复杂地质条件下矿井排水系统设计

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1、复杂地质条件下矿井排水系统设计杨庆贺王宇(辽宁工程技术大学矿业技术学院辽宁葫芦岛125100)摘要：以某卯工矿为例，在复杂地质条件下，根据现场工况以及相关规范和经验，设计了该矿的矿井排水系统。该设计研宄可为同类型井工矿提供排水系统的设计参考，有较强的实用价值。关键字：复杂地质条件；井工矿；排水系统；设计1矿井涌水1.1概述(1)自然地理木矿井位于辽河平原丙侧，地势稍有起伏，无高山，一般为平缓低山丘陵及第四纪洪冲积平原，地表绝大多数为农田，一般标高为+80~+120m。地势最高处位于煤W丙南后部的旧门山

2、，其标高为130.30m。矿井内无较大河流，只是在矿井外的两南有一条小河，为李家河，未流经木矿井。而在矿井的中部、北部和南部有许多人工渠和季节性冲沟；主要有一道河、二道河等。在矿井的丙南大平煤矿境内有三台子水库，集水面积为140km2,水库最大面积14km2,储水量4900万m3,标高+83.5m;水库一般面积8km2,储水量1500万m3,标高+81.0m。水库水的主要来源，除季节性冲沟汇集外，主要靠南部李家河和康平两泡子水库溢洪通过人工渠道注入。排水主要靠人工渠进行调节，调节水量500万m3。木I

3、X年平均降水量877.4mm，年最大降水量1518.6mm，年最小降水量为556.2mm,降水多集中于7、8、9三个月。(2)矿井划分三个含水层，现分述如下：1)第四系洪积含水层；2)白垩系砂岩、砂砾岩承压含水层；3)白垩系底部砂岩、砂砾岩承压含水层(3)涌水量：矿井正常涌水量为63.9m3/h，最大矿井涌水量为102.2m3/h。1.2矿山技术条件矿井产量为2.40Mt/a,矿井开采最大深度为-480m,副井井口标高为+99.91m,排水高度为580m。煤矿排水是保证煤矿安全生产的重要环节之一，它不

4、仅关系到矿井能否正常生产，同吋关系到煤矿工人的生命安全和国家的财产安全，因此，必须在思想上给予足够的重视［1］。矿井全部涌水由井底车场附近的中央水泵房一次排到地面.一部分矿井水可以作为地面灌浆站用水，排水管路沿副井井简敷设到井口。2排水设备的计算与选择(1)水泵最小排水能力计算：根据《矿井规程》［2］的规定：每组水泵的排水能力必须在20小吋内将24小吋的正常涌水排除。正常涌水吋，工作水泵最小排水能力应为：，Qr=63.9m3/h,=24×63.9/20=76.68m3/h。最大涌水时，工作

5、水泵的排水能力应为:Qrx=,Qbx=24×102.2/20=122.6m3/ho(2)水泵扬程的估算：，k:管道损失系数，取1.1;:排水高度，取井筒垂高，580m；：吸水高度，Hx=5moHb=l.l×(580+5)=643.5m。根据计算选用QKSG-75型矿用潜水泵(3)水泵台数的确定：正常涌水吋的工作水泵台数：=Qb/Qn=76.68/750=l台，取Nl=l台工作水泵台数=l×70%=0.7。取=1为备用水泵台数。最大涌水吋的各种水泵台数：=122.6/

6、750=0.16台。=0.25台。取=1台为检修泵。故水泵的总台数为：n==l+l+l=3台。综上所述：设计矿井选用QKSG--75型矿用潜水泵三台，•其中一台工作，一台备用，一台检修。3水泵房的设计3.1水泵房支护方式和起重设备水泵房采用料石砌碹，在水泵房上部安装起重梁供检修水泵及电机使用。3.2水泵房的位置矿井的主排水泵房应设在井底车场副井附近。主要设计原则如下：1)运输巷道有朝向井底车场的坡度，便于井下涌水沿运输巷道的排水沟流至水泵房附近的水仓中。2)副井一般都是进风井，靠近副井的水泵房将有足够

7、的新鲜风流，有利于电机的冷却。3＞连通水泵房与副井井简的斜卷出口处冇平台，罐笼可停靠在平台处装卸设备，为便于运输，斜巷内可设钢轨及手摇绞车，轨道间设人行台阶。4)减少排水管长度，从而减少阻力损失。5)水泵房地面标高比井底车场轨面高0.5m,地面应向吸水井一侧冇1%的坡度。3.3水泵房规格尺寸的计算在泵房内水泵应顺着水泵房的横轴向排列，泵房轮廓尺应根据安装设备的最大外形尺寸，通道宽度和安装检修条件等确定。(1)水泵房长度的确定：，式中：n:水泵台数，n=3；L’：水泵机组的总长度，L'=5.

8、2m；I：水泵机组的净空距离，取1.5m;L=3×5.2+1.5×(3+1)=21.6m。(2)水泵房的宽度：，式中：：水泵基础宽度，取2.0m;:水泵基础边到有轨一侧墙壁的距离，取2.0m;:水泵基础边到吸水井墙壁的距离，取1.0m;则B=2+2+l=5m。(3)泵房的高度应满足检修时的高度，由手册查得：泵房的高度为4.2m。4水仓设计矿井主要水仓是由两个独立的巷道组成，分别为主、副水仓，当一个进行清理吋，另一个能正常使用，设计