地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施

1、地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施?24?煤矿安全(Tol1391)地质条件复杂矿井采区排水恢复方案与实施常用根,苏中华,邢玉芬,张继伟(1.中NzC,&3学,江苏徐州221008;2.郑州煤业集团超化矿,河南新密452385)摘要:针对超化煤矿22采区突水淹没,地面注浆堵水结束后,水中杂质含量又较多,一般的排水设施无法满足要求.应用一种新的排水技术,设备和方案,快速安全地满足复杂工况条件下,排水的需要,提高了矿井排水设备技术的先进性和可靠性.较短的时间便恢复了该采区.关键词:排水方案;论证;串联中图分类号:TD744文献标识码:B文章编号:1003496X(2007)060024

2、042004年l2月30日超化煤矿22081工作面出水,涌水量达20002200m/h,造成了22采区的22121工作面,22081工作面,22041工作面及3条下山的大部分区段被淹,被淹巷道总长8060m,采空区积水量约为225900m.至2005年7月底,地面注浆堵水取得了明显的效果,涌水量降为250300m/h,8月份开始做22采区恢复的准备工作.2005年9月3日22采区3条下山(含辅助区段)的恢复工作正式开始,总工程量约3942m.施工工作主要是排水,清淤及巷道的维修.追排水期间以22岩石胶带下山迎头为主排水阵地,安装3台渣浆泵和飞力泵串联向下撵水;22轨道下山和22回风下山安装小型

3、潜水泵排出迎头渗水.在向下撵水恢复过程中,3条下山的水位标高高差不得超过5m.恢复巷道时,不得有露帮露顶现象的发生.在运输方式上,22胶带下山采用胶带运输;22轨道下山前方铺一部SGW一40T刮板输送机,然后通过胶带运输,通过西大巷溜煤眼运出;22回风下山在上车场口上方安装一部28t绞车,采用矿车运输,通过西大巷最后经副井提至地面.洋见图l.1超化矿22采区排水方案22采区注浆堵水工程结束后,确定涌水量趋于稳定不再有增大的可能时,采区的排水抢险工作开始由维持阶段转人下山跟进式排水清淤阶段.此时,总涌水量约为2503001TI./h.根据22采区淹没后三条下山不同程度的淤塞,制定如下排水方案.1

4、.1总体方案根据22采区的淤积情况,整个巷道水中含有大表25号,6号温度变化表施.但因该工作面为俯采工作面,不能采取注浆防灭火方法.虽采取了均压,下隅角挡风布,上下隅角抹黄泥堵漏等措施,因采空区面积大,局部堵漏效果不好,加上综放架子不配套,工作面推进速度过缓,又采了1个月,只推进了7m,最终综放工作面开采8个月,工作面推进57m,上隅角见烟,工作面封闭.7结论(1)埋管取样,测温法预测,预报煤岩的自然发火适用于倾斜长臂后退式开采工作面的采空区,具有准确性和直观性,有一定的推广价值.(2)此方法与束管监测系统相比,具有成本低,操作手段简单,效果相同,经济效果明显等特点.(3)此方法也适用于停采线

5、,高冒区的防火监测.作者简介:赵洪有,男,工程师,1993年毕业于阜新矿业学院,长期从事矿井通风与安全技术管理工作,现为九台市安全生产监督管理局工程师.(收稿日期:20061127;责任编辑:郭瑞年)煤矿安全(2007一O6)?25?o,2l由|山,/各zt23图122采区恢复排水设备布置及排水系统图量的煤浆,沙子,石子,水泥,杂质较多,排水的同时,必须清淤,无法运用常规的排水设备,实施采区恢复排水,经过研究采取边排水边清淤的方法,逐步进行巷道恢复.根据3条下山巷道淤塞的实际情况,把胶带巷,轨道巷作为排水的主要阵地,排水设备选用渣浆泵,在排水过程中不设临时水仓,当水泵扬程不够时,可采用多台渣浆

6、泵串联排水.同时巷道迎头使用耐磨型潜水泵,起到搅拌淤煤及给渣浆泵供水的作用.回风巷排水可在迎头安装潜水泵,通过各工作面上,下付巷车场将积水排至轨道巷.胶带巷,轨道巷清理的淤积物采用胶带机运输至22采区溜煤眼,后通过不同途径提升到地面.回风巷清理的淤积物采用矿车运输.1.2胶带巷的排水根据22进风行人巷巷道淤塞的不同情况,采用2种方法.(1)方法一(巷道淤塞不严重,水泵可下放至胶带巷和22进风行人巷交叉口).首先利用QKSGW一630550/230潜水泵(O=550In/h,H=230ITI,P=630kW)进行排水.在人车机头用l418矿工钢打桩,并焊成用于固定潜水泵锁管卡子的支架.把潜水泵及

