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1、 内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴彦高勒矿井排水系统改造方案设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彦高勒矿井排水系统改造方案设计工 程 代 号：F137工 程 规 模：1000万/a院 长：总 工 程 师：副 院 长：淄博矿业集团设计院有限责任公司二一五年十一月设 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
2、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- 2 -四、矿井排水系统改造必要性- 3 -五、排水系统改造方案- 4 -四、西翼直排泵房水泵选型- 14 -五、西翼泵房钻孔排水位置选址与选型- 28 -六、西翼泵房水处理站选型- 29 -七、水仓容量及断面的确定- 30 -八、泵房水仓布置方案- 30 -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
3、/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、3
4、5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
5、，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D37718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8159 m3。此
6、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D45032PE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
7、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/sm（q=0.004400.0651L/sm）；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=1.005.00L/sm，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1262.41293.1m，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
8、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900 m3/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
9、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1726 m3/h，最大涌水量2589 m3/h（正常用水量1.5倍）。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f37718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
10、泵3管运行。在地面排水管路上配置了Z941H-25 DN350 PN2.5MPa电动闸阀，水泵出口设置了Z441H-100型DN250 PN10MPa楔式闸阀与HH44X-100型DN250 PN10.0MPa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635 m3/h，扬程651m；新管(管路未淤积时)：流量651 m3/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1500
11、r/min 1600kW排水管路3-DN37718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最大涌水期水泵工作台数台33排水管工作趟数33流量m3/h651635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
12、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1726 m3/h，最大用水量2589 m3/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
13、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，盘区涌水无法自流至井底水仓。4、12盘区投产在即，必须建排水系统排出面后涌水。综上分析，为了确保矿井安全生产，保证12盘区工作面顺利投产，在12盘区边界最低点新建泵房已迫在眉睫，同时考虑矿井11、12盘区两个工作面同时生产现有主排水系统能力已不能满足矿井排水要求，对矿井排水系统应通盘考虑，改造是十分必要的。五、排水系统改造方案根据矿井开拓情况及盘区布置，12盘区回采时，采煤面面后涌水流入采空区，面前涌水通过安装在顺槽水泵排至井底水仓，11盘区现回采工作面涌水直接由水泵排至井底水仓，当
14、回采13盘区时，面前涌水通过顺槽水泵排至井底水仓，面后涌水流入采空区；两工作面采空区涌水通过边界两条排水巷排入西翼新建水仓，通过新建西翼泵房外排，考虑到14、17盘区开拓，依据生产揭露的实际情况，确定了矿井西翼正常涌水量826m3/h，最大涌水量1240m3/h，井底（东翼）正常涌水量为900m3/h，最大涌水量为1349m3/h考虑，矿井正常涌水量为1726m3/h，最大涌水量为2589m3/h。根据矿井涌水量、井下盘区布置及现有主排水系统情况，对矿井排水系统改造提出直排和接力排水两个方案，具体改造方案论述如下： （一）方案一 建西翼泵房直排、中央泵房增加1台抗灾潜水泵1、新建西翼泵房根据矿井规划，后期在12盘区、13盘区西部边界、3-1煤大巷回风大巷附近，建回风立井，结合矿井开拓开采西翼盘区时，盘区距离现有工广越远，直线距离约3.5公里，考虑矿井后期供电电压降、风机供电等问题，应建地面变电站，给通风机及通过钻孔给井下后续盘区设备供电。在井下与地面风井广场对应位置，在3-1辅助大巷与3-1主运大巷之间建西翼泵房。泵房标高+630.4m，地面标高+1277.31m，排水高度646.91m。根据确定涌水量及排水高
