淄矿集团巴彦高勒矿井排水系统设计(最新版)

内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴巴巴彦彦彦高高高勒勒勒矿矿矿井井井排排排水水水系系系统统统改改改造造造方方方案案案设设设计计计淄博矿业集团设计院有限责任公司二○一五年十一月内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴巴巴彦彦彦高高高勒勒勒矿矿矿井井井排排排水水水系系系统统统改改改造造造方方方案案案设设设计计计淄博矿业集团设计院有限责任公司二○一五年十一月工程代号：F137工程规模：1000万ｔ/a院长：总工程师：副院长：设计编制人员名单专业姓名职称及职务签字职责机电徐正江工程师设计检查机电严斌工程师机电张永安高级工程师采矿杨文华工程师采矿孟壮工程师采矿郑方翔工程师采矿颜村副所长工程师所审机电李庆明所长工程师采矿丁亚军副院长高级工程师院审采矿李继强总工程师高级工程师目录目录........................................................................................................................-1-一、矿井概况............................................................................................................................................-1-二、矿井水文地质....................................................................................................................................-2-三、矿井中央泵房排水能力....................................................................................................................-3-四、矿井排水系统改造必要性................................................................................................................-4-五、排水系统改造方案............................................................................................................................-4-四、西翼直排泵房水泵选型..................................................................................................................-10-五、西翼泵房钻孔排水位置选址与选型......................................................................错误!未定义书签。六、西翼泵房水处理站选型..........................................................................................错误!未定义书签。七、水仓容量及断面的确定..........................................................................................错误!未定义书签。八、泵房水仓布置方案..........................................................................................................................-23-淄博矿业集团设计院有限责任公司2015年11月-1-一、矿井概况内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司是由山东淄博矿业集团有限责任公司和乌审旗世林化工有限责任公司共同出资组建的股份公司，山东淄博矿业集团占60%股份，世林公司占40%股份，矿井生产能力1000万t/a。矿井采用立井开拓，前期在井田东部边界附近工业广场内布置主立井、副立井和回风立井，井底水平+660m。主立井垂深612m，井筒直径8.2m，净断面52.8m2，装备二对36t箕斗，承担矿井的煤炭提升及部分进风任务；副立井井口到井底车场垂深611m，井筒直径9.0m，净断面63.6m2，装备一对一宽一窄罐笼、交通罐和玻璃钢梯子间，主要担负矿井的矸石、材料、设备运输和上下人员等辅助运输任务，为矿井的主要进风井兼安全出口；回风立井垂深611m，井筒直径7.0m，净断面38.5m2，装备玻璃钢梯子间，为专用回风井兼安全出口，服务于一、二、五分区，即11、21、31、12、22、32、15、25、35盘区。后期在井田中部增设一回风立井，主要服务于三、四分区，即13、23、33、14、24、34盘区。全井田共划分三个水平，第一水平设在主采煤层3-1煤层中，开采2-1、2-2中和3-1煤，第二水平设在4-1煤层中，开采4-1和4-1下两层煤，第三水平设在5-1煤层中，开采4-2上、4-2中、4-2下、5-1和5-2五层煤。井田平面上分为5个区，东西大巷以北为2个区，大巷以南为2个区，北部大巷以东区域为1个区，全井田共分为15个盘区，编号分别为：一水平11、12、13、14、15盘区，二水平21、22、23、24、23盘区，三水平31、32、33、34、35盘区。