7、其附件在小托车上组装好,接好2节DN300排水管,用卡子锁好,使用安装好的SDJ一28T绞车牵引水泵末端第二节水管.然后在卡子后面接好第三节管子,通过手拉葫芦,让水管完全离开卡子,接着打开卡子缓慢松开绞车绳,直到卡子能锁住第三节水管末端.重复以上工作,把潜水泵沿轨道一直下放,直到水泵推不下去为止.利用安装好的潜水泵,通过敷设的DN300管路,将水排至中央泵房.在22进风行人巷排水的同时,现胶带下山的水泵保持不动,连接和排水方式不变,以防止水量突然增大时使用.同时胶带下山只进行清淤工作.在22进风行人巷进行追水,当水位降至胶带巷和22进风行人巷交叉口平台处时,控制水位,拆除22胶带巷原排水泵及管

8、路,更换胶带机头原使用的1部JD一25绞车为SDJ一28T绞车,在22胶带巷新安装2台100ZD一50型渣浆泵(Q=360Ill/h,H=91Ill,P=200kW),1用I备,水泵固定在平板车上,分别使用胶带机头SDJ一28T绞车牵引,边排水边向下移动.敷设2趟DN150管路,1泵1管,通过22胶带巷将水排至中央泵房.同时在渣浆泵的吸水口上,安装管径为DN150软连管,在软连管后加工1个集水器,利用DN150软管分别连接2台BS2201.690MT型(Q=380ITI/h,H=21ITI,P=37kW)潜水泵,1用1备,潜水泵放置在巷道迎头水窝中,利用浮筒沿着巷道向下移动,承担搅拌淤煤及给渣

9、浆泵供水任务.随着水位的降低,渣浆泵固定不动,潜水泵可向下移动,同时延长渣浆泵和潜水泵之间的连接管路,进行排水.当水位降低至胶带巷和22进风行人巷交叉口以下时,在22进风行人巷新敷设2趟DN15排至中央泵房0管路,和2台渣浆泵的排水管连接,将排出的积水经22进风行人巷排至中央泵房.当水位继续降低,潜水泵扬程不足时,可向下移动渣浆泵,同时延长DN150主排水管路,采用上述方法继续排水.随着水位的降低,当渣浆泵扬程不足时,可再安装2台渣浆泵,1用1备,采用渣浆泵串联的方式排水.水泵固定在平板车上,使用胶带机头SDJ一28T绞车牵引,边排水边?26?煤矿安全(T0ta1391)向下移动.同时先安装的

10、渣浆泵可保持不动.继续进行追排水,当水位降低至22岩石变电所时,清理变电所内的淤煤,回收变电所内的设备和电缆.保持以上排水设备不变,继续进行排水清淤,直到22采区泵房.拆除泵房内的水淹设备及电缆,恢复22泵房排水设施,完善22采区排水系统.(2)方法二(巷道淤塞严重,水泵不能下放至胶带巷和22进风行人巷交叉口).22进风行人巷采用渣浆泵进行排水,在排水过程中不设立临时水仓.在22人车机头安装2部SDJ一28T绞车,同时安装2台100ZD一50型渣浆泵,1用1备,水泵固定在平板车上,使用机头SDJ一28T绞车牵引,边排水边向下移动.敷设2趟DN150管路,通过22进风行人巷将水排至中央泵房.同时

11、在渣浆泵的吸水口上,安装管径为DN150软连管,在软连管后加工1个集水器,利用DN150软管分别连接2台BS2201.690MT型潜水泵,1用1备,潜水泵放置在巷道迎头水窝中,利用浮筒沿着巷道向下移动,承担搅拌淤煤及给渣浆泵供水任务.随着水位的降低,渣浆泵固定不动,潜水泵可向下移动,同时延长渣浆泵和潜水泵之间的连接管路,进行排水.当22进风行人巷水位下降时,拆除22胶带巷排水设备,清除淤泥,同时更换胶带机头原使用的1部JD一25绞车为SDJ一28T绞车,作为渣浆泵牵引移动之用.当水位继续降低,潜水泵扬程不足时,可向下移动渣浆泵,同时延长DN150主排水管路,采用上述方法继续排水.随着水位的降低

12、,当渣浆泵扬程不足时,可再安装2台渣浆泵,1用1备,采用渣浆泵串联的方式排水.水泵固定在平板车上,分别使用胶带机头SDJ一28T绞车牵引,边排水边向下移动.同时先安装的渣浆泵可保持不动.继续进行追排水,当水位降低至22岩石变电所时,清理变电所内的淤煤,回收变电所内的设备和电缆.保持以上排水设备不变,继续进行排水清淤,直到22采区泵房.拆除泵房内的水淹设备及电缆,恢复22泵房排水设施,完善22采区排水系统.1.3轨道巷的排水(1)轨道巷的排水使用渣浆泵,采用渣浆泵串联排水,中间不设立临时水仓.(2)轨道巷的排水清淤和胶带巷并行开展,互相联系,保持两侧水位相对标高不超过5m.(3)在轨道巷安装2台

