井下供水管网技术改造与井下水再利用

■王银彬 ■珙泉煤矿机电副矿长， 四川 宜宾 644000

1 矿井生产概况

1.1 矿井概况

珙泉煤矿设计生产能力450kt/a，1989年简易投产。目前矿井已采完了一水平，正在开采二水平，准备三水平。2010年最大涌水量为321m3/h，最小涌水量为151m3/h，平均涌水量为221m3/h。其中采空区的清水量约占矿井涌水量的55%，可利用的清洁水源量大。

1.2 矿井供水管网现状

(1)矿井地面蓄水池位于矿井西风井(水平标高+658)，储量为200m3，水源取至井田东北角洛普河边的鱼孔泉(水平标高+340)，采用二级抽水提升方法抽至西风井蓄水池，即一级抽水从渔孔泉采用型号为150D30*4，功率90KW多级泵抽至西村400m3水池(水平标高+412)，二级抽水从西村水泵房采用MD100－45*9，功率为160KW水泵抽至西风井水池。

(2)矿井生产用水从西风井蓄水池安装一趟ø108*5无鏠钢管沿进风斜井→西一排矸斜井→西大巷;从西大巷分为两趟，一趟为从西大巷安装一趟ø159*5无鏠钢管沿西二车场→24回风山(ø108*5无鏠钢管)→24区下部三区段→分至24区各区段(DN50镀锌管)，另一趟为安装ø108*5无鏠钢管沿22区人行上山至+150主运输线，从中分至各区段(DN50镀锌管)。

1.3 现有矿井用水量

(1)综采工作面:采煤工作面用水包括煤层用水、采煤机内外喷雾、支架及放煤口喷雾、回风顺槽净化水幕、支架用液等，根据采煤机参数及现场实际，一个综采工作面防尘等用水约450m3/d。矿井现综采面为一个。

(2)掘进工作面:综掘工作面防尘用水包括掘进机喷雾、湿式防尘、转载点防尘、锚喷支护、风流防尘水幕等，根据综掘机参数及现场实际用量统计，一个综掘头用水量约为125m3/d;岩巷掘进头防尘用水风钻防尘、风流防尘水幕、锚喷支护等，每个岩巷头防尘等用水量约为85m3/d。现矿井综掘头为一～二个，普掘头8个，平均实际用水量为800m3/d。

2 矿井管网改造方案

2.1 方案提出

(1)根据珙泉煤矿生产布局和矿井水文地质条件，提出充分利用矿井老塘水作为生产用水，以解决长期依赖地面高位水池供水的情况。利用西二采空区矿井水水量大，水质较多的特点，在西二采区一水平已封闭的145底板道内(水平标高+435)修建一座水池，从水池敷设管道与西大巷管网连通，使该水池的水自流入主网管路供水，此方案建设水池成本低、水源稳定且水量大(平均年统计约100m3/h)，连接管网较短，地理位置较矿井生产用水区较高，可实现自流等特点。

(2)可行性分析:新建的水池无论从水源水量100m3/h，即2400m3/d≥井下矿井全部用水量2100m3/d，同时由于西二大巷水平标高为+420，低于145水池水平标高+435，水流可自流入。

2.2 建立西二145水池

将已封闭145底板道启动，利用145底板道修建沉淀处理池(水平标高+435)、过滤池，再用管道引入145石门连巷修建洁净池。145底板道的采空区老塘水正常涌水量约为100m3/h。

(1)水池修建:首先在145里段密闭里引反水管道引入沉淀池，沉淀池规格为宽2米、长10米、高1.8米，容量约为36m3;沉淀池后进入过滤池，过滤池规格为宽2米，长10米、高1.5米，容量约为30m3进行两级过滤后接入洁净池，由于145石门连巷较长特点，水池规格可为长100 米、宽2 米、高1.5 米，容量约为300m3。

(2)水池水质:由于西二老塘采空区已开采结束5年，采空区涌水量稳定，水质中杂质较少，基本不含油，老塘采空区水经过平流式硫酸铝混凝沉淀后进入过滤池，过滤池可采用石英沙二级过滤后，基本看不见悬浮固体物，水质洁净度较高。

2.3 管网构建

从145洁净水池敷设一趟ø159*5无鏠钢管与西二大巷的主供水管连通，由于原从西二回风安装那趟供水管管道破损严重维护困难，因此将其故拆，新从24区人行上山敷设一趟ø159*5无鏠钢管至+150运输大巷，使井下水池水流从西二大巷东、西两端经过主管沿两条和人行上山供给22区、24区生产用水。

3 工程估算

3.1 管网改造工程内容

(1)修建145沉淀池一个、过滤池一个、洁净池一个。修建时利用原有报废巷道，将巷道底板进行硬化、防渗处理，四周墙体加固。

(2)敷设无鏠钢管ø159*5约1200米，ø108*5约1000米。

3.2 费用估算

总工程费用蓄水池修建 20万元 1万元 1万元 30d 无影响 22项目 基建费用 设备费用 钢管及附件费用 工期 与生产的关系万元管网改造 2万元 2万元 30万元 15d 无影响 34万元

合计总工程费用估算:56万元。

4 运行经济性效果

4.1 井下145蓄水池投用后。

由于水质、水量均达到矿井生产用需求，地面西风井水池只作为保安水池，不再从渔孔泉取水，矿井井下生产用水吨煤成本几乎为零(除初期管路、水池投入外)。

4.2 按生产用水每天实际用水量2100m3/d计算。

若从渔孔泉取水抽至西风井蓄水池，取水电耗为:

(1)从渔孔取水抽往西村水池:水泵型号为:150D30*4 额定流量为150m3/h，功率90KW，效率76%。则取水电耗约为0.6KWh/m3。

(2)从西村水池取水抽往西风井水池。水泵型号为:MD100－45*9，额定流量为100m3/h，功率160KW，效率79%。则取水电耗约为1.6KWh/m3。

(3)根据以上计算得生产用水取水电耗约为2.2KWh/m3，即使不算水泵、管道维护、折但成本，按平均电价0.55元/KWh计算，取水直接电力成本为1.2元/m3，平均矿井用水取水成本约为2520元。即年平均生产用水取水电力成本约为75.6万元(每年按300天生产计)。

以上可看出进行井下管网改造，一年即可从电力节约75.6万元，收回井下管网改造费用，从长期来看利用矿井水作为生产用水，投资省见效快，降低成本、节约能源。

5 结语

通过珙泉煤矿矿井水利用和对井下管网改造，是一种经济实用技术，即解决了井下生产用水紧张，地面抽水成本高，又充分使矿井水再利用，变废为宝，同时节能降耗效果显著。