盘区编号的两位数第1位为水平号，第2位为水平盘区号，如12盘区：是第一水平的二盘区。首采区为11盘区，主采3-1煤，采用长壁式综合机械化采煤法，一次采全高采煤工艺。矿井在副井井底车场附近建有主排水系统，设中央泵房、水仓；泵房内安设5台BQ550-688/18-1600/W-S型矿用隔爆潜水电泵，水泵配用YBQ-1600/4-S(10000)型矿用隔爆型潜水电泵用电动机，预留1台潜水泵位置。正常涌水期2台工作，2台备用，1台检修，最大涌水期3台工作。排水管路选用3趟D377×18型环氧树脂复合钢管(基材是无缝钢管)，管路沿副井井筒敷设至地面。正常涌水期2趟管路工作，1趟备用，最大涌水期3泵3管运行。水仓容量8159m3。此外，本矿井设置抗灾潜水泵，潜水电泵排水系统选用3台BQ550-688/18-1600/W-S型矿用隔爆潜水电泵，配用YBQ-1600/4-S(10000)型矿用隔爆型潜水电泵用电动机，最淄博矿业集团设计院有限责任公司2015年11月-2-大涌水期3台工作。矿井在副井底车场附近建井下矿井水处理站，设计处理能力960m3/h。处理后矿井水由中央泵房水泵排至地面储水池，再通过水泵经两趟D450×32PE管排至七一水库，管路长度约为17km。二、矿井水文地质1、水文地质呼吉尔特矿区巴彦高勒井田的直接充水含水层以裂隙含水层为主，孔隙含水层次之，直接充水含水层的富水性微弱，补给条件和径流条件较差，以区外承压水微弱的侧向径流为主要充水水源，大气降水为次要充水水源；煤层虽位于地下水位以下，但直接充水含水层的单位涌水量q0.1L/s·m（q=0.00440～0.0651L/s·m）；间接充水含水层萨拉乌素组（Q3s）孔隙潜水含水层的单位涌水量q=1.00～5.00L/s·m，富水性强，区内没有水库，无湖泊等地表水体，无常年地表径流，潜水含水层与煤层的间距较大，平均在500m以上，水文地质边界简单，地质构造简单。巴彦高勒井田总体地形北高南低、西高东低，海拔标高1262.4～1293.1m，井田内地形平缓，属于风积半流动和半固定沙丘地貌，新月形沙丘，新月形沙丘链及格状沙丘遍布全区，具风积半沙漠高原地貌特征。井田内没有常年地表径流，雨季大气降水汇集于洼地之中，通过风积砂渗入地下，补给松散层潜水含水层。根据2012年11月山东泰山地质勘查公司编制完成了《内蒙古呼吉尔特矿区巴彦高勒矿井水文地质补充勘探报告》，全矿井的正常涌水量为796.86m3/h，最大涌水量为1195.29m3/h。依据《煤矿防治水规定》（2009年），矿井的正常涌水量超过180m3/h（西北地区），水文地质类型应为复杂，因此矿井按照水文地质条件复杂性设防。2、矿井实际涌水量矿井首采区为11盘区3-1煤，31101工作面已回采完毕，现回采31102工作面，根据矿井实际揭露，工作面涌水较大，矿井现正常涌水达到900m3/h。根据矿井接续，矿井已对12盘区3-1煤层开拓，预计明年3月份12盘区首采面回采，预计12盘区回采时正常涌水量826m3/h，最大涌水量1240m3/h。矿井11盘区、12盘区2个工作面同时生产时，矿井正常涌水量1726m3/h，最大涌水量2589m3/h（正常用水量1.5倍）。淄博矿业集团设计院有限责任公司2015年11月-3-三、矿井中央泵房排水能力矿井中央泵房安装有5台BQ550-688/18-1600/W-S型矿用隔爆潜水电泵，配用YBQ-1600/4-S(10000)型矿用隔爆型潜水电泵用电动机。正常涌水期2台工作，2台备用，1台检修，最大涌水期3台工作。泵房预留1台潜水泵位置。排水管路选用3趟377×18型环氧树脂复合钢管(基材是无缝钢管)，分段选择壁厚。正常涌水期2趟管路工作，1趟备用，最大涌水期3泵3管运行。在地面排水管路上配置了Z941H-25DN350PN2.5MPa电动闸阀，水泵出口设置了Z441H--100型DN250PN10MPa楔式闸阀与HH44X--100型DN250PN10.0MPa缓闭微阻止回阀。水泵的运行工况如下：旧管(管路淤积阻力系数取1.7时)：流量635m3/h，扬程651m；新管(管路未淤积时)：流量651m3/h，扬程639.5m，效率79%。矿井主排水潜水泵排水能力见下表主排水潜水泵技术参数表内容单位技术参数新管旧管排水设备水泵型号BQ550-688/18-1600/W-S水泵台数台5电机型号YBQ-1600/4-S(10000)电机参数1500r/min1600kW排水管路3-DN377×18正常涌水期水泵工作台数台22排水管工作趟数22流量m3/h651635扬程m639.5651效率%7980.5排水能力m3/h13021270最大涌水水泵工作台数台33排水管工作趟数33流量m3/h651635淄博矿业集团设计院有限责任公司2015年11月-4-期扬程m639.5651效率%7980.5排水能力m3/h19531905四、矿井排水系统改造必要性根据矿井开采、开拓情况，矿井在11盘区、12盘区各一个工作面生产，结合矿井下一步对盘区调整，为解决工作面附采时，原煤含水量大问题，13盘区工作面走向调整为东西走向，12盘区工作面走向也为东西走向，工作面为仰采，工作面涌水流入采空区，考虑老空积水影响盘区内接续工作面安全，在盘区西部边界处，垂直于3-1煤大巷沿煤层布置两条排水巷（一进一回、间距30m），在低洼处设置集中排水点，对工作面、采空区进行排水。同时矿井西翼三条大巷沿煤层掘进，3-1煤层大巷起伏变化、矿井涌水量变化等条件，对矿井排水系统进行改造必要性分析如下：1、矿井11盘区、12盘区同时生产时，矿井正常用水量为1726m3/h，最大用水量2589m3/h。矿井现主排水系统正常排水能力1270m3/h，最大排水能力1905m3/h，矿井现有主排水系统排水能力不足。2、矿井定位为水文地质复杂矿井，根据《煤矿安全规程》规定，抗灾潜水泵排水能力不小于最大用水量，现有3台抗灾潜水泵能力不足。3、西翼三条大巷为沿煤层掘进，掘进到11、12盘区边界时底板标高为+630m，井底车场标高为+660m，盘区涌水无法自流