13、SDJ一28T绞车,安装2台100ZD一50型渣浆泵,1用1备,水泵固定在平板车上,分别使用SDJ一28T绞车牵引,边排水边向下移动.敷设2趟DN150管路,通过22进风流水巷将水排至中央泵房.同时在渣浆泵的吸水口上,安装管径为DN150软连管,在软连管后加工1个集水器,利用DN150软管分别连接2台BS2201.690MT型潜水泵,1用1备,潜水泵放置在巷道迎头水窝中,利用浮筒沿着巷道向下移动,承担搅拌淤煤及给渣浆泵供水任务.随着水位的降低,渣浆泵固定不动,潜水泵可向下移动,同时延长渣浆泵和潜水泵之间的连接管路,进行排水.(4)继续追排水,当水位降低至22081下副巷时,采用胶带巷检测巷道淤

14、积物的方法,对轨道巷下部淤塞情况进行测试.如果巷道淤塞不严重,可采用QKSGW一630550/230型潜水泵进行下部巷道排水;如果巷道淤塞严重,则继续采用渣浆泵进行下部巷道排水.(5)使用潜水泵或渣浆泵,采用上述方法,进行排水清淤,直到22泵房.1.4回风巷的排水.(1)回风巷不设立中间排水阵地,将回风巷迎头的积水使用潜水泵,通过各个车场直接排至轨道巷,再由轨道巷排水设施经22进风流水巷水沟,流人中央泵房.(2)回风巷的排水清淤要和胶带巷,轨道巷同步进行,保持3条巷道水位相对标高不超过5m.(3)在回风巷安装4台QBK45/155.5KW型潜水污泥泵(Q=45m/h,H=15m,P=5.5kW

15、),利用2趟DN50的胶管,边排水边向下移动,出水经各工作面上,下付巷车场排人轨道巷,后经轨道巷排水设施流至中央泵房.(4)继续追水清淤,直到22泵房.2淤泥的清理运输(1)22进风行人巷.22进风行人巷淤泥的运输使用矿车,由绞车直接提升至上平台,然后经副井提升至地面.(2)胶带巷.胶带巷淤泥的运输使用强力胶带机.在强力胶带机前段断开强力胶带,更换为阻燃七级整芯编织带,利用原驱动装置和机架,边排水清淤,边向下延伸.胶带巷上段清挖的淤积物主要是水泥,石子,沙子,淤积物经强力胶带机运至西大巷溜煤眼后,由矿车装载,经副井提至地面.胶带巷下段清挖的淤积物主要是淤煤,淤积物经强力胶带机运至西大巷溜煤眼后

16、,可直接进入主煤流,由主井提升至地面.煤矿安全(zoo7一o6)?27?(3)轨道巷.轨道巷淤泥的运输使用普通胶带机.恢复轨道巷前段的西大巷给煤机,在轨道巷铺设2部sSJ一650胶带机,边排水清淤,边向下延伸,将清理的淤积物通过胶带机运至西大巷溜煤眼.轨道巷上段清挖的淤积物主要是水泥,石子,沙子,淤泥经SsJ一650胶带机运至西大巷溜煤眼后,由矿车装载,经副井提至地面.轨道巷下段清挖的淤积物主要是淤煤,淤煤经胶带机运至西大巷溜煤眼后,可在西大巷强力胶带机尾铺设一部SGW一40T刮板输送机,将淤煤运输进入主煤流,由主井提升至地面.(4)回风巷.回风巷不设立排水阵地,故淤泥的运输使用矿车.在回风下

17、山的上部安装1部SDJ一28T绞车,通过巷道已铺设的轨道,将矿车提升至上平台,经副井提至地面.3供电方式(1)22采区水泵供电方式.22采区恢复排水期间,可在22轨道巷与22进风流水巷交叉口处放置2台KBSGZY一1Oo0/6型移动变电站,1台BGP9L一6A高爆开关,供胶带巷,轨道巷,回风巷排水电源,移变的供电电源分别来自中央变电所6高爆开关,22高爆开关.(2)22采区风机供电方式.22采区3条下山专用风机电源来自中央低压变电所19低压开关;备用风机电源来自中央低压变电所15低压开关.(3)22采区绞车供电方式.22采区3条下山绞车电源均来自转载仓变电所3低压开关.(4)22强力胶带供电方

18、式.22强力胶带供电电源来自中央变电所26高爆开关.4方案补充根据以上排水方案,由于22采区所排积水中带有煤泥,容易造成中央泵房淤泥沉积,影响排水设施正常运行,故考虑在中央泵房水仓入口处安装布置1套水煤分离系统,将水中的煤泥在进入水仓之前进行过滤,减少进入水仓中的煤泥含量和清挖水仓的次数,从而确保主排水系统安全高效运行.5结语按照制订的恢复工作计划,22采区恢复从2005年9月3日开始,在确保安全的前提下,克服诸多不利因素,在恢复过程中,我们将坚持”恢复一段,巩固一段”的原则,严格按照集团公司恢复施工的安全质量和工期要求,最大限度地实现平行作业,尽可能的缩短恢复工期.在22采区恢复过程中,我们始终把安全放在工作的第一位,制定了22采区恢复施工每个阶段的组织措施,防突水应急措施,22采区3条下山恢复的安全技术措施及其它专项安全技术措施,建立健全了22采区中下部人员出入管理制度及应急报警系统,从组织上,技