦車(chē)。在回風(fēng)下山的上部安裝1部sdj-28t絞車(chē)，通過(guò)巷道已鋪設(shè)的軌道，將礦車(chē)提升至上平臺(tái)，經(jīng)副井提至地面。 3 供電方式 (1)22采區(qū)水泵供電方式。22采區(qū)恢復(fù)排水期間，可在22軌道巷與22進(jìn)風(fēng)流水巷交叉口處放置2臺(tái)kbsgzy-1000/6型移動(dòng)變電站、1臺(tái)bgp9l-6a高爆開(kāi)關(guān)，供膠帶巷、軌道巷、回風(fēng)巷排水電源，移變的供電電源分別來(lái)自中央變電所6#高爆開(kāi)關(guān)、22#高爆開(kāi)關(guān)。 (2)22采區(qū)風(fēng)機(jī)供電方式。22采區(qū)3條下山專(zhuān)用風(fēng)機(jī)電源來(lái)自中央低壓變電所19#低壓開(kāi)關(guān)；備用風(fēng)機(jī)電源來(lái)自中央低壓變電所15

16、#低壓開(kāi)關(guān)。 (3)22采區(qū)絞車(chē)供電方式。22采區(qū)3條下山絞車(chē)電源均來(lái)自轉(zhuǎn)載倉(cāng)變電所3#低壓開(kāi)關(guān)。 (4)22強(qiáng)力膠帶供電方式。22強(qiáng)力膠帶供電電源來(lái)自中央變電所26#高爆開(kāi)關(guān)。 4 方案補(bǔ)充 根據(jù)以上排水方案，由于22采區(qū)所排積水中帶有煤泥，容易造成中央泵房淤泥沉積，影響排水設(shè)施正常運(yùn)行，故考慮在中央泵房水倉(cāng)入口處安裝布置1套水煤分離系統(tǒng)，將水中的煤泥在進(jìn)人水倉(cāng)之前進(jìn)行過(guò)濾，減少進(jìn)人水倉(cāng)中的煤泥含量和清挖水倉(cāng)的次數(shù)，從而確保主排水系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。 5 結(jié)語(yǔ) 按照制訂的恢復(fù)工作計(jì)劃，22采區(qū)恢復(fù)從2005年9月3日開(kāi)始，在確保安全的前提下，克服諸多不利因素，在恢復(fù)過(guò)程中，我們將堅(jiān)持”恢復(fù)一段

17、，鞏固一段”的原則，嚴(yán)格按照集團(tuán)公司恢復(fù)施工的安全質(zhì)量和工期要求，最大限度地實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，盡可能的縮短恢復(fù)工期。 在22采區(qū)恢復(fù)過(guò)程中，我們始終把安全放在工作的第一位，制定了22采區(qū)恢復(fù)施工每個(gè)階段的組織措施、防突水應(yīng)急措施、22采區(qū)3條下山恢復(fù)的安全技術(shù)措施及其它專(zhuān)項(xiàng)安全技術(shù)措施，建立健全了22采區(qū)中下部人員出入管理制度及應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)，從組織上、技術(shù)上措施上為22采區(qū)的安全恢復(fù)提供了可靠的保障。 其間進(jìn)行了2次較大的探放水(探放22041面老空積水，施工鉆孔4個(gè)，放出老空水約34000m3，探放22081面上段老空積水，施工鉆孔4個(gè)，放出老空水79000m3，老空水位穩(wěn)定在-109m左右)，確保了恢復(fù)工作的安全進(jìn)行。 泵房原排水設(shè)備拆除及新設(shè)備安裝在6月10日完成。22專(zhuān)回在6月20日清淤完畢。6月20日22081下疏水巷具備放水條件。6月25日22采區(qū)形成正常的通風(fēng)、供電、排水系統(tǒng)。 22采區(qū)清淤恢復(fù)取得如此快速的顯著效果，與超化礦科技人員應(yīng)用新技術(shù)，積極進(jìn)行