排水管路疏通技术创新

摘 要：曹跃公司一水平主排水管道由于几十年长期使用，管壁积垢非常严重，管道直径不足当初的三分之一，严重降低矿井排水功效，且排水管为预埋管道，无法拆卸。经自主创新，研制出一种透孔钻头，解决管壁铁垢降低排水功效问题，减少泵排次数，缩短泵排时间，节约电费50万元/年。

关键词：管壁积垢；预埋管道；自主创新；透孔钻头；节约电费

1 矿井概况

1.1 矿井基本情况

渑池曹跃矿业有限责任公司位于陕渑煤田西中部，是河南能源义煤公司西部矿井之一，行政区隶属渑池县张村镇，井田面积9.968km2。矿井于1958年开始筹建，1965年建成投产，原设计生产能力30万吨/年，现设计生产能力45万吨，2009年核定生产能力42万吨/年。矿井水文地质类型划分为中等。矿井正常涌水量为194.64m3/h，最大涌水量264.80m3/h。

1.2 矿井排水能力概况

矿井排水系统为二级排水结构，由二水平水仓经斜巷管道排至一水平水仓，再由一水平水仓直排至地面污水处理厂。一水平水仓容积1200m3，二水平水仓容积1400m3，一、二水平水仓均配备了DF280-43×6型315KW多级泵各三台，杨程258米，流量280m3/h，单台水泵排水能力219m3/h，三台水泵最大排水能力550m3/h。一水平水仓排水管路为预埋垂直管两趟，直达地面污水处理厂，管道直径为200mm，排水高度为238米，管与管之间为焊接连接。二水平水仓排水管路为斜巷排水管两趟，排水高度为206米，排水管道直径为200mm，每根管长为6米，管与管之间为螺丝连接。在每年汛期来临前，矿井都对井下排水系统进行了联合试运转，试运转发现总排水能力逐年都在下降，今年更是低于最大排水能力的30%。

2 矿井排水能力下降问题

经调查，每年机电部门都对一、二水平六台排水泵进行检修，水泵都处于正常运行状态。二水平斜巷排水管也是2012年更换的新管道，一水平排水沟流量测定也处于正常状态。综合分析问题原因是一水平至地面排水管路始建于1976年，因预埋管原因至今未无法更换。長年使用造成管壁上积垢较厚、局部会有栓塞，严重降低了排水功效。

3 方案选择

根据分析的问题原因，制定了两套方案：

方案一：从地面重新打两个钻孔至一水平水仓，并埋设两条直径300mm新管道供一水平排水使用。该方案的优点：新管路性能更加良好，能够从根本上解决现有管路直径小的问题。可以显著的提高一水平的最大排水能力；缺点：工程量大、时间长、费用高。

方案二：对现有管路进行疏通作业，清除管路内壁上的附着物以及局部栓塞，使排水能力恢复正常。该方案的优点：工程量小、时间短、费用低；缺点：没有疏通用的钻塔和钻头工具，需要通过租赁和自主创新解决了排水功效下降问题。

通过两套方案的优缺点对比，确定选用方案二，一方面工期时间短，钻塔租赁费用远低于重新打孔工程费；另一方面可以调动职工的创新力，利用公司现有的防治水人员和钻探队专业技术人员，解决排水管除垢问题。

4 创新设计

4.1 四翼垂直透孔钻头

四翼垂直透孔钻头采用直径1.5m×50mm的光钻杆，在钻杆前端200mm处，用电焊焊上四个翼，翼长300mm，直径160mm。然后在四翼后面150mm位置焊接四周交叉毛刷，毛刷直径为220mm，长度500mm。

4.2 可弯曲透孔钻头

可弯曲透孔钻头利用1寸的旧钢丝绳2.5米，前端的绳头打散，使其散开后直径在220-250mm之间，后端再与钻杆牢固的链接在一起，再把钢丝绳的前端和后端之间，每隔200mm进行捆扎，防止钢丝绳散劲影响使用，铁扎头上焊接100mm长毛刷。这种钻头专门钻刷排水管路底端的弯头和拐弯处。（见图2）

5 效益分析

该技术的创新，解决了井下预埋排水管因无法更换造成排水能力下降的问题。疏通后的管路由原来的排水一次需用时1小时45分钟缩短至50分钟，大大提高了排水功效。为公司节约排水电费50万元/年。

6 结束语

此次排水管路疏通工作从平整场地、租赁钻塔、自主设计到施工结束共用时7天（见图3），成功清除管壁内积垢（见图4）。为义煤公司在管道疏通方面的技术应用和推广，奠定扎实基础。

作者简介：张连伟，男，34岁，本科学历，地质助理工程师，渑池曹跃矿业有限责任公司地测部副部长，现在河南能源义煤公司阳光矿业公司生产技术部负责地测防治水工作。