摘要：平煤股份一矿三水平戊二采区排水系统改造过程中，由于地鼓排水沟变形经常维修，现需要从戊二采区矿水排至三水平戊二车场外口后，分别排入两趟去三水平中央水仓的主排水管，转入三水平中央泵房。结合该区域的实际情况及现有的技术方法，可有两种方案解决这一难题，通过数据计算对比分析，选定了一个最佳实施方案。
关键词：矿井、排水系统、方案
引言
随着矿井采深的不断增加，巷道排水沟容易底鼓变形，经常出现大巷满水的问题，影响轨道运输系统安全运转。为了解决这个问题，考虑使用管路排水直接到中央水仓，可以为采区排水提供安全、可靠的保障。
1.目前存在问题
矿井采深的不断增加，由于巷道地鼓的原因，使排水沟变形变窄，水沟排水时间长容易沉淀煤泥，影响采区的正常排水。水沟清挖和维护困难，消耗大量的人力、物力、财力，而且能保证水沟畅通时间不长。
2.解决方案
2.1三水平戊二采区水泵基本参数
戊二采区最大涌水量20m3/h，排水高度283m，水泵型号为MD155-67×6，扬程402m，流量155m3/h。
2.2戊二采区管路排水方案
戊二采区水泵房排水高度283m，吸水高度取5m，排水管为φ150mm，排至戊二车场外口距离1500m，管路水流速度3.18m/s。
方案一：
铺设排水管路走巷道两帮，经过三水平丁戊二西大巷、-517大巷到三水平中央水仓（戊二车场外口经丁戊二西大巷到水仓一共2200米）：
hf=iL（1+10%）
i=0.000107×v^2/d 计^1.3（v>=1.2m/s）
式中：hf——水头损失（m）
v——管内流速（m/s）
d计——水管计算内径（m）
L—— 管道的长度
hf1=0.000107×3.18^2/（0.15^1. 3）×1500×（1+10%）
=21.02m
hf2=0.000107×3.18^2/（0.2^1. 3）×2200×（1+10%）
=21.22m
管路沿程水头总损失：21.02+21.22=42.24m
按照水流过弯头压力损失计算，过一个弯头压力损失1m，三水平戊二采区水泵直接排水至三水平中央水仓一共过弯头72个。总共扬程损失86米。
两部分总扬程损失：42.24+72=114.24米。
戊二采区水泵型号为MD155-67×6，扬程402m＜283+5+114.24=402.24m，不符合要求。
方案二：
铺设排水管路走巷道顶部平铺，经过三部猴车通道、-517大巷再排至三水平中央水仓（戊二车场外口经丁戊二西大巷到水仓一共2200米）：
hf=iL（1+10%）
i=0.000107×v^2/d 计^1.3（v>=1.2m/s）
式中：hf——水头损失（m）
v——管内流速（m/s）
d计——水管计算内径（m）
L—— 管道的长度
hf1=0.000107×3.18^2/（0.15^1. 3）×1500×（1+10%）
=21.02m
hf2=0.000107×3.18^2/（0.2^1. 3）×2200×（1+10%）
=21.22m
管路沿程水头总损失：21.02+21.22=42.24m
按照水流过弯头压力损失计算，过一个弯头压力损失1m，戊二采区水泵直接经过大巷巷道顶部平铺排水至三水平丁戊二西大巷1100米处一共过弯头21个。总共扬程损失21米。
两部分总扬程损失：42.24+21=63.24米。
戊二采区水泵型号为MD155-67×6，扬程402m＞283+5+63.24=351.24m，符合要求。
2.3水泵及管路适应性验算
2.3.1水泵必须排水量
最大涌水量时排水量：
戊二采区：
戊二盘区最大涌水量20m3/h，则戊二盘区水泵所需最大排水量为：
综上，戊二水仓水泵型号为MD155-67×6，扬程402m，流量155m3/h。都满足最大涌水排水量。
2.3.2排水管内径验算
为水泵额定流量，
为经济流速，考虑水泵为工业排水，取经济流速为3.18m/s。
戊二采区：
戊二水泵型号为MD155-67×6，扬程402m，流量155m3/h
戊二排水2台水泵，2趟排水管路，排水管径φ150mm ＞φ131.5mm，符合要求。
3.结论
方案一：
戊二采区经水泵及管路适应性验算满足排水要求，但是额定扬程小于计算扬程，不符合要求。
方案二：
戊二采区经水泵及管路适应性验算满足排水要求，额定扬程大于计算扬程，符合要求。
由此得出方案二为最佳方案，铺设排水管路走巷道顶部平铺，经过三部猴车通道、-517大巷再排至三水平中央水仓。管路排水可以有效解决水沟排水问题，并且使用时间长，维修方便，为采区安全生产提高了保障。
参考文献：
[1]汪宾舟，陈彪，卢远富，杨田.贵州山区长距离输水管道局部水头损失计算分析[J].水利水电快报，2019，40（06）：23-26.
[2]崔庆毕.排水系统中水泵扬程的分析计算[J].选煤技术，2016（04）：55-57.
作者简介：高杰，1980年3月生，硕士研究生学历，工程师，现在平煤股份一矿从事机电技术管理工作。
论文作者:高杰
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第34期
论文发表时间:2019/11/15
标签：采区论文; 扬程论文; 水泵论文; 管路论文; 损失论文; 水平论文; 巷道论文; 《建筑模拟》2019年第34期论文;