礦井排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

礦井排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

目前，主井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于2007年版的《山西固定設(shè)備選集手冊》。經(jīng)過多年的現(xiàn)場工作實(shí)踐，我們必須注意系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，確保系統(tǒng)完善，可靠性高。一、泵房開發(fā)1.分段排水系統(tǒng)直接排水系統(tǒng),泵房設(shè)置在井筒附近,通風(fēng)良好,抗災(zāi)排水多臺泵聯(lián)合運(yùn)行時也可以安設(shè)臨時機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。在分段排水系統(tǒng)情況下,當(dāng)下水平的泵房未設(shè)在副井附近時,下水平的泵房必須考慮到有良好的通風(fēng),因?yàn)殚_采越深,地溫越高,承受的水患威脅越大,要考慮到多臺水泵開啟或抗災(zāi)排水時,電機(jī)的發(fā)熱持續(xù)增高,使環(huán)境溫度急速增高。受上水平通風(fēng)系統(tǒng)(風(fēng)量、氣溫)的影響,下水平泵房的通風(fēng)會不及上水平。2.井深地層壓大、變形快泵房斷面大一些,安裝、拆除、擴(kuò)容改造以及日常維修等施工會更方便,但開拓工作量大些,若井深地壓大,還會有變形快的情況。有條件的礦井在設(shè)計(jì)之初泵房的長、寬、高的計(jì)算數(shù)值選大些較合適。3.泵房地板問題考慮到泵房打掃衛(wèi)生基本靠水“沖”,所以泵房地面要有一個坡度,方便水流向吸水小井。二、水倉的設(shè)計(jì)和改造1.停留時間/s水倉長度應(yīng)不小于110m,因?yàn)閭}內(nèi)水流速應(yīng)小于0.005m/s,停留時間應(yīng)大于6小時。在礦井涌水量不大時,為了使水泵避峰填谷運(yùn)行,以及使水泵可以連續(xù)運(yùn)行的時間長些,水倉的有效容量應(yīng)大些,以達(dá)到“蓄一天水,開一次泵”的運(yùn)行工況。2.水倉臨時道清倉和水倉設(shè)置倉內(nèi)軌道。一是在建設(shè)初期,考慮到清理時人員行走和底板積煤,道木應(yīng)略高于底板。二是清倉少的礦井,在清倉時鋪設(shè)臨時道?？紤]到在正常生產(chǎn)時進(jìn)行水倉探察和清理,應(yīng)在巷幫或巷頂預(yù)留風(fēng)筒掛鉤和照明掛鉤。提前考慮清倉設(shè)備安裝預(yù)留設(shè)施,如水力清倉時,預(yù)留管路托梁。在清理水倉或維修水倉需要排水時,要在倉口最低洼處預(yù)留小泵窩。水倉入口設(shè)置沉淀池;水倉之間必須澆注牢固不漏水,以免給清理水倉帶來麻煩。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.照明設(shè)計(jì)不宜在泵房頂布置,太高不便維護(hù);可在起吊梁下或墻壁上安裝兩排,設(shè)置兩個開關(guān),使燈全亮或一半亮,以滿足不同情況下的需要。2.射流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用于對儀表公平的管理和試驗(yàn)。有兩個工作和備用泵系統(tǒng)。應(yīng)該有一個環(huán)形管道的維修和蓄水裝置3.設(shè)計(jì)消防設(shè)施要考慮滅火器、沙箱的放置位置,可在巷幫開一小硐用于放沙箱,以保持泵房工整。消防水管可放置在中部的安全通道口。4.泵房不美觀泵房內(nèi)的動力電纜不要放在電纜溝,一是電纜溝設(shè)置在泵房不美觀,且溝變形后,蓋板與地面不平;二是溝內(nèi)易進(jìn)水,不易排水;三是電纜檢查維修不便。