东荣二矿井下生产供水的现状分析

东荣二矿井下生产供水的改造分析——龙煤集团双鸭山分公司东荣二矿水电科王兴涛东荣二矿自1995年投产后，其井下供水水源采用井下排出的污水，经水池自然沉降洁净后，通过自然压差反供于井下，经过几年的运行后，矿井供水多次出现水量、水压不足的现象，对生产的正常进行影响十分严重。经过多次对地面管路及井下管路的调查，具体分析如下：二矿井下供水系统在二矿投产后形成地面两趟Dg150管路入井后汇为一条Dg100管路，且一条为静压自流供水，一条为压力供水，供水平面图及系统图如下：Dg400净水地Dg150压力供水泵站沉降水池副井···ADg150·Dg50-250.00米-500.00米CBE副井口+68.00米Dg150静压供水储水池·D∏d24∏×0.124∏d24一、从水量上分析二矿井下供水系统副井筒壁的Dg100管路在应用中结成环状水垢10mm厚，如果Dg100管路的内径按100mm考虑，此供水管内径已变为80mm，根据二矿最初的设计，井下用水时为15.55L/S（此水量已考虑，井下消防和20%的未预见水量）那么，对比计算如下：供水系统的水力计算规定，生产供水管内水速不宜超过2m/S，消防管路水速不宜超过2.5m/S。此系统按消防管路计算：Q=F·VQ—流量m3/sF—过流面积m2V—流速m/sQ1=·V=×2.5=19.63L/S＞15.55L/SQ2=·V=×2.5=12.56L/S＜15.55L/S通过对比计算，供水系统的井壁管管径已不能满足使用要求，必须清除水垢后管径达到设计要求。另外根据流体的连续性原理，只要储水池水位满足要求，那么水源性供水不足就可排除在外。二、从压力上分析按静压自流供水分析，通过系统图可断定-250用水点为最不利供水点，那么如果-250用水点的水量，水压满足要求，其它用水点就都会满足要求。对系统工况可作如下验算根据流体的连续性原理及伯努力方程。假设-250用水点全部阀开不计管路损失，那么D点流速水头为：∏×0.0824aVd22Y∏dB24∏dD24522×10P8γPAγEA++=ED++PD,PA,VA,其数值可视为零=(EA-ED)+())+=68+250=318m此流速水头远远超过使用要求，所以必须考虑减压措施。根据消防管路出口流速为5m/S即VD=5m/S那么B点流速为：Q1=Q2·VB=·VDVB=×5=1.25m/s故B点静压力为ZB+++=ZD++=(250-568)－+PB=负值经过上述分析，自储水池至用水点必有一段管路处于负压状态，所以此段管路必须密封严密，才不至于吸入空气，如果管路存有空气，就会形成气塞，造成供水不足。二矿地面有两条供水管路建设施工时都没有做密封性试验，不排除进气的可能。为此建议如下：1）在井下用水量小时也就是管路负压小时，无需开启水泵，但必须在管路上设置自动排气装置，随时排出气体，避免形成气塞。aVA22g2gaVD2PA-PDγ502410024PBrVD22gPDrVD22g1.2522×10PDγ2gaVD2aVA22gPBγ2）在井下用水量大时开启地面补水泵，降低管路真空度，避免气体的吸入，少量气体也会从排气装置排出。如果井下管路出现跑、冒、漏的严重现象，也会造成用水点水量、水压不足的现象。针对此种现象，可在副井下-250、-325、-380、-337、-440等采掘工作面的管路上安装毕托管监测水流的流速水头及测压管水头，如果总水头不变的情况下，测压管水头降低极快，那么可断定此段管路有漏水点，这样，就有利于及时发现事故点并及时处理。随着二矿采面的延伸及产量的提高，建矿时的设计用水量已远远不能满足要求，供水不足现象日趋严重。2008年10月份，经公司同意对二矿井下供水管路进行了技术性改造，地面管路改为Dg200钢管及Dg150两趟静压供水管路，井筒壁管路改为Dg150钢管。改造后，经过一年多的运行，井下生产用水没有出现过水量不足的现象。且补水泵也没有开启过，年节省电费360天*37千瓦*24小时*0.5元/度电=16万元。通过对比及改造，其经济效益十分可观。经过分析，管路的用水水量、水压不足，不外是两种原因：一种是水源性供水不足；一种是漏水性压力不足。只要控制住这两点，那么，生产供水就能保证使用。