井下供水管網(wǎng)技術(shù)改造與井下水再利用

■王銀彬 ■珙泉煤礦機(jī)電副礦長， 四川 宜賓 644000

1 礦井生產(chǎn)概況

1.1 礦井概況

珙泉煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力450kt/a，1989年簡易投產(chǎn)。目前礦井已采完了一水平，正在開采二水平，準(zhǔn)備三水平。2010年最大涌水量為321m3/h，最小涌水量為151m3/h，平均涌水量為221m3/h。其中采空區(qū)的清水量約占礦井涌水量的55%，可利用的清潔水源量大。

1.2 礦井供水管網(wǎng)現(xiàn)狀

(1)礦井地面蓄水池位于礦井西風(fēng)井(水平標(biāo)高+658)，儲量為200m3，水源取至井田東北角洛普河邊的魚孔泉(水平標(biāo)高+340)，采用二級抽水提升方法抽至西風(fēng)井蓄水池，即一級抽水從漁孔泉采用型號為150D30*4，功率90KW多級泵抽至西村400m3水池(水平標(biāo)高+412)，二級抽水從西村水泵房采用MD100－45*9，功率為160KW水泵抽至西風(fēng)井水池。

(2)礦井生產(chǎn)用水從西風(fēng)井蓄水池安裝一趟?108*5無鏠鋼管沿進(jìn)風(fēng)斜井→西一排矸斜井→西大巷;從西大巷分為兩趟，一趟為從西大巷安裝一趟?159*5無鏠鋼管沿西二車場→24回風(fēng)山(?108*5無鏠鋼管)→24區(qū)下部三區(qū)段→分至24區(qū)各區(qū)段(DN50鍍鋅管)，另一趟為安裝?108*5無鏠鋼管沿22區(qū)人行上山至+150主運(yùn)輸線，從中分至各區(qū)段(DN50鍍鋅管)。

1.3 現(xiàn)有礦井用水量

(1)綜采工作面:采煤工作面用水包括煤層用水、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、支架及放煤口噴霧、回風(fēng)順槽凈化水幕、支架用液等，根據(jù)采煤機(jī)參數(shù)及現(xiàn)場實(shí)際，一個(gè)綜采工作面防塵等用水約450m3/d。礦井現(xiàn)綜采面為一個(gè)。

(2)掘進(jìn)工作面:綜掘工作面防塵用水包括掘進(jìn)機(jī)噴霧、濕式防塵、轉(zhuǎn)載點(diǎn)防塵、錨噴支護(hù)、風(fēng)流防塵水幕等，根據(jù)綜掘機(jī)參數(shù)及現(xiàn)場實(shí)際用量統(tǒng)計(jì)，一個(gè)綜掘頭用水量約為125m3/d;巖巷掘進(jìn)頭防塵用水風(fēng)鉆防塵、風(fēng)流防塵水幕、錨噴支護(hù)等，每個(gè)巖巷頭防塵等用水量約為85m3/d?，F(xiàn)礦井綜掘頭為一～二個(gè)，普掘頭8個(gè)，平均實(shí)際用水量為800m3/d。

2 礦井管網(wǎng)改造方案

2.1 方案提出

(1)根據(jù)珙泉煤礦生產(chǎn)布局和礦井水文地質(zhì)條件，提出充分利用礦井老塘水作為生產(chǎn)用水，以解決長期依賴地面高位水池供水的情況。利用西二采空區(qū)礦井水水量大，水質(zhì)較多的特點(diǎn)，在西二采區(qū)一水平已封閉的145底板道內(nèi)(水平標(biāo)高+435)修建一座水池，從水池敷設(shè)管道與西大巷管網(wǎng)連通，使該水池的水自流入主網(wǎng)管路供水，此方案建設(shè)水池成本低、水源穩(wěn)定且水量大(平均年統(tǒng)計(jì)約100m3/h)，連接管網(wǎng)較短，地理位置較礦井生產(chǎn)用水區(qū)較高，可實(shí)現(xiàn)自流等特點(diǎn)。

(2)可行性分析:新建的水池?zé)o論從水源水量100m3/h，即2400m3/d≥井下礦井全部用水量2100m3/d，同時(shí)由于西二大巷水平標(biāo)高為+420，低于145水池水平標(biāo)高+435，水流可自流入。

2.2 建立西二145水池

將已封閉145底板道啟動，利用145底板道修建沉淀處理池(水平標(biāo)高+435)、過濾池，再用管道引入145石門連巷修建潔凈池。145底板道的采空區(qū)老塘水正常涌水量約為100m3/h。