所以泵房內(nèi)最好不設(shè)電纜溝,采用電纜橋架。5.板的張開設(shè)?？梢酝ㄟ^嵌入式壁，也可以在后期安裝板的框架6.設(shè)備采用一臺梁式設(shè)計(jì)可在水泵、電機(jī)設(shè)備的外邊緣,且再增加一根橫鋼梁,使起吊范圍更大,在起吊電動門、逆止閥、短管以及管路時會更方便。四、排水設(shè)備的準(zhǔn)備在排水設(shè)備選型以及安裝時,有條件的礦井可以直接做成自動化排水系統(tǒng),當(dāng)時無此能力的礦井也要在選型和安裝時預(yù)先考慮到以后的改造。1.不應(yīng)該選擇太多的系列泵，這使安裝和維護(hù)復(fù)雜化宜選滾動軸承的泵,維護(hù)方便?；瑒虞S承需要配備稀油站對軸承進(jìn)行專門的潤滑和冷卻,給日后的運(yùn)行維護(hù)帶來麻煩。2.水泵的定額揚(yáng)程從水泵運(yùn)行效率低時的運(yùn)行工況和抗災(zāi)安全性方面考慮,水泵的額定揚(yáng)程必須高于實(shí)際揚(yáng)程,要比計(jì)算值大2%~5%。在水泵設(shè)計(jì)計(jì)算中,有水泵的額定揚(yáng)程等于實(shí)際揚(yáng)程的情況。但揚(yáng)程不宜太高,以免流量大,電機(jī)超過負(fù)荷。3.多水平排水，考慮附件的兼容性五、關(guān)于管道設(shè)計(jì)和安裝的一些意見1.電機(jī)通過規(guī)劃系統(tǒng)投資大、孔徑大的影響徑越大,其揚(yáng)程損失越小,電耗越低,但所需的基建投資越大;同時,管徑過大,可能會使水泵在正常運(yùn)行時導(dǎo)致電機(jī)過載;而采用的管徑越小,揚(yáng)程損失越大,電耗越高,基建投資越小,管壁結(jié)垢后的揚(yáng)程損失加大。2.流速的確定5~2.2m/s,為了避免管內(nèi)嚴(yán)重掛污,排水管內(nèi)流速不得低于0.8m/s。吸水管中的流速一般取0.8~1.5m/s?！币紤]正常排水時和災(zāi)害排水時的情況,但最大流速不能超過下列規(guī)定:管路直徑mm150175200250300最大流量m3/h154.8216299.88479.88691.2最大流m/h2.452.492.692.722.713.管道管道的厚壁根據(jù)管路銹蝕的情況,選壁厚,可選分段壁厚;結(jié)合多年的現(xiàn)場實(shí)際,在計(jì)算時選取附加厚度時,應(yīng)選較大值。4.管道鉆孔的變形到地面的排水管路一般有兩種安裝形式:一是在井筒內(nèi)安裝;二是另作管路鉆孔。在井筒內(nèi)安裝投資少,維護(hù)量較小,但鋼梁、管路易銹蝕,水與井筒的溫差大易伸縮變形。管路鉆孔初期投資大,但無需維護(hù)、管路不易銹蝕,水溫與鉆孔周圍地溫接近,溫差變形量小。井筒管路的伸縮變形要考慮以下因素:一是安裝時節(jié),最好是在初春或深秋安裝。二是防止水錘,水錘作用下,使變形增大成為永久變形。三是固定方式,承重梁的間距不宜太大,一般不超過150m。四是連接形式和質(zhì)量,若加套管焊接,必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。五是排水時間長短,有些礦井幾乎24小時連續(xù)排水,這種情況下管路伸縮問題不明顯。5.聚乙烯壁涂塑鋼編復(fù)合管也大量地應(yīng)用到井下,聚乙烯涂層復(fù)合鋼管是鋼管內(nèi)外壁涂上聚乙烯制成的,有耐腐蝕、阻力小、不易在管壁結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)。特塑鋼編復(fù)合管是合成塑料包鋼絲網(wǎng)制成的,其優(yōu)點(diǎn)不僅耐腐蝕、阻力小,而且重量輕,價格合理。有條件的礦井在設(shè)計(jì)或改造時可以采用。6.井筒排水管路聯(lián)合水錘治理水錘在井深、排水任務(wù)重、排水管路長、管路流速達(dá)1.2m/s的排水系統(tǒng)中存在的隱患較大。水錘的破壞表象為:井筒排水管路彎曲變形;管路承重梁彎曲、振動較大;泵房內(nèi)環(huán)形管振動