分层治理、集中疏导法治水在井筒中的应用

文/郝永军

分层治理、集中疏导法治水在井筒中的应用

文/郝永军

井筒是矿井的咽喉，副井提升系统作为矿井主要提升系统，井筒内淋水较大不仅加快井筒内管路和罐笼等设备的锈蚀速度，缩短设备的使用寿命，而且影响井筒内设备运行安全，特别是冬季结冰后，给矿井的安全生产带来更加严重的威胁。冀中能源峰峰集团大淑村矿副井井筒采用分层治理、集中疏导法治水，即通过在井壁出水点下方用旧皮带制作流水槽，将井壁上的淋水通过流水槽引至梯子间处，在梯子间处设置集水槽，将井筒内的水收集到集水槽，集水槽内的水通过软管导入集水管路，最终将井筒内的水引至-450水平涮脚池，实现废物利用，达到了降本增效的目的。

一、矿井及副井井筒涌水概况

1.矿井概况

大淑村矿井田位于峰峰矿区东北部,南与薛村矿毗邻,矿井南距峰峰集团公司13km，东距邯郸市22km，北距武安市16km。矿区铁路专线直通矿井，在马头站与京广线相连，交通便利,运输畅通。井田走向长7km，倾斜宽2km，面积约14.5km2。2003年正式投产，2006年核定生产能力1.25Mt/a。开拓方式为立井、单水平、分区上下山开采开拓方式。矿井主井采用箕斗提煤,副井采用罐笼作为辅助提升。

2.副井井筒涌水概况

大淑村矿副井井筒直径7m，井深660m，主要承担矿井升降人员、提升矸石、下放材料等任务，副井井塔装有JKM3.25×4（I）C型摩擦轮式绞车，装备一对1t矿车双层四车多绳罐笼。井筒安装组合刚性罐道，罐道梁层间距为4m，内设梯子间，并设有压风、供水、排水管路和动力、通讯电缆等。井筒涌水位置距离井口约200m左右，累计长度为180m，预计井筒涌水量为12m3/h左右。

大淑村矿通过对副井井筒淋水情况的调查，采用建井地质资料和现场实地勘察相结合的方法，确定出水地点、涌水水量和出水方式，即一种为点出水，出水较为集中，出水量较大；另一种为混凝土渗水，出水较为分散，出水量较小。涌水对副井井筒内的设备包括钢梁、罐道以及提升钢丝绳造成极大的腐蚀，并严重影响了人员与物料的提升，造成极大的不安全因素，特别是冬季结冰后，给矿井的安全生产带来严重的威胁。

二、实施背景

虽然在井筒建设过程中采用地面预注浆、工作面注浆、壁后注浆等多种方案进行数次淋水治理，但效果并不理想。加之大淑村矿采用副井井筒进风，淋水顺井壁和罐道而下，受风流扩散作用的影响，不仅严重污染了矿井下井口环境卫生和矿井生产，还影响了矿井质量标准化工作的进行。井筒淋水落入罐窝后使用潜水泵排水，不仅增加了矿井生产经费的投入，还给尾绳的正常运转带来较大的不安全因素。

为有效降低井筒淋水对井筒装备的腐蚀性，延长钢丝绳使用寿命，改善检修人员作业环境，并实现节能减排，大淑村矿多次召集专题会议对“疏”“堵”治水方案进行充分论证和比较，经综合考虑后决定采用分层治理、集中疏导法对副井井筒淋水进行治理。

三、实施方案

1.治水的特殊性

大淑村矿现正处于生产时期，生产任务繁重，副井提升任务量大，无法实现全日停产。因此生产期间治水有以下特殊性：

(1)大部分井筒在投入使用前都进行过注浆等形式的封水处理，生产期间淋水的反复有其特殊性，情况复杂。

(2)因井筒的长时间使用，井壁的支护强度有所降低，治水期间必须认真分析支护情况，防止对井壁造成破坏。

(3)利用生产间隙进行治水，作业时间受生产限制，要求设备必须简单，装卸方便快速，施工组织紧凑，每日工作量在规定时间内完成。

(4)生产期间治水，治水方法必须见效快，且简单易于操作。

(5)生产矿井的井筒治水次数少，设备的复用率低，需要尽量减少投入。

2.分层治理，集中疏导法治理过程

大淑村矿本着见效快、简单易行、投入低的原则，采用分层治理，集中疏导法治理副井井筒内淋水，达到了预期效果。

一是改造罐笼。在罐笼顶部四周采用角铁焊接制作集水槽，对罐笼顶部淋雨棚进行开口，将井筒内淋水收集到集水槽内，集水槽内的水通过管路在罐笼侧帮流至罐笼底部，减少-450水平处淋水。

二是制作流水槽。在井壁出水点下方用旧皮带制作流水槽，将井壁上的淋水通过流水槽引至梯子间处，在梯子间处设置集水槽，将流水槽内的水进行收集，集水槽内的水通过软管导入原集水管路，最终将集水槽内的水引至-450水平涮脚池，实现废物利用。

流水槽采用废旧皮带进行制作，南侧高、北侧低，利用水自流的原理使流水槽内的水流至集水槽内，其与井壁固定方式采用射钉枪向井壁打设螺钉进行固定，然后用铁丝将皮带固定为半圆形，皮带固定后用易吸水、凝固、成型的速凝剂混合物或沥青等材料进行密封。

集水槽为弧形设计，设计合理，在井筒固定时能适应井壁弯曲及凹凸状况。且内设过滤装置，防止杂物进入造成堵塞。集水槽与井壁固定方式，采用沿集水槽边上部处打∮18mm孔、用∮16mm×150mm膨胀螺栓固定的方法，安装时，集水槽应安装在流水槽的出口处，在集水槽出水口采用2寸软管将集水槽内的水导入集水管路。

四、经济及社会效益

1.经济效益

副井井筒淋水治理前，副井井底每天排副井井底水仓内水需开泵10小时，每年耗电费用为：

22KW ×10×365×0.6×0.7= 33726元/年

副井井筒淋水治理后，每天开泵3小时。每年耗电费用为：

22KW ×3×365×0.6×0.7= 10117.8元/年

每年节约电费为：

33726-10117.8=23608.2元/年

副井井筒淋水治理前，需每班安排专人在副井井底水仓进行开泵作业，淋水治理后，大淑村矿将副井底水泵司机岗位撤除，由主井底水泵工兼职，每天可节约3个工。可节约人工费用为：

150×3×365=16.425万元/年

全年可节约费用为：

16.425+2.36=18.785元/年

同时副井治水工作的完满完成，改善了职工作业环境，延长了设备使用寿命，保证了矿井的提升安全。

2.社会效益

大淑村矿通过对副井井筒淋水进行治理，有效地降低了井筒淋水对井筒装备的腐蚀，延长了设备使用寿命，保证矿井副井提升系统的安全可靠运行。同时，还有效地改善了维护人员的工作环境以及钢丝绳带水所造成的环境污染，大幅降低了钢丝绳锈蚀程度和冬季井筒结冰对井筒装备的损害程度，确保了矿井提升安全，同时为下一步主井井筒治水提供了宝贵经验，具有极大的社会效益。

（作者系冀中能源峰峰集团大淑村矿矿长）

（责任编辑：周琼）