摘要：針對超化煤礦22采區(qū)突水淹沒，地面注漿堵水結(jié)束后，水中雜質(zhì)含量又較多，一般的排水設(shè)施無法滿足要求。應(yīng)用一種新的排水技術(shù)、設(shè)備和方案，快速安全地滿足復(fù)雜工況條件下，排水的需要，提高了礦井排水設(shè)備技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性。較短的時間便恢復(fù)了誼采區(qū)。

關(guān)鍵詞：排水方案；論證；串聯(lián)

2004年12月30日超化煤礦22081工作面出水，涌水量達(dá)2000～2200m3/h，造成了22采區(qū)的22121工作面、22081工作面、22041工作面及3條下山的大部分區(qū)段被淹，被淹巷道總長8060m，采空區(qū)積水量約為225900m3。至2005年7月底，地面注漿堵水取得了明顯的效果，涌水量降為250～300m3/h，8月份開始做22采區(qū)恢復(fù)的準(zhǔn)備工作。

2005年9月3日22采區(qū)3條下山(含輔助區(qū)段)的恢復(fù)工作正式開始，總工程量約3942m。施工工作主要是排水、清淤及巷道的維修。追排水期間以22巖石膠帶下山迎頭為主排水陣地，安裝3臺渣漿泵和飛力泵串聯(lián)向下攆水；22軌道下山和22回風(fēng)下山安裝小型潛水泵排出迎頭滲水。在向下攆水恢復(fù)過程中，3條下山的水位標(biāo)高高差不得超過5m?；謴?fù)巷道時，不得有露幫露頂現(xiàn)象的發(fā)生。在運輸方式上，22膠帶下山采用膠帶運輸；22軌道下山前方鋪一部SCW-40T刮板輸送機(jī)，然后通過膠帶運輸，通過西大巷溜煤眼運出；22回風(fēng)下山在上

車場口上方安裝一部28t絞車，采用礦車運輸，通過西大巷最后經(jīng)副井提至地面。詳見圖1。

圖1 22采區(qū)恢復(fù)排水設(shè)備布置及排水系統(tǒng)圖

1 超化礦22采區(qū)排水方案

22采區(qū)注漿堵水工程結(jié)束后，確定涌水量趨于穩(wěn)定不再有增大的可能時，采區(qū)的排水搶險工作開始由維持階段轉(zhuǎn)入下山跟進(jìn)式排水清淤階段。此時，總涌水量約為250～300m3/h。根據(jù)22采區(qū)淹沒后三條下山不同程度的淤塞，制定如下排水方案。

1.1 總體方案

根據(jù)22采區(qū)的淤積情況，整個巷道水中含有大量的煤漿、沙子、石子、水泥，雜質(zhì)較多。排水的同時，必須清淤，無法運用常規(guī)的排水設(shè)備，實施采區(qū)恢復(fù)排水，經(jīng)過研究采取邊排水邊清淤的方法，逐步進(jìn)行巷道恢復(fù)。根據(jù)3條下山巷道淤塞的實際情況，把膠帶巷、軌道巷作為排水的主要陣地，排水設(shè)備選用渣漿泵，在排水過程中不設(shè)臨時水倉，當(dāng)水泵揚(yáng)程不夠時，可采用多臺渣漿泵串聯(lián)排水。同時巷道迎頭使用耐磨型潛水泵，起到攪拌淤煤及給渣漿泵供水的作用?；仫L(fēng)巷排水可在迎頭安裝潛水泵，通過各工作面上、下付巷車場將積水排至軌道巷。膠帶巷、軌道巷清理的淤積物采用膠帶機(jī)運輸至22采區(qū)溜煤眼，后通過不同途徑提升到地面?；仫L(fēng)巷清理的淤積物采用礦車運輸。

