摘 要：隨著礦井開采深度的不斷加深，礦井正常涌水量增大的趨勢明顯，對礦井主排水設備提出了更高的要求，礦井排水能力嚴重影響著礦井的生產能力。因此，只有改造好中央水泵房的排水系統，提高礦井的主排水設備性能，才能保證井下正常排水，才能切實提高礦井抗水災能力。

　　關鍵詞：中央水泵房 設備 排水 抗災

　　一、工程概況

　　青海西海煤電有限責任公司默勒二礦是在整合礦井范圍內小窯后進行的產業升級改造，礦井范圍內上部小窯開采歷史長，曾進行過大面積、大范圍的小煤窯井巷開采，且因原小窯的采煤方法較為落后，為巷柱式采煤法，該種采煤方法對煤層好的區段采用大棚式回采，造成地表大面積塌陷。默勒礦區內每年雨水充沛，大量雨水、雪水通過采空區流入井下。在礦井開采的過程中，因塌陷和采動影響導致含水層里的大量存水溢出，也全部流入礦井下。

　　排水論文范例：高層建筑給排水設計要點分析

　　現東翼+3200m以上為原小煤窯采空區，小煤窯整合工作完成后，所有的小礦井全部進行了關停，撤出了設備，小煤窯的排水工作全部停止，之前因采煤工作形成的采空區已成為積水區，礦井地質報告預計礦井正常涌水量為171m3/h，井下實際正常涌水量已達到220m3/h，這已充分證明之前的小窯開采導致的地表塌陷區將大量地表水通過采空區和巖石裂隙引導至井下，地表積水和上部含水層的水量將全部由礦井的排水系統負擔。目前井下備用泵已成為正常排水泵，且隨著采深增加，礦井正常涌水量還有增大的趨勢。因此必須對小窯采空區積水、塌陷坑、廢棄小井等進行綜合治理以及對礦井主排水系統進行改造，提高排水能力，保證井下正常排水，這樣才能提高礦井的抗災能力。

　　二、基礎資料

　　1、礦井正常涌水量：220m3/h;最大涌水量：300m3/h;

　　2、副井井口標高：3410.00m;

　　3、井下中央水泵房地坪標高：2900.00m;

　　4、地面水池標高約：3413.00m;

　　5、排水垂高：513m。

　　6、根據礦井開拓方式及井下水利用情況，主排水系統設計確定為一段直接排水方案，主排水泵房設在+2900.00m水平井底車場附近，水泵房入口與井底車場聯通，泵房一側設管子道，與副井井筒連接。井下水經由泵房、管子道、副井井筒敷設的排水管路直接排至地面水池，經處理后重新利用。

　　三、排水設備能力計算

　　正常涌水期水泵排水量：Q=1.2×220=264m3/h;

　　最大涌水期水泵排水量：Q=1.2×300=312m3/h;

　　水泵應排高度：H=513+7=520m。

　　四、排水設備方案

　　根據礦井涌水量和礦井排水要求的高度，設計列出了二種方案進行比較。

　　方案比較

　　1、方案一：選用的PJ150×8型高揚程多級離心泵是上海第一水泵廠引進英國技術制造的高揚程多級耐磨離心泵。它具有先進合理的結構，效率高，抗汽蝕性能好，振動小，運行平穩可靠，其中葉輪、密封圈、導葉套以及導葉等零件選用合金鑄鐵材料，具有耐磨性好，使用壽命長等特點。該方案優點是水泵的運行效率及吸上真空度較高。缺點是設備初期投資高。

　　2、方案二：選用MD280-100×8型礦用耐磨泵，該水泵是在原D型泵基礎上改進而成，對原型泵的首級葉輪、進水段及主要過流部件采用耐磨材質，水泵的抗氣蝕性能和耐磨性能得到了較大的提高，從而保證水泵在較長的一段時期內能夠保持高效運行，并有效地延長了水泵的使用壽命，優點是利用原有設備改造升級，初期投資較小。缺點是水泵的運行效率較低，流量、允許吸上真空度和吸程均較小。

　　3、經技術經濟綜合比較后，考慮到方案一雖初期費用較高，但后期維護費用較方案二大幅度降低，且水泵均為全新升級產品，無論是結構還是材質均為目前最先進的產品，運行初期基本不產生維護費用，有較強的競爭優勢。

　　4、方案一設備選型：選用PJ150×8型耐磨多級離心泵3臺;配YB2-630M2-4型(1120kW、10kV、1480r/min)礦用隔爆異步電動機;水泵工況點參數(新管)：流量340.6m3/h、揚程760.3m、效率77.9%、軸功率933.8kW、吸上真空度5.64m;水泵工況點參數(舊管)：流量312.6m3/h、揚程774.3m、效率77.6%、軸功率875.1kW、吸上真空度5.70m;正常涌水時1臺水泵工作，1臺備用，1臺檢修，正常涌水排水時間(新管)14.1h，正常涌水排水時間(舊管)15.4h;最大涌水時2臺水泵同時工作，1臺備用及檢修，最大涌水排水時間(新管)10.6h;最大涌水排水時間(舊管)11.5h。

　　5、第一方案的缺點是設備大，水泵房尺寸大，投資略高，但吸程較高，用于高海拔地區較好。第二方案為MD280-100×8型水泵，最主要缺點是吸程低，排水時間長，電耗大。第二方案裝機功率雖然小于第一方案，但年電耗、噸煤電耗均高于第一方案。在排水時間上，正常涌水期和最大涌水期第一方案采用一臺泵一趟管工作就可以滿足排水要求。

　　6、副井井底設井底水窩排水設備設施

　　副井井底設井底水窩，水量5～8m3/h，排水高度約43m，設計選擇WQX15-50-4型隔爆潛污水泵二臺，一臺工作，一臺備用。水泵流量15m3/h，揚程50m，電動機5.5kW、2860r/min。管路為φ75×3.5無縫鋼管，法蘭連接。沿副井筒敷設，排至+2900m水平井底車場水溝內，流入主水倉。

　　結論：經方案比較選擇選用PJ150×8型耐磨多級離心泵3臺，YB2-630M2-4型(1120kW、10kV、1480r/min)礦用隔爆異步電動機。配用主∮273×14的主排水管道和∮219×14備用排水管道可以滿足礦井排水的要求。經上述綜合分析比較，采用第一方案作為為本礦井中央水泵房排水系統改造的設計方案。本工程于2012年8月完工并投入運行以來，滿足了礦井排水的要求。同時為確保礦井抗水災的能力，礦井排水系統固然重要，平時要加強維護管理，按《規程》要求每年雨季前進行檢修維護，國內礦井水患事故實例較多，給人的生命和企業財產帶來重大損失，各級領導應時刻保持清醒的頭腦，確保礦井安全生產。

　　參考文獻：

　　礦水泵監測與自動控制的實踐[J]. 李劍峰.礦業裝備.2015(12)

　　淺析礦井開采災害的防治措施及幾點建議[J]. 張環.世界有色金屬.2017(10)

　　作者：魏寶國