水采采區(qū)煤水凈化技術(shù)的研究與實施

1、用水力鉆打通風孔的工藝是大多數(shù)水采礦井的急需，采用該工藝后，可有效地改善水采工作面的通風條件，降低采后巷道掘進率，減少抗木消耗，提高水采工作面生產(chǎn)能力，對水采技術(shù)的發(fā)展有一定的積極作甩（2）本文所提到的一些問題及其解決方-785m三個生產(chǎn)水平，水采主要集中在-620m水平以上，-375m水平己開拓到微山湖下的I5采區(qū)，- 620m水平己開拓到4采區(qū)，-785m水平己開拓到I3采區(qū)礦井主要開采七層煤和八層煤，七層煤平均厚度5m，八層煤平均厚度3m，七八煤層間距約10m，煤層平均傾角約25=自水采投產(chǎn)以來，孔莊礦一直采用全水力提升系統(tǒng)和大循環(huán)供水系統(tǒng)隨著礦井開采深度的加大及提升運輸距離的加長，水采

2、用水的循環(huán)圈也越來越大，噸煤電耗也隨著越來越高，造成水采噸煤成本過高，使水采的案，尚需通過現(xiàn)場試驗不斷完善、改進提高才能最終達到目標第一：宋光武，男，1965年出生，1985年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學院，高級工程師，獲部級二三等獎各一項，在有關(guān)雜志上發(fā)表論文十多篇u水采采區(qū)煤水凈化技術(shù)的研究與實施經(jīng)濟效益不能突出體現(xiàn)，特別是在地質(zhì)條件復雜，供水系統(tǒng)較長及水采產(chǎn)量較低的區(qū)域尤其明顯1.2I4西水采區(qū)簡況I4西水采區(qū)位于I3旱采區(qū)（回采結(jié)束）和I4東旱采區(qū)（現(xiàn)正在開采八層煤）之間，距井口約4500m，距，煤水泵房約3500m淺部標高（總回風巷水平）為-180m，深部標高為-375m（水平大巷），走向長約5

3、00m，傾斜長約1200m，面積約0.6km2該采區(qū)地質(zhì)儲量約350萬t，可采煤量約150萬t，設(shè)計生產(chǎn)能力30萬t/a，服務(wù)年限約5年主采煤層的七煤層和八煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)穩(wěn)定可采七煤層平均厚度為4.92m，直接頂為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，易破碎冒落；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂泥巖互層。八煤層平均厚度298m，頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、細砂巖，層節(jié)理發(fā)育，易破碎冒落；底板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖。地質(zhì)構(gòu)造復雜，有7條大斷層，斷層多為NE走向，落差在10 115m之間，傾角60* 75.另有一逆斷層，落差在2148m，一條正斷層，落差14m采區(qū)預計正常涌水量為70m3/h，由于靠

4、近煤層露頭，且受構(gòu)造和四灰水影響較大，實際涌水量將有所力口。1. 3礦井全水力提升及大循環(huán)供排水系統(tǒng)1.3.1全水力提升系統(tǒng)現(xiàn)孔莊礦井下共設(shè)有四處全水提煤水硐室，即-375m水平井底車場設(shè)立的中央煤水篩分轉(zhuǎn)排硐室-620m水平的i采區(qū)煤水硐室和3采區(qū)煤水硐室以及-785m的I2采區(qū)煤水硐室采區(qū)煤水硐室按-50mm粒度排送，+ 50mm的塊煤破碎成-50mm中央煤水硐室按的煤由主井箕斗提升。1.3.2大循環(huán)供水系統(tǒng)孔莊礦自水采投產(chǎn)以來一直采用大循環(huán)供水系統(tǒng)，即由地面水源經(jīng)高壓泵向采區(qū)輸送，供水采面回采使用；掘進用水取自-375井底車場水倉，由掘進泵輸送到工作面，供掘進甩（1）高壓供水系統(tǒng)目前礦井

5、高壓供水主要利用地面南風井泵房和-375井底車場泵房向采區(qū)供水南風井泵房水源取自地面洗煤廠的循環(huán)水，地面洗煤廠附近及南風井場地分別設(shè)置一個1000m3的水池，供高壓泵用水兩個水池用Y237K8管路相聯(lián)，用ISOH-9A泵排送-375泵房水源取自井底車場水倉，用200D-65K7水泵排送，管路用Y3258兩組，一組工作，一組備用檢修，并予留一組兩臺的位置。12加壓泵和兩臺D30080（12初級泵，并設(shè)置四臺200d65（1）采用全水力輸送提升，水采面一旦生產(chǎn)，煤水泵始終處于開機狀態(tài)，且煤水泵功率大（1250kWK2），電耗高，設(shè)備磨損嚴重，維護量較大4西水采區(qū)由于地質(zhì)條件復雜，產(chǎn)量難以提高，采區(qū)