1.2 膠帶巷的排水

根據(jù)22進(jìn)風(fēng)行人巷巷道淤塞的不同情況，采用2種方法。

(1)方法一(巷道淤塞不嚴(yán)重，水泵可下放至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口)。①首先利用QKSG-W-630-550/230潛水泵(Q=550m3/h，H=230m，P=630kW)進(jìn)行排水。②在人車機(jī)頭用14#~18#礦工鋼打樁，并焊成用于固定潛水泵鎖管卡子的支架。把潛水泵及其附件在小托車上組裝好，接好2節(jié)DN300排水管，用卡子鎖好，使用安裝好的SDJ-28T絞車牽引水泵末端第二節(jié)水管。然后在卡子后面接好第三節(jié)管子，通過手拉葫蘆，讓水管完全離開卡子，接著打開卡子緩慢松開絞車?yán)K，直到卡子能鎖住第三節(jié)水管末端。重復(fù)以上工作，把潛水泵沿軌道一直下放，直到水泵推不下去為止。利用安裝好的潛水泵，通過敷設(shè)的DN300管路，將水排至中央泵房。③在22進(jìn)風(fēng)行人巷排水的同時，現(xiàn)膠帶下山的水泵保持不動，連接和排水方式不變，以防止水量突然增大時使用。同時膠帶下山只進(jìn)行清淤工作。④在22進(jìn)風(fēng)行人巷進(jìn)行追水，當(dāng)水位降至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口平臺處時，控制水位，拆除22膠帶巷原排水泵及管路，更換膠帶機(jī)頭原使用的1部JD-25絞車為SDJ-28T絞車，在22膠帶巷新安裝2臺100ZD-50型渣漿泵(Q=360m3/h，H=91m，P=200kW)，1用1備，水泵固定在平板車上，分別使用膠帶機(jī)頭SDJ-28T絞車牽引，邊排水邊向下移動。敷設(shè)2趟DNl50管路，1泵1管，通過22膠帶巷將水排至中央泵房。同時在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為DNl50軟連管，在軟連管后加工1個集水器，利用DNl50軟管分別連接2臺BS2201.690MT型(Q=380m3/h，H=21m，P=37kW)潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷遭迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動，潛水泵可向下移動，同時延長渣漿泵和潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。當(dāng)水位降低至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口以下時，在22進(jìn)風(fēng)行人巷新敷設(shè)2趟DNl5排至中央泵房0管路，和2臺渣漿泵的捧水管連接，將排出的積水經(jīng)22進(jìn)風(fēng)行人巷排至中央泵房。⑤當(dāng)水位繼續(xù)降低，潛水泵揚(yáng)程不足時，可向下移動渣漿泵，同時延長DNl50主排水管路，采用上述方法繼續(xù)排水。⑥隨著水位的降低，當(dāng)渣漿泵揚(yáng)程不足時，可再安裝2臺渣漿泵，1用1備，采用渣漿泵串聯(lián)的方式排水。水泵固定在平板車上，使用膠帶機(jī)頭SDJ-28T絞車牽引，邊排水邊向下移動。同時先安裝的渣漿泵可保持不動。⑦繼續(xù)進(jìn)行追排水，當(dāng)水位降低至22巖石變電所時，清理變電所內(nèi)的淤煤，回收變電所內(nèi)的設(shè)備和電纜。⑧保持以上排水設(shè)備不變，繼續(xù)進(jìn)行排水清淤，直到22采區(qū)泵房。拆除泵房內(nèi)的水淹設(shè)備及電纜，恢復(fù)22泵房排水設(shè)施，完善22采區(qū)排水系統(tǒng)。

(2)方法二(巷道淤塞嚴(yán)重，水泵不能下放至膠帶巷和22進(jìn)風(fēng)行人巷交叉口)。①22進(jìn)風(fēng)行人巷采用渣漿泵進(jìn)行排水，在排水過程中不設(shè)立臨時水倉。②在22人車機(jī)頭安裝2部SDJ-28T絞車，同時安裝2臺100ZD一50型渣漿泵，1用1備，水泵固定在平板車上，使用機(jī)頭SDJ-28T絞車牽引，邊排水邊向下移動。敷設(shè)2趟DN150管路，通過22進(jìn)風(fēng)行人巷將水排至中央泵房。同時在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為DN150軟連管，在軟連管后加工1個集水器，利用DN150軟管分別連接2臺BS2201.690MT型潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷道迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動，潛水泵可向下移動，同時延長渣漿泵和潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。③當(dāng)22進(jìn)風(fēng)行人巷水位下降時，拆除22膠帶巷排水設(shè)備，清除淤泥，同時更換膠帶機(jī)頭原使用的1部JD-25絞車為SDJ-28T絞車，作為渣漿泵牽引移動之用。④當(dāng)水位繼續(xù)降低，潛水泵揚(yáng)程不足時，可向下移動渣漿泵，同時延長DN150主排水管路，采用上述方法繼續(xù)排水。⑤隨著水位的降低，當(dāng)渣漿泵揚(yáng)程不足時，可再安裝2臺渣漿泵，1用1備，采用渣漿泵串聯(lián)的方式排水。水泵固定在平板車上，分別使用膠帶機(jī)頭SDJ-28T絞車牽引，邊排水邊向下移動。同時先安裝的渣漿泵可保持不動。⑥繼續(xù)進(jìn)行追排水，當(dāng)水位降低至22巖石變電所時，清理變電所內(nèi)的淤煤，回收變電所內(nèi)的設(shè)備和電纜。⑦保持以上排水設(shè)備不變，繼續(xù)進(jìn)行排水清淤，直到22采區(qū)泵房。拆除泵房內(nèi)的水淹設(shè)備及電纜，恢復(fù)22泵房排水設(shè)施，完善22采區(qū)排水系統(tǒng)。

