十号井坑底排水系统改造

常润利，王东霞

（1.同煤集团四矿，山西 大同 037039；2.大同电力高级技工学校，山西 大同 037039）

1 十号井坑底排水系统现状

本矿十号井坑底泵房使用的是原旧水平（一水平）生产系统，始建于20世纪60年代。在1997年旧水平撤离时，未撤离十号井泵房，只对其进行了改造，在旧水平翻笼处做了隔离水墙，打钻孔将一部分积水引入新水平。由新水平的主排水泵房，将放下的水排出地面，旧水平一部分积水仍由十号井泵房排水，现十号井泵房有150D-30Χ9水泵3台，185 kW电机3台，十号井坑底变电所现有200 kW变压器两台，徐州开关3台。井下水径十号斜井一趟159管（2001年铺设）一趟Ф219管（为铸铁管已多处破损），另外，在2003年又铺设一趟Ф159管，预计对Ф219铸铁管进行更换，但因有瓦斯气体等原因，一直未更换，现闲置，两趟管路排出地面，由于巷道口密闭，水仓容水量未知。

十号井水用途：该泵房日均开泵时间15 h，日均排水量为1 500 m3。由于十号井水无人工搅动，流出的水质较清。排出的水供：①选煤楼灭尘用水；②煤山灭火用水；③2005年洗煤厂建成后，用于洗煤厂洗煤用水；④902泵坏时，供职工澡塘临时用水；⑤排入河沟。

2 立项原因及背景

（1）1998年中央风井主扇停用后，泵房没有形成通风系统，在十号井口安装一台28 kW风机，向十号井泵房供风，形成独立的通风系统。从2002年开始，十号井泵房开始出现CO、CO2等气体异常涌出，于是又增加了一台28 kW风机给泵房供风，开泵工每天都要多次入井开停水泵，检修工也需经常入井检修水泵电机开头等设备，气体异常随时都会对开泵司机及检修工造成人身伤害，现每次入井都需有护队员陪同，给设备维护造成极大困难。

（2）原有斜井两趟排水管为Ф219铸铁管，已使用40多年，水管已出现多处破损，其中，一趟在2001年更换为Ф159钢管，另一趟仍在使用，现有多处漏水，影响排水效率。

（3）902泵坏时，在向澡塘供水时，水较浑浊，并有异味，职工反映，洗澡后浑身瘙痒，说明淡水达不到洗浴用水标准。

（4）石山水库供水的管路由于年久失修，该管路漏水严重，对住在该管路上方的居民房屋造成危险。

3 改造内容及创新点

将十号井泵房现有的3台1500-30Χ9泵更换为两台QKSD-200/160澡深井潜水泵。

十号井斜长180 m，坡度为20°，垂直高度为80 m，再加上矸石山。

水库高度约30 m，总排水垂高为110 m。

原泵房水泵为180D-30Χ9泵，其额定流量是155 m2/h。

根据以上数据，选择两台QKSD-200/180潜水泵，扬程160 m，功率180 kW，流量200 m2/h，出水口径Ф159，均符合要求。

排水管路利用原有的Ф159管以及一趟闲置的Ф159管，布置方式见图1。

图1 十号井排水系统改造示意图

创新点：①工作人员远离瓦斯工作场所；②水泵实现了无人看守和自动控制；③所有机电设备防爆、防水、安装方便；④该改造安装的水泵灵活性强，适用于各种巷道；⑤节省了一台28 kW风扇的使用和维护费用。

4 效益分析

4.1 安全效益

改造后，可在地面操作控制水泵或自动无人开、停泵，无需下井，可解除十号井异常气体给开泵工及检修工造成的人身伤害，安全效益显著。

4.2 社会效益

改造后，既可减少矿井污水直接排放40万t/年，又可节约地下水资源40万m3，社会效益明显，缓解了本矿用水紧张的矛盾。同时可有效地控制矿井水直接外排造成的环境污染，创造良好洁净的生产条件，建立起节水型矿山。

4.3 经济效益

本项目实施后，每年可节约矿井用水40万t，以每吨水2.3元计，每年可创效92万元。

改造后，可撤销井下3台185 kW水泵，井口28 kW风机一台，预计每年可节约用电（185+28-160）×300×20=48.8万度。每度电按0.35元计，每年可节约电费16.94万元，同时减少了对设备维护、修理配件及投入人工的消耗。

5 推广应用前景

目前，因集团公司从事煤炭开采，不可避免地对地下含水系统造成局部破坏和污染。据估计，本公司每年矿井总排水量1 500万t，大部分只经简单处理直排地表，水资源浪费严重，由于开采中超限疏排地下水，现已使地下水位大面积下降造成地表沉降。同时，矿区工农自来用水短缺已十分严重，直接制约矿区的经济可持续发展，现已造成市内地下水位的急剧下降，城市的工业生产和生活受到严重影响，现已制定措施严格限制煤矿抽取地下水。因此，建立矿井水净化站，增加矿井水资源的开发和利用，保证矿井正常生产经营，提高工业综合效益，实现可持续发展意义重大，在全公司有极大的推广价值。