(1)水池修建:首先在145里段密閉里引反水管道引入沉淀池，沉淀池規(guī)格為寬2米、長10米、高1.8米，容量約為36m3;沉淀池后進(jìn)入過濾池，過濾池規(guī)格為寬2米，長10米、高1.5米，容量約為30m3進(jìn)行兩級過濾后接入潔凈池，由于145石門連巷較長特點(diǎn)，水池規(guī)格可為長100 米、寬2 米、高1.5 米，容量約為300m3。

(2)水池水質(zhì):由于西二老塘采空區(qū)已開采結(jié)束5年，采空區(qū)涌水量穩(wěn)定，水質(zhì)中雜質(zhì)較少，基本不含油，老塘采空區(qū)水經(jīng)過平流式硫酸鋁混凝沉淀后進(jìn)入過濾池，過濾池可采用石英沙二級過濾后，基本看不見懸浮固體物，水質(zhì)潔凈度較高。

2.3 管網(wǎng)構(gòu)建

從145潔凈水池敷設(shè)一趟?159*5無鏠鋼管與西二大巷的主供水管連通，由于原從西二回風(fēng)安裝那趟供水管管道破損嚴(yán)重維護(hù)困難，因此將其故拆，新從24區(qū)人行上山敷設(shè)一趟?159*5無鏠鋼管至+150運(yùn)輸大巷，使井下水池水流從西二大巷東、西兩端經(jīng)過主管沿兩條和人行上山供給22區(qū)、24區(qū)生產(chǎn)用水。

3 工程估算

3.1 管網(wǎng)改造工程內(nèi)容

(1)修建145沉淀池一個(gè)、過濾池一個(gè)、潔凈池一個(gè)。修建時(shí)利用原有報(bào)廢巷道，將巷道底板進(jìn)行硬化、防滲處理，四周墻體加固。

(2)敷設(shè)無鏠鋼管?159*5約1200米，?108*5約1000米。

3.2 費(fèi)用估算

總工程費(fèi)用蓄水池修建 20萬元 1萬元 1萬元 30d 無影響 22項(xiàng)目 基建費(fèi)用 設(shè)備費(fèi)用 鋼管及附件費(fèi)用 工期 與生產(chǎn)的關(guān)系萬元管網(wǎng)改造 2萬元 2萬元 30萬元 15d 無影響 34萬元

合計(jì)總工程費(fèi)用估算:56萬元。

4 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性效果

4.1 井下145蓄水池投用后。

由于水質(zhì)、水量均達(dá)到礦井生產(chǎn)用需求，地面西風(fēng)井水池只作為保安水池，不再從漁孔泉取水，礦井井下生產(chǎn)用水噸煤成本幾乎為零(除初期管路、水池投入外)。

4.2 按生產(chǎn)用水每天實(shí)際用水量2100m3/d計(jì)算。

若從漁孔泉取水抽至西風(fēng)井蓄水池，取水電耗為:

(1)從漁孔取水抽往西村水池:水泵型號為:150D30*4 額定流量為150m3/h，功率90KW，效率76%。則取水電耗約為0.6KWh/m3。

(2)從西村水池取水抽往西風(fēng)井水池。水泵型號為:MD100－45*9，額定流量為100m3/h，功率160KW，效率79%。則取水電耗約為1.6KWh/m3。

(3)根據(jù)以上計(jì)算得生產(chǎn)用水取水電耗約為2.2KWh/m3，即使不算水泵、管道維護(hù)、折但成本，按平均電價(jià)0.55元/KWh計(jì)算，取水直接電力成本為1.2元/m3，平均礦井用水取水成本約為2520元。即年平均生產(chǎn)用水取水電力成本約為75.6萬元(每年按300天生產(chǎn)計(jì))。

以上可看出進(jìn)行井下管網(wǎng)改造，一年即可從電力節(jié)約75.6萬元，收回井下管網(wǎng)改造費(fèi)用，從長期來看利用礦井水作為生產(chǎn)用水，投資省見效快，降低成本、節(jié)約能源。

5 結(jié)語

通過珙泉煤礦礦井水利用和對井下管網(wǎng)改造，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)，即解決了井下生產(chǎn)用水緊張，地面抽水成本高，又充分使礦井水再利用，變廢為寶，同時(shí)節(jié)能降耗效果顯著。