1.3 軌道巷的排水

(1)軌道巷的排水使用渣漿泵，采用渣漿泵串聯(lián)排水，中間不設(shè)立臨時水倉。

(2)軌道巷的排水清淤和膠帶巷并行開展，互相聯(lián)系，保持兩側(cè)水位相對標(biāo)高不超過5m。

(3)在軌道巷安裝2臺SDJ-28T絞車，安裝2臺100ZD-50型渣漿泵，1用1備，水泵固定在平板車上，分別使用SDJ-28T絞車牽引，邊排水邊向下移動。敷設(shè)2趟DN150管路，通過22進(jìn)風(fēng)流水巷將水排至中央泵房。同時在渣漿泵的吸水口上，安裝管徑為DN150軟連管，在軟連管后加工1個集水器，利用DN150軟管分別連接2臺BS2201.690MT型潛水泵，1用1備，潛水泵放置在巷道迎頭水窩中，利用浮筒沿著巷道向下移動，承擔(dān)攪拌淤煤及給渣漿泵供水任務(wù)。隨著水位的降低，渣漿泵固定不動，潛水泵可向下移動，同時延長渣漿泵和潛水泵之間的連接管路，進(jìn)行排水。

(4)繼續(xù)追排水，當(dāng)水位降低至22081下副巷時，采用膠帶巷檢測巷道淤積物的方法，對軌道巷下部淤塞情況進(jìn)行測試。如果巷道淤塞不嚴(yán)重，可采用QKSG-W-630-550/230型潛水泵進(jìn)行下部巷道排水；如果巷道淤塞嚴(yán)重，則繼續(xù)采用渣漿泵進(jìn)行下部巷道排水。

(5)使用潛水泵或渣漿泵，采用上述方法，進(jìn)行排水清淤，直到22泵房。

1.4 回風(fēng)巷的排水

(1)回風(fēng)巷不設(shè)立中間排水陣地，將回風(fēng)巷迎頭的積水使用潛水泵，通過各個車場直接排至軌道巷，再由軌道巷排水設(shè)施經(jīng)22進(jìn)風(fēng)流水巷水溝，流入中央泵房。

(2)回風(fēng)巷的排水清淤要和膠帶巷、軌道巷同步進(jìn)行，保持3條巷道水位相對標(biāo)高不超過5m。

(3)在回風(fēng)巷安裝4臺QBK45/15-5.5KW型潛水污泥泵(Q=45m3/h，H=15m，P=5.5kW)，利用2趟DN50的膠管，邊排水邊向下移動，出水經(jīng)各工作面上、下付巷車場排入軌道巷，后經(jīng)軌道巷排水設(shè)施流至中央泵房。

(4)繼續(xù)追水清淤，直到22泵房。

2 淤泥的清理運輸

(1)22進(jìn)風(fēng)行人巷。22進(jìn)風(fēng)行人巷淤泥的運輸使用礦車，由絞車直接提升至上平臺，然后經(jīng)副井提升至地面。

(2)膠帶巷。膠帶巷淤泥的運輸使用強(qiáng)力膠帶機(jī)。在強(qiáng)力膠帶機(jī)前段斷開強(qiáng)力膠帶，更換為阻燃七級整芯編織帶，利用原驅(qū)動裝置和機(jī)架，邊排水清淤，邊向下延伸。膠帶巷上段清挖的淤積物主要是水泥、石子、沙子，淤積物經(jīng)強(qiáng)力膠帶機(jī)運至西大巷溜煤眼后，由礦車裝載，經(jīng)副井提至地面。膠帶巷下段清挖的淤積物主要是淤煤，淤積物經(jīng)強(qiáng)力膠帶機(jī)運至西大巷溜煤眼后，可直接進(jìn)入主煤流，由主井提升至地面。

(3)軌道巷。軌道巷淤泥的運輸使用普通膠帶機(jī)?；謴?fù)軌道巷前段的西大巷給煤機(jī)，在軌道巷鋪設(shè)2部SSJ-650膠帶機(jī)，邊排水清淤，邊向下延伸，將清理的淤積物通過膠帶機(jī)運至西大巷溜煤跟。軌道巷上段清挖的淤積物主要是水泥、石子、沙子，淤泥經(jīng)SSJ-650膠帶機(jī)運至西大巷溜煤眼后，由礦車裝載，經(jīng)副井提至地面。軌道巷下段清挖的淤積物主要是淤煤，淤煤經(jīng)膠帶機(jī)運至西大巷溜煤眼后，可在西大巷強(qiáng)力膠帶機(jī)尾鋪設(shè)一部SGW-40T刮板輸送機(jī)，將淤煤運輸進(jìn)人主煤流，由主井提升至地面。