6、設(shè)計年產(chǎn)量30萬t，低產(chǎn)量采用全水提大循環(huán)供水系統(tǒng)，水采成本大幅度上升。（3）水采區(qū)用水量較大，工作面出來的水量也相對較多，雖然一部分水隨煤水由煤水泵提升到地面，但仍有約1/3的水需經(jīng)排水泵排走，同時礦井的正常涌水也必須由排水泵排走，排水費用大大力口?？傊?，全水力提升及大循環(huán)供水技術(shù)，系統(tǒng)復雜，線路長，環(huán)節(jié)多，占用輔助人員多，設(shè)備磨損嚴重，管路壓力損失大，事故影響率較高，噸煤成本較高，因此具有很大的局限十性2. 2煤水濃縮凈化復用技術(shù)的優(yōu)越性（1）采用小粒度分級技術(shù)，分級后的塊煤走旱運旱提系統(tǒng)，煤泥走水運水提系統(tǒng)因此噸煤電耗相對較低，煤水管路損耗減少，管路一次投入，不需更換，而且煤漿泵等設(shè)備價

7、格相對較低，設(shè)備投入相對較少，且煤水設(shè)備磨損小，維護量低，維修成本大大降低（2）分級系統(tǒng)煤漿泵功率較小（132kW），電耗較低。由于是從-420m水平向-620m水平輸送煤漿水，其間約200m的自然壓力差，可以充分利用虹吸原理，實現(xiàn)煤泥水的自溜輸送，因而大大減少煤漿泵的運行時間，從而降低電耗，延長煤漿泵的使用壽命。中約有200m3經(jīng)斜管沉淀處理后進入水倉，供采面使用，這樣為煤漿泵分流了一部分水，降低了煤漿泵的排煤水量，從而減少了排煤水費用。14西采區(qū)涌水量為70m3/h，I5采區(qū)涌水量為80m3/h采用小循環(huán)系統(tǒng)后，將兩個采區(qū)的礦井水截流到采區(qū)水倉，供采區(qū)使用，從而大大減少了礦井排水費用。（5

8、）采區(qū)小循環(huán)系統(tǒng)的投入使用，可以充分利用采區(qū)內(nèi)部水及礦井水作為采區(qū)用水水源，減少地面靜壓水補給，縮小采區(qū)用水的循環(huán)圈，降低從采區(qū)泵房到地面之間供水系統(tǒng)的費用，因而大大降低水采區(qū)供水成本（6）由于小循環(huán)供水系統(tǒng)線路短，系統(tǒng)相對簡單，管路壓力損失小，供水環(huán)節(jié)少，設(shè)備同時運行的數(shù)量少，系統(tǒng)可靠，事故影響率大為降低。從以上分析可知，小循環(huán)供水系統(tǒng)比大循環(huán)供水系統(tǒng)無論是在技術(shù)上，還是在經(jīng)濟上都具有很大的優(yōu)越性。2.3煤水濃縮凈化復用技術(shù)礦井水被截流到水倉直接供采面使用，但工作面下來的煤水，經(jīng)分級后，其煤水濃度較高，不能直接供高壓泵、壓泵和掘進泵（排水泵）使用，要想利用分級后的煤水，必須經(jīng)過沉淀、凈化處理

9、后才能重復使用，因此小循環(huán)供水技術(shù)的關(guān)鍵是煤水的濃縮凈化處理煤水濃縮凈化復用技術(shù)主要是利用斜管，將分級后的煤水，經(jīng)過去粗沉淀、凈化處理后，降低煤水中的雜質(zhì)，使水質(zhì)符合高壓泵的用水要求，處理后的清水排到清水倉儲存，供高壓泵使甩工作面生產(chǎn)時，一部分水經(jīng)高壓泵壓送到采面供回采用，另一部分水由掘進泵供工作面掘進用，形成采區(qū)內(nèi)部小循環(huán)供水系統(tǒng)采區(qū)小循環(huán)供水系統(tǒng)可以充分利用采區(qū)內(nèi)部水及礦井水，如灰?guī)r水、采空區(qū)水、生產(chǎn)廢水等，不足水源由地面靜壓水補給，其主要工藝流程是工作面下來的煤水進入篩機硐室和煤水倉后，經(jīng)沉淀處理后的污水溢流到斜管倉，通過斜管處理后溢流至清水倉，供高壓泵和掘進泵用；斜管倉沉淀后的煤泥，通

10、過環(huán)水采采區(qū)煤水凈化技術(shù)的研究與實施行刮板機刮到倉頭，由煤漿泵排到水運系統(tǒng)。3經(jīng)濟效益分析相對于全水力提升及大循環(huán)供水系統(tǒng)而言，采區(qū)煤水倉濃縮凈化復用技術(shù)經(jīng