一種煤礦透水事故兩級懸浮快速排水新方法在工程中的實(shí)踐與應(yīng)用

劉佳星

（鄂托克旗天隆機(jī)械制造有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000）

1 提出問題

傳統(tǒng)的排水救援方法現(xiàn)已非常成熟，應(yīng)用十分廣泛，但對于透水量大，且水位極不穩(wěn)定的情況下，如神華烏海能源公司駱駝山煤礦透水事故，該礦井透水水源來自16#煤底板奧灰水，水源壓力大且源源不斷，排水量一旦減小水位迅速上升，將水泵淹沒在巷道中間，非常不利于下一步搶險(xiǎn)救援工作的開展，新型兩級懸浮快速排水方法正是克服了傳統(tǒng)排水救援方法的不足和弊端。

2 分析問題

礦山透水事故兩級懸浮快速排水救援新方法正是在克服上述傳統(tǒng)的排水救援方法的弊端基礎(chǔ)上提出的，研制目的是為礦山透水事故救援提供一種科學(xué)、高效、準(zhǔn)確、成本較低的新方法，為礦山透水事故快速排水救援提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐，在降低成本的情況下大幅度地提高了排水效率，為礦井透水事故安全、快速、高效救援保駕護(hù)航[1]。與傳統(tǒng)的排水救援方法相比較具有如下優(yōu)勢：①礦山透水事故兩級懸浮快速排水新方法打破了傳統(tǒng)的將水泵直接沉入水中進(jìn)行排水的方式，利用物理學(xué)上阿基米德浮力定律創(chuàng)造了“懸浮排水”的新方法，是物理學(xué)的阿基米德浮力定律在工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用，充實(shí)了水災(zāi)救援理論和實(shí)踐。②傳統(tǒng)的一級水泵排水方法中存在水泵沿著巷道底板布置且人工搬運(yùn)水泵的弊端，該種兩級懸浮排水救援新方法是依靠浮力伴隨著水位的下降實(shí)現(xiàn)水泵自動下降，不需要人工不斷地搬移水泵，克服了傳統(tǒng)的排水方法工作量大、工人勞動強(qiáng)度大、用工多、排水效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大的弊端[2]。③該種礦山透水事故兩級懸浮快速排水新方法工人勞動強(qiáng)度小、施工工藝簡單、成本低，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

3 解決問題

3.1 礦井概況

神華烏海能源公司駱駝山煤礦屬基建礦井，斜井—立井開拓，有三個井口，主、副、風(fēng)井，分兩個水平（+920、+870）。煤炭科學(xué)研究總院西安研究院鑒定該礦為水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井。

3.2 工作原理

該種礦山透水事故后兩級懸浮快速排水救援方法以此為切入點(diǎn)并結(jié)合物理學(xué)阿基米德定律“水的浮力”的思想，同時(shí)利用兩級排水的模式，將巷道透水迅速、穩(wěn)定排至地面。浮桶及輔助水泵在水中受力。

輔助水泵與浮桶所受的重力G 重等于水的浮力F浮。

即：F浮=G重

輔助水泵與浮桶所受的側(cè)向壓力F1與側(cè)向壓力F2 相等。

即：F1=F2

該種礦山透水事故兩級懸浮快速排水救援新方法充分利用物理學(xué)中阿基米德定律“水的浮力”的理論思想，實(shí)現(xiàn)輔助水泵在巷道積水中懸浮，避免了支水泵沉在巷道底板，被淤泥、雜物埋沒或堵塞。將主排水泵固定在平板車上，且兩臺輔助水泵的排水能力略大于主水泵排水能力，即：

式中，Q總——主排水泵排水量，m3/h；

Q輔1——1 號輔助水泵排水量，m3/h；

Q輔2——2 號輔助水泵排水量，m3/h。

輔助水泵隨著水位下降而下降，主水泵根據(jù)水位下降情況，絞車司機(jī)根據(jù)現(xiàn)場信號工發(fā)出的信號執(zhí)行提放車工作，因此，輔助水泵、主水泵均可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)排水，這就是兩級懸浮快速排水方法的工作原理和步驟。

4 結(jié)語

該種礦山透水事故兩級懸浮快速排水新方法打破了傳統(tǒng)的將水泵直接沉入水中進(jìn)行排水的方式，創(chuàng)造性地提出了“兩級”“懸浮”的新方法，既保證了水泵懸浮在水面，又保證了連續(xù)排水的新思路和方法，充實(shí)了礦山透水事故排水救援領(lǐng)域技術(shù)和理論。

該種礦山透水事故兩級懸浮快速排水新方法工程量較少、施工工藝簡單、費(fèi)用低，并且可以根據(jù)具體條件選擇多個支水泵服務(wù)主水泵，安全風(fēng)險(xiǎn)、排水效率比較高。

該種礦山透水事故兩級懸浮快速排水新方法克服了傳統(tǒng)的一級水泵排水方法中因?yàn)樗醚刂锏赖装迩胰斯⑺醚刂幌陆刀寥胨械谋锥?，而且傳統(tǒng)的排水方法工作量大，工人勞動強(qiáng)度大，用工多，排水效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大，而該種兩級懸浮排水救援新方法完全克服了傳統(tǒng)排水救援方法的缺點(diǎn)和不足，為礦山透水事故快速排水救援提供了科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。