(4)回風(fēng)巷?；仫L(fēng)巷不設(shè)立排水陣地，故淤泥的運輸使用礦車。在回風(fēng)下山的上部安裝1部SDJ-28T絞車，通過巷道已鋪設(shè)的軌道，將礦車提升至上平臺，經(jīng)副井提至地面。

3 供電方式

(1)22采區(qū)水泵供電方式。22采區(qū)恢復(fù)排水期間，可在22軌道巷與22進(jìn)風(fēng)流水巷交叉口處放置2臺KBSGZY-1000/6型移動變電站、1臺BGP9L-6A高爆開關(guān)，供膠帶巷、軌道巷、回風(fēng)巷排水電源，移變的供電電源分別來自中央變電所6#高爆開關(guān)、22#高爆開關(guān)。

(2)22采區(qū)風(fēng)機(jī)供電方式。22采區(qū)3條下山專用風(fēng)機(jī)電源來自中央低壓變電所19#低壓開關(guān)；備用風(fēng)機(jī)電源來自中央低壓變電所15#低壓開關(guān)。

(3)22采區(qū)絞車供電方式。22采區(qū)3條下山絞車電源均來自轉(zhuǎn)載倉變電所3#低壓開關(guān)。

(4)22強(qiáng)力膠帶供電方式。22強(qiáng)力膠帶供電電源來自中央變電所26#高爆開關(guān)。

4 方案補(bǔ)充

根據(jù)以上排水方案，由于22采區(qū)所排積水中帶有煤泥，容易造成中央泵房淤泥沉積，影響排水設(shè)施正常運行，故考慮在中央泵房水倉入口處安裝布置1套水煤分離系統(tǒng)，將水中的煤泥在進(jìn)人水倉之前進(jìn)行過濾，減少進(jìn)人水倉中的煤泥含量和清挖水倉的次數(shù)，從而確保主排水系統(tǒng)安全高效運行。

5 結(jié)語

按照制訂的恢復(fù)工作計劃，22采區(qū)恢復(fù)從2005年9月3日開始，在確保安全的前提下，克服諸多不利因素，在恢復(fù)過程中，我們將堅持”恢復(fù)一段，鞏固一段”的原則，嚴(yán)格按照集團(tuán)公司恢復(fù)施工的安全質(zhì)量和工期要求，最大限度地實現(xiàn)平行作業(yè)，盡可能的縮短恢復(fù)工期。

在22采區(qū)恢復(fù)過程中，我們始終把安全放在工作的第一位，制定了22采區(qū)恢復(fù)施工每個階段的組織措施、防突水應(yīng)急措施、22采區(qū)3條下山恢復(fù)的安全技術(shù)措施及其它專項安全技術(shù)措施，建立健全了22采區(qū)中下部人員出入管理制度及應(yīng)急報警系統(tǒng)，從組織上、技術(shù)上'措施上為22采區(qū)的安全恢復(fù)提供了可靠的保障。

其間進(jìn)行了2次較大的探放水(探放22041面老空積水，施工鉆孔4個，放出老空水約34000m3，探放22081面上段老空積水，施工鉆孔4個，放出老空水79000m3，老空水位穩(wěn)定在-109m左右)，確保了恢復(fù)工作的安全進(jìn)行。

泵房原排水設(shè)備拆除及新設(shè)備安裝在6月10日完成。22?；卦?月20日清淤完畢。6月20日22081下疏水巷具備放水條件。6月25日22采區(qū)形成正常的通風(fēng)、供電、排水系統(tǒng)。

22采區(qū)清淤恢復(fù)取得如此快速的顯著效果，與超化礦科技人員應(yīng)用新技術(shù)，積極進(jìn)行科技創(chuàng)新的努力是分不開的。

超化礦22采區(qū)淹沒的情況和國內(nèi)其它地區(qū)的水淹狀況有顯著不同。鄭州礦區(qū)的煤質(zhì)一遇到水，易化成煤漿，特別是在堵水過程中，打孔注漿，巷道中充滿了水泥、沙子和煤泥所形成的漿體，人工清挖不上來。根據(jù)以前的排水經(jīng)驗，一般的水泵用在這里，煤漿容易堵塞管道和吸水口，造成水泵無法正常排水，并且容易燒毀電機(jī)。

為了減少投資，在提高水泵揚(yáng)程方面，選用了國產(chǎn)的渣漿泵串聯(lián)在進(jìn)口潛水泵后面，三級渣漿泵接力串聯(lián)，滿足排水揚(yáng)程的需要。

通過運用科技創(chuàng)新、推廣應(yīng)用最新技術(shù)成果，使超化礦22采區(qū)排水恢復(fù)取得極大的成功。對同類排水問題具有重要的借鑒意義。