雞西礦務(wù)局城子河煤礦始建于1938年，已有60余年的開采歷史，原開采方式是片盤斜井群，排水方式為分散獨(dú)立排水，即由采區(qū)分別排水到地面。進(jìn)入80年代，由斜井開采過渡到立井集中開采，排水方式為集中排水，有著豐富的地下水資源，開展水利發(fā)電有著優(yōu)越的必要條件。
　　城子河礦礦井涌水規(guī)律：
　　(1)水源多產(chǎn)生在距地面50m之內(nèi)，標(biāo)高在+150m以上；
　　(2)礦井涌水量隨開采面積擴(kuò)大，揭露的出水點(diǎn)增多而增加；
　　(3)由于巖層的滲透系數(shù)隨采深增加而減少，深部涌水量比淺部小，據(jù)統(tǒng)計(jì)淺部涌水量占總涌水量的90%以上。

圖1　靜壓水發(fā)電安裝示意圖

　　城子河礦立井有四個采區(qū)，原各采區(qū)是斜井開采，排水方式是直接排到地面，現(xiàn)在排水方式是四個斜井的水從標(biāo)高+150m，泄到標(biāo)高-400m平巷，涌入井底主排水泵的水倉，涌水量為380m³/h，由四臺PJ50×12型水泵直接排到地面，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)27h, 水泵電動機(jī)1050kW，年消耗電量1000萬度。
　　四個采區(qū)在標(biāo)高+150m分別設(shè)有一個靜壓蓄水池，保證井下生產(chǎn)用水，四個蓄水池用0.15m管路引水，在-400m水平巷道把四個蓄水池的靜壓引水管聯(lián)接起來形成如圖2所示的供水系統(tǒng)。生產(chǎn)用水量只占總蓄水量的10%，其余水量通過主排水泵排到地面而浪費(fèi)掉。

圖2　靜壓水供水系統(tǒng)示意圖

　　從靜壓供水系統(tǒng)圖上看，水頭在標(biāo)高+150m處的蓄水池，靜壓水排池在標(biāo)高-400m水平，水位落差(H)在550m，流量在380m³/h，這些壓力水流量大，壓力高，是非常有利用價值的水利資源，如果在四個采區(qū)分別在-400m建立四個小水電站能收到很大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　水力發(fā)電是水能利用的主要形式，不需要昂貴的燃料開采和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，而且水電機(jī)組起動快、開停機(jī)迅速、平均效率高、沒有污染、適合井下環(huán)境。
　　根據(jù)水頭落差H＝550m，水流量Q＝380m³/h，可確定出水輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率：
　　N＝9.81QHη＝AQH＝8.5×380×550/3600＝493.5kW
　　N——水電站的出力，kW；
　　A——水電站的出力系數(shù)，一般取8.0～8.5
(A=9.81η)；
　　Q——通過水電站的流量，m³/s；
　　H——作用于水電站的水頭，m；
　　日發(fā)電量W_日＝493.5×24＝11844 kW^．H；
　　年發(fā)電量W_年＝11844×365＝4323060 kW^．H/年＝432萬度/年;
　　每年節(jié)約電費(fèi)V_省＝4323060×0.40＝1729224元＝173萬元。
　　水輪發(fā)電機(jī)組要求負(fù)荷是恒定的。局部扇風(fēng)機(jī)是24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的恒功率負(fù)荷，井下巷道以及設(shè)備硐室的照明均為恒功率負(fù)荷。因此，水輪發(fā)電機(jī)對井下負(fù)荷也是相適應(yīng)的。
　　在四個采區(qū)分別按設(shè)一臺混流式水輪發(fā)電機(jī)組，功率在100kW以上，輸出電壓取690V，直接供給各采區(qū)的局部扇風(fēng)機(jī)，煤礦安全規(guī)程第134條規(guī)定：瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井中。掘進(jìn)工作面的局面通風(fēng)機(jī)都應(yīng)實(shí)行三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)供電。發(fā)電機(jī)組可作為三專電源，另一路可取自采區(qū)變電所電源，在兩種電源之間設(shè)置自動轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)任何一路電源出現(xiàn)故障時，另一路電源便能自動投入。保證局部扇風(fēng)機(jī)供電的可靠性，有利于煤礦的安全生產(chǎn)，同時可節(jié)省一部分電費(fèi)。因此，利用靜壓水發(fā)電是具備充分必要條件的。
　　如果能充分利用井下靜壓水發(fā)電，年發(fā)電量在432萬度，節(jié)省排水電費(fèi)170多萬元，安裝四臺機(jī)組一次性投入50萬元，當(dāng)年可收回資金100萬元。所以，這個項(xiàng)目是效益工程并值得探討。

作者單位：雞西礦務(wù)局城子河煤礦