仙亭煤礦三采區(qū)+580m生活供水系統(tǒng)改造探討

摘要：電力成本支出是礦井經(jīng)營管理的重要內(nèi)容，節(jié)約電能是提高經(jīng)濟效益的一條重要途徑。從系統(tǒng)節(jié)電考慮，擬對生活供水系統(tǒng)進行改造：在+580m水平管路上山處安裝2臺管道泵，將水引至+660m水倉，在+660m水平再安裝2臺離心泵，采用正壓抽水到上京生活服務(wù)公司+783 m高位水池。現(xiàn)就該供水系統(tǒng)改造的可行性進行探討。

關(guān)鍵詞：生活供水系統(tǒng)；改造；節(jié)能；效益

一、概況

1、+580m生活供水水源。該引水工程由121地質(zhì)大隊負責(zé)。根據(jù)資料查找和相關(guān)人員了解，鉆孔水+500涌水量約260m3/h。鉆孔水→供水管路（φ200-1250m）→排水管路（φ150-200m）→+580m生活泵房→排水管路（φ200-650m）→+783m分公司水池。2013年10月20日，經(jīng)現(xiàn)場測試+500m引水管路出口處正常供水時壓力：1.10Mpa，閘閥關(guān)閉靜止壓力：1.40Mpa，+580m引水管路出口處正常供水流量約120m3 /h ，閘閥關(guān)閉靜止壓力：0.35Mpa。

二、生活供水系統(tǒng)改造方案

利用+660 m絞車房及石門巷道進行清理、擴刷、砌碹，建成水倉、泵房、及配電室，水源從+500m水平經(jīng)φ150mm管路→+580m水平（裝管道泵）→經(jīng)φ200mm管路到達+660m水池→經(jīng)水泵排至+783高位水池。

三、改造后系統(tǒng)能力校驗

根據(jù)分公司生活服務(wù)公司提供的日最大用水量約2800m3，水泵按20小時運轉(zhuǎn)，則水泵最小流量必須達140m3/h以上。

管道泵的選擇

1.水泵必須具備的總排水能力

QB≥24/20qz=1.2 qz=1.2×117=140.4 m3/h

式中：QB ---水泵具備的總排水能力，m3/h

qz---礦井正常用水量，m3/h

2.管道泵安裝位置的確定

經(jīng)實測，+500m靜壓試驗壓力為1.4Mpa，理論上能將水壓到的高度為 H=P/（ρg） =1400000/1000×9.8m=142.8m

式中：P ---靜壓試驗壓力，pa

ρ---水的密度，kg/m3

g---重力加速度，9.8m/s2

3.水泵所需揚程的估算

=62.5m

式中：Hc---測地高度，即水倉最低位至排水管出口間的高度差，一般可取Hc=井底與地面標(biāo)高差+4（井底車場與水倉最低水位距離）m。

---管路效率。當(dāng)管路架設(shè)在斜井，且傾角>30°時，=0.83～0.8；當(dāng)=30°～20°時，=0.8～0.77；當(dāng)<20°時，=0.77～0.74。

4.初選水泵

根據(jù)計算所得流量QB、揚程HB，查泵類產(chǎn)品樣本，初步?jīng)Q定選用ISG150-250（I）B型管道泵，其額定流量Qe=173 m3/h，額定揚程He=60m。則：選擇2臺水泵，一臺工作，一臺備用。

5.管徑選擇

式中：d/p---排水管內(nèi)徑， m

Qg---通過管子的流量，m3 /h

Vp------ 排水管內(nèi)的流速，取2.2m/s

據(jù)測試，到+580m水平流量達不到173m3/h

因此，現(xiàn)有6寸排水管路能夠滿足要求。

6.水泵校驗

（1）ISG150-250（I）B型水泵額定流量為Qe=173m3/h×20h=3460m3/h，能夠滿足日最大需水量2800m3的要求。

（2）水泵總揚程H=（660-620）×1.2+10（反沖洗壓力損失）

=58m<60m（水泵額定揚程）

因此，水泵的揚程也能滿足要求。

+660m離心泵的選擇

1.水泵必須具備的總排水能力

QB≥24/20qz=1.2 qz=1.2×117=140.4 m3/h

2.水泵所需揚程的估算

=159.7m

式中：Hc---測地高度，即水倉最低位至排水管出口間的高度差，一般可取Hc=井底與地面標(biāo)高差+4（井底車場與水倉最低水位距離）m。

---管路效率。當(dāng)管路架設(shè)在斜井，且傾角>30°時，=0.83～0.8；當(dāng)=30°～20°時，=0.8～0.77；當(dāng)<20°時，=0.77～0.74。

3.初選水泵

根據(jù)計算所得流量QB、揚程HB，查泵類產(chǎn)品樣本，初步?jīng)Q定選用150D30*5型離心式水泵，其額定流量Qe=155 m3/h，額定揚程He=150m。則：選擇2臺水泵，一臺工作，一臺備用。

4.管徑選擇

式中：d/p---排水管內(nèi)徑， m

Qg---通過管子的流量，m3 /h

Vp------ 排水管內(nèi)的流速，取2.2m/s

因此，現(xiàn)有6寸排水管路能夠滿足要求。

四、供水系統(tǒng)改造工程方案資金概算

（一）礦建工程及資金概算

（二）機電及安裝工程資金概算

+580 m生活泵房安裝ISG150-250（I）B型管道泵2臺；+660m安裝150D30*5離心泵2臺、+580m至+660m 猴車上山施工提升運輸系統(tǒng)等。

五、方案可行性分析

（一）經(jīng)濟分析

1.系統(tǒng)改造初期需投入28.76萬元

2.運行費用分析比較（與系統(tǒng)改造前比較）

系統(tǒng)改造后電耗分析及電耗費用： 水泵移至+660m年耗用電量：（45+110）kW*14h/天*365d=79.2萬kWh，年用電費用79.2萬kWh*0.8/kWh=63.36萬元

原系統(tǒng)電耗分析及電耗費用：現(xiàn)+580 m生活水泵年電量：185kW*14h/天*365d=94.54萬kWh，年用電費用94.54萬kWh*0.8/kWh=75.6萬元

年效益：系統(tǒng)改造后可節(jié)省年用電費用94.54萬kWh -79.2萬kWh =15.34萬kWh*0.8元/kWh=12.27萬元。

（二）投入產(chǎn)出分析

系統(tǒng)改造需投入資金28.76萬元，按服務(wù)年限5年計折舊5.752萬元/年。因此系統(tǒng)建成后年綜合效益為12.27-5.752=6.518萬元/年，投資28.76萬元需28.76/6.518=4.4年收回成本。

結(jié)束語

綜上系統(tǒng)改造初期需投入資金28.76萬元，要4.4年回本，年可節(jié)省電費12.27萬元。因此，初步認為仙亭煤礦三采區(qū)+580m生活供水系統(tǒng)改造方案可行。

參考文獻：

[1]《流體機械》 張景松編 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 2003.10

[2]D系列臥式多級離心泵說明書 長沙佳能通用泵業(yè)有限公司，2012.5

作者簡介：林維星，機電技術(shù)員 ，2011.7畢業(yè)于龍巖學(xué)院礦山機電專業(yè)