煤矿水泵房吸水井防煤泥淤积装置研究与应用

高运增

(北京天地华泰矿业管理股份有限公司，北京 100013)

作为矿井主排水系统重要的一环，煤矿井下水泵房吸水井内煤泥淤积一直是困扰矿井生产的一个难题。目前，针对煤矿井下水仓清淤工作，王建民等人提出了较多研究[1-3]，也都取得了良好的经济及社会效益。但针对更易发生淤积、对排水系统危害更大的吸水井煤泥淤积的防治问题少有研究。

水泵房吸水井淤泥一旦清理不及时，往往会导致淤堵主排水泵吸水龙头，影响矿井外排水，严重时大量糊状泥沙进入真空多级泵，加大水泵叶轮的磨损甚至毁坏叶轮。受施工空间影响，传统的吸水井清理工作耗费大量的人力物力，在清理过程中也往往面临有害气体威胁。

根据红庆河煤矿现场条件，利用压风做为动力，在中央水泵房吸水井内设计安装了防淤积装置，从根本上解决了水泵房吸水井煤泥淤积问题，避免了因水泵吸水龙头淤堵无法排水事故的发生，消除了大量泥沙一次性进入真空多级泵毁坏叶轮、人工进入吸水井清淤存在的安全隐患。

1 工程概况

红庆河煤矿采用立井开拓方式，分三个水平开拓。一水平设在3-1煤层中，标高为+677m；二水平设在4-2煤层中，标高为+630m；三水平设在6-3煤层中，标高为+570m。井底中央变电所、中央水泵房和中央水仓位于第一水平、副井井底车场东侧。

中央水仓的内水仓通过DN800管路和PXWⅠ-800型配水阀与中央水泵房1#吸水井联通，外水仓通过DN800管路和PXWⅠ-800型配水阀与中央水泵房5#吸水井联通。中央水泵房各吸水井之间通过DN800管路联通，且在2#、3#吸水井间设有PXWⅠ-800型配水阀门。

中央水泵房选用MDS450-95×8(P)型矿用高扬程自平衡型多级离心泵5台，正常情况2台工作，2台备用，1台检修。

沿副井井筒装备3趟DN300排水管路至地面污水处理站（见图1）。

矿井施工产生的废水和矿井涌水混合有大量的煤泥，经南北翼大巷直接排到井底中央水仓。尽管中央水仓口设有沉淀池，但因沉淀池较小，水流较快，沉淀效果比较差，大量煤泥直接进入中央水仓，导致吸水井内煤泥淤积也比较严重。

图1 主排水系统简图

由于吸水井较深，煤泥沉积后如采用人工清理，一方面淤泥清理和外运施工困难，费工、费时，另一方面工人下到吸水井内作业存在窒息和气体中毒的安全风险。

2 吸水井防煤泥淤积装置的加工

吸水井防煤泥淤积装置由DN50钢管、DN50弯管和DN50等径三通焊接加工而成。

利用电钻在钢管的上、下、左、右四个方向各钻1个Φ10mm气孔，气孔间距根据现场情况均匀分布，一般不大于250mm（见图2）。

装置加工尺寸可以根据矿井吸水井尺寸和矿井压风的压力做适当调整。

图2 防淤积装置加工示意图

3 吸水井防煤泥淤积装置的安装

从水泵房附近井下压风管路上引一路DN50压风管到水泵房内，在每个吸水井引一垂直风管与防煤泥淤积装置相连，在垂直风管上安装DN50球阀控制防煤泥淤积装置的供风和停风。

防煤泥淤积装置通过支腿放置在吸水井底，距离吸水井底部约350mm，距离吸水井周边约500mm（见图3）。

图3 防止吸水井泥沙沉淀装置组装示意图

4 吸水井防煤泥淤积装置的使用

启动主排水泵之前先将防煤泥淤积装置竖直进风管上的DN50球阀打开，压风通过风管到防煤泥淤积装置中，并从各气孔处吹出，将吸水井内临时沉积的煤泥吹起，与吸水井内积水混合均匀。通风5～10min后，将DN50球阀关闭，等吸水井内气泡消失后启动主水泵进行正常排水。压风管路现场安装图如图4所示。

图4 压风管路现场安装图

5 吸水井防煤泥淤积装置使用效果

吸水井防煤泥淤积装置安装使用之前，红庆河煤矿井下水泵房吸水井每半个月即需要进行一次人工清理。防煤泥淤积装置安装使用后完全解决了吸水井煤泥淤积问题，防煤泥淤积效果明显。

6 结语

（1）吸水井防煤泥淤积装置利用井下常备的压风系统将煤泥清理工作变为防止煤泥淤积的工作，从根本上解决了吸水井煤泥淤积问题。

（2）水泵启动前吸水井防煤泥淤积装置工作，将吸水井底层的泥沙和上层的水搅拌均匀，避免了糊状泥沙进入泵体的可能，提高了主排水泵运行的安全性。

（3）防煤泥淤积装置保证了吸水井不淤积煤泥，省去了传统的吸水井清理工作，使所有主排水泵都能时刻保持正常运转或完好备用，保证了矿井的最大排水能力，提高了矿井抗水害能力。