钢骨架聚乙烯塑料复合管在焦家金矿排水工程中的应用

姜浩刚

(山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿, 山东 莱州 261441)

应用研究·黄金矿山·

钢骨架聚乙烯塑料复合管在焦家金矿排水工程中的应用

姜浩刚

(山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿, 山东 莱州 261441)

钢骨架聚乙烯塑料复合管除价格优势不明显外，在其它方面均优于其它材质的管路。由于寺庄矿区外排管路服务年限长、需要一定的承压性，输送的介质含氯离子也比较高，具有较强的腐蚀性，因此经综合分析比较，选用新型钢骨架聚乙烯塑料复合管作为焦家金矿寺庄矿区外排管路。

钢骨架聚乙烯复合管； 配套设施； 排水管路

1 生产排水现状

焦家金矿寺庄矿区井下水排放方式为各中段涌水及生产废水汇集到-630中段水仓后，由主排水泵通过井筒内排水管路排至地表蓄水池，再由地表2条无缝钢管路进行外排。原外排管路为1条φ377×10(长3 900m)和1条φ273×10螺旋钢管(长3 900m)，敷设于2006年，随着焦家金矿采选6 000t/d扩建工程寺庄矿区的建设和井下开拓，寺庄矿区井下涌水量由原来的2 600m3/d增大到12 000m3/d，由于井下水氯离子含量高，两条管道经过10年的使用，锈蚀严重，沿途跨越村庄、麦地、果园、苗圃、道路防护林等地段，经常出现管道破损，造成农作物、树木等受淹，给企业带来损失，还在一定程度上影响村民与企业关系，为改变上述状况，保证寺庄矿区正常生产排水，决定对寺庄矿区外排管路重新敷设。

2 外排方案及措施

方案包括管道的选用、地面泵站以及水泵的配置、地下水的热循环利用、路线的选择。

2.1 管道的选用

经过论证，在管道材质选用方面，由于钢鞭管道接头处细部处理困难，受热胀冷缩影响较大，在接头处容易出现漏水现象。选用铸石管道或高革管道造价较高，对于其产品性能有待于进一步了解。采用水泥管道由于寺庄矿区排水管道的起始点与原来在东季地界内的焦家金矿排海系统落差仅为2.5m，而且密封性能差，接头处无法承受管道内0.6～0.9MPa的排水压力。采用无缝钢管由于输送的介质含氯离子比较高，内侧容易腐蚀，而且管道表面必须采用沥青漆或镀锌、镀铝进行防腐处理，后期使用维护费用高，使用年限短。钢骨架聚乙烯复合管是一款改良过的新型钢骨架塑料复合管，这种新型管是用高强度过塑钢丝网骨架和热塑性塑料聚乙烯为原材料，钢丝缠绕网作为聚乙烯塑料管的骨架增强体，具有下列特点。

(1)克服了塑料管的快速应力开裂现象，由于采用钢、塑两种材料复合而成，所以不会发生塑料管难以克服的老化现象，具有与塑料管相同的防腐性能。

(2)具有超过普通纯塑料管的强度、刚性、抗冲击性，类似于钢管的低线膨胀系数和抗蠕变性等特点。

(3)重量轻，安装方便，管道连接采用电热熔接头，抗轴向拉伸能力强，连接技术成熟可靠，管件品种规格温度和耐腐蚀性能高，导热系数低。

(4)结构优良，管材的增强骨架与内外层塑料互相包容成为一个整体，无内外层塑料与增强体剥离之忧。

(5)内壁光滑，不结垢，水头损失比钢管低30%。

(6)使用寿命50年左右，能够满足寺庄矿区井下开采服务年限。

目前市场上排水管路的种类主要有：铸铁管、无缝钢管、水泥管、钢骨架聚乙烯塑料复合管等诸多品种，现将各种主要管道材料性能及价格(按照设计要求需进行敷设的DN350型管路)进行对比，见表1。

表1 管路材料性能及价格分析对比

通过表1比较，钢骨架聚乙烯塑料复合管除价格优势不明显外，在其它方面，均优于其它材质的管路。由于寺庄矿区外排管路服务年限长、需要一定的承压性，输送的介质含氯离子也比较高，具有较强的腐蚀性，因此经综合分析比较，选用此新型钢骨架聚乙烯塑料复合管作为寺庄矿区外排管路。管道剖面见图1。

图1 管道剖面图

2.2 地面泵站的配置

寺庄矿区井下水及生产废水汇集到-630中段水仓后，由井下主排水泵通过井筒内排水管路排至地表蓄水池，蓄水池由2座1 000m3圆形钢筋混凝土水池、1座500m3沉淀池组成，沉淀池主要功能是将井下水中的杂质充分完成沉淀，然后进入圆形生产水池，寺庄矿区地热泵站与水池相邻，泵站内设置系列螺杆式冷水热泵机组，可以充分利用井下水中的热量，供给整个寺庄矿区生产生活设施的地热空调系统，充分利用地热资源，在当今我国北方雾霾污染严重的形势下，这种冬季取暖、夏季空调的方式具有很大的借鉴意义。

2.3 地面泵站水泵的配置

排水泵利用寺庄地热泵站的规格型号为DFW250- 400/4/200、Q=620～740m3/h、h=60m、P=200kW规格型号的排水泵，经过几年的使用，满足排水量要求。

2.4 排水管道路线

利用原来2012年架设的2根φ377×14排水管道，自寺庄矿区地热泵站东侧开始向北架设，穿越东西向寺庄矿区混凝土道路后，利用2009年由焦家金矿实业公司架设的2根φ245×10、1根φ219×10管道位置向北至焦家矿区，然后向西与原来东季的泄水井对接，进入系统自流入海，管道单根长度3 900m，充分利用了原来焦家金矿与各村庄达成的租地协议，节省了投资。管道安装见图2。

图2 管道安装现场

3 应用效果

与传统使用的φ377×12无缝管相比较，钢骨架聚乙烯复合管在后期生产使用产生的效益如下。

(1)无需进行管道除锈、电镀铝层防腐作业，简化了施工。

(2)寺庄分矿井下水氯离子含量较高，经过实际检验，采用常规的φ377×12无缝管，使用年限最多15年就会出现破损现象，沿途均为农田及果园，一旦破损，就会产生纠纷及补偿事件。而采用钢架聚乙烯复合管，使用年限可达40年至50年，运行成本低，同时避免了上述问题。

(3)寺庄分矿钢骨架聚乙烯复合管的使用，有效确保了井下水排放安全。

(4)管道水头损失比钢管低30%，降低了排水电耗。

(5)通过用电峰谷平控制，在用电峰段，通过利用管道首端与末端的高度差，采用自流的方式可以排放出一定数量的井下水，也降低了排水电耗，节约了电能源。

[1] 李长河.钢骨架聚乙烯塑料复合管的特性及施工方法介绍[J].内蒙古石油化工，2009,(5).

Application of polyethylene plastic pipe with steel frame in the drainage engineering of Jiaojia Gold Mine

Polyethylene plastic pipe with steel frame is better than other pipes except its price. Because in Sizhuang mining area the discharge pipeline needs long service life and pressure bearing, and its conveying medium contains high chloride ion which has strong corrosiveness, polyethylene plastic pipe with steel frame was used as the discharge pipe after the comprehensive analysis and comparison.

polyethylene plastic pipe with steel frame; supporting facilities; drainage pipeline

1672-609X(2017)02-0041-02

TD744

B

2017-01-16

姜浩刚(1965-)，男，山东莱州人，工程师，从事土建工程管理工作。