分層治理、集中疏導(dǎo)法治水在井筒中的應(yīng)用

文/郝永軍

分層治理、集中疏導(dǎo)法治水在井筒中的應(yīng)用

文/郝永軍

井筒是礦井的咽喉，副井提升系統(tǒng)作為礦井主要提升系統(tǒng)，井筒內(nèi)淋水較大不僅加快井筒內(nèi)管路和罐籠等設(shè)備的銹蝕速度，縮短設(shè)備的使用壽命，而且影響井筒內(nèi)設(shè)備運(yùn)行安全，特別是冬季結(jié)冰后，給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)更加嚴(yán)重的威脅。冀中能源峰峰集團(tuán)大淑村礦副井井筒采用分層治理、集中疏導(dǎo)法治水，即通過(guò)在井壁出水點(diǎn)下方用舊皮帶制作流水槽，將井壁上的淋水通過(guò)流水槽引至梯子間處，在梯子間處設(shè)置集水槽，將井筒內(nèi)的水收集到集水槽，集水槽內(nèi)的水通過(guò)軟管導(dǎo)入集水管路，最終將井筒內(nèi)的水引至-450水平涮腳池，實(shí)現(xiàn)廢物利用，達(dá)到了降本增效的目的。

一、礦井及副井井筒涌水概況

1.礦井概況

大淑村礦井田位于峰峰礦區(qū)東北部,南與薛村礦毗鄰,礦井南距峰峰集團(tuán)公司13km，東距邯鄲市22km，北距武安市16km。礦區(qū)鐵路專線直通礦井，在馬頭站與京廣線相連，交通便利,運(yùn)輸暢通。井田走向長(zhǎng)7km，傾斜寬2km，面積約14.5km2。2003年正式投產(chǎn)，2006年核定生產(chǎn)能力1.25Mt/a。開拓方式為立井、單水平、分區(qū)上下山開采開拓方式。礦井主井采用箕斗提煤,副井采用罐籠作為輔助提升。

2.副井井筒涌水概況

大淑村礦副井井筒直徑7m，井深660m，主要承擔(dān)礦井升降人員、提升矸石、下放材料等任務(wù)，副井井塔裝有JKM3.25×4（I）C型摩擦輪式絞車，裝備一對(duì)1t礦車雙層四車多繩罐籠。井筒安裝組合剛性罐道，罐道梁層間距為4m，內(nèi)設(shè)梯子間，并設(shè)有壓風(fēng)、供水、排水管路和動(dòng)力、通訊電纜等。井筒涌水位置距離井口約200m左右，累計(jì)長(zhǎng)度為180m，預(yù)計(jì)井筒涌水量為12m3/h左右。

大淑村礦通過(guò)對(duì)副井井筒淋水情況的調(diào)查，采用建井地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察相結(jié)合的方法，確定出水地點(diǎn)、涌水水量和出水方式，即一種為點(diǎn)出水，出水較為集中，出水量較大；另一種為混凝土滲水，出水較為分散，出水量較小。涌水對(duì)副井井筒內(nèi)的設(shè)備包括鋼梁、罐道以及提升鋼絲繩造成極大的腐蝕，并嚴(yán)重影響了人員與物料的提升，造成極大的不安全因素，特別是冬季結(jié)冰后，給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。

二、實(shí)施背景

雖然在井筒建設(shè)過(guò)程中采用地面預(yù)注漿、工作面注漿、壁后注漿等多種方案進(jìn)行數(shù)次淋水治理，但效果并不理想。加之大淑村礦采用副井井筒進(jìn)風(fēng)，淋水順井壁和罐道而下，受風(fēng)流擴(kuò)散作用的影響，不僅嚴(yán)重污染了礦井下井口環(huán)境衛(wèi)生和礦井生產(chǎn)，還影響了礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)行。井筒淋水落入罐窩后使用潛水泵排水，不僅增加了礦井生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)的投入，還給尾繩的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)較大的不安全因素。

為有效降低井筒淋水對(duì)井筒裝備的腐蝕性，延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命，改善檢修人員作業(yè)環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，大淑村礦多次召集專題會(huì)議對(duì)“疏”“堵”治水方案進(jìn)行充分論證和比較，經(jīng)綜合考慮后決定采用分層治理、集中疏導(dǎo)法對(duì)副井井筒淋水進(jìn)行治理。

三、實(shí)施方案

1.治水的特殊性

大淑村礦現(xiàn)正處于生產(chǎn)時(shí)期，生產(chǎn)任務(wù)繁重，副井提升任務(wù)量大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全日停產(chǎn)。因此生產(chǎn)期間治水有以下特殊性：

(1)大部分井筒在投入使用前都進(jìn)行過(guò)注漿等形式的封水處理，生產(chǎn)期間淋水的反復(fù)有其特殊性，情況復(fù)雜。

(2)因井筒的長(zhǎng)時(shí)間使用，井壁的支護(hù)強(qiáng)度有所降低，治水期間必須認(rèn)真分析支護(hù)情況，防止對(duì)井壁造成破壞。

(3)利用生產(chǎn)間隙進(jìn)行治水，作業(yè)時(shí)間受生產(chǎn)限制，要求設(shè)備必須簡(jiǎn)單，裝卸方便快速，施工組織緊湊，每日工作量在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

(4)生產(chǎn)期間治水，治水方法必須見效快，且簡(jiǎn)單易于操作。

(5)生產(chǎn)礦井的井筒治水次數(shù)少，設(shè)備的復(fù)用率低，需要盡量減少投入。

2.分層治理，集中疏導(dǎo)法治理過(guò)程

大淑村礦本著見效快、簡(jiǎn)單易行、投入低的原則，采用分層治理，集中疏導(dǎo)法治理副井井筒內(nèi)淋水，達(dá)到了預(yù)期效果。

一是改造罐籠。在罐籠頂部四周采用角鐵焊接制作集水槽，對(duì)罐籠頂部淋雨棚進(jìn)行開口，將井筒內(nèi)淋水收集到集水槽內(nèi)，集水槽內(nèi)的水通過(guò)管路在罐籠側(cè)幫流至罐籠底部，減少-450水平處淋水。

二是制作流水槽。在井壁出水點(diǎn)下方用舊皮帶制作流水槽，將井壁上的淋水通過(guò)流水槽引至梯子間處，在梯子間處設(shè)置集水槽，將流水槽內(nèi)的水進(jìn)行收集，集水槽內(nèi)的水通過(guò)軟管導(dǎo)入原集水管路，最終將集水槽內(nèi)的水引至-450水平涮腳池，實(shí)現(xiàn)廢物利用。

流水槽采用廢舊皮帶進(jìn)行制作，南側(cè)高、北側(cè)低，利用水自流的原理使流水槽內(nèi)的水流至集水槽內(nèi)，其與井壁固定方式采用射釘槍向井壁打設(shè)螺釘進(jìn)行固定，然后用鐵絲將皮帶固定為半圓形，皮帶固定后用易吸水、凝固、成型的速凝劑混合物或?yàn)r青等材料進(jìn)行密封。

集水槽為弧形設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合理，在井筒固定時(shí)能適應(yīng)井壁彎曲及凹凸?fàn)顩r。且內(nèi)設(shè)過(guò)濾裝置，防止雜物進(jìn)入造成堵塞。集水槽與井壁固定方式，采用沿集水槽邊上部處打∮18mm孔、用∮16mm×150mm膨脹螺栓固定的方法，安裝時(shí)，集水槽應(yīng)安裝在流水槽的出口處，在集水槽出水口采用2寸軟管將集水槽內(nèi)的水導(dǎo)入集水管路。

四、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

1.經(jīng)濟(jì)效益

副井井筒淋水治理前，副井井底每天排副井井底水倉(cāng)內(nèi)水需開泵10小時(shí)，每年耗電費(fèi)用為：

22KW ×10×365×0.6×0.7= 33726元/年

副井井筒淋水治理后，每天開泵3小時(shí)。每年耗電費(fèi)用為：

22KW ×3×365×0.6×0.7= 10117.8元/年

每年節(jié)約電費(fèi)為：

33726-10117.8=23608.2元/年

副井井筒淋水治理前，需每班安排專人在副井井底水倉(cāng)進(jìn)行開泵作業(yè)，淋水治理后，大淑村礦將副井底水泵司機(jī)崗位撤除，由主井底水泵工兼職，每天可節(jié)約3個(gè)工。可節(jié)約人工費(fèi)用為：

150×3×365=16.425萬(wàn)元/年

全年可節(jié)約費(fèi)用為：

16.425+2.36=18.785元/年

同時(shí)副井治水工作的完滿完成，改善了職工作業(yè)環(huán)境，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，保證了礦井的提升安全。

2.社會(huì)效益

大淑村礦通過(guò)對(duì)副井井筒淋水進(jìn)行治理，有效地降低了井筒淋水對(duì)井筒裝備的腐蝕，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，保證礦井副井提升系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。同時(shí)，還有效地改善了維護(hù)人員的工作環(huán)境以及鋼絲繩帶水所造成的環(huán)境污染，大幅降低了鋼絲繩銹蝕程度和冬季井筒結(jié)冰對(duì)井筒裝備的損害程度，確保了礦井提升安全，同時(shí)為下一步主井井筒治水提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有極大的社會(huì)效益。

（作者系冀中能源峰峰集團(tuán)大淑村礦礦長(zhǎng)）

（責(zé)任編輯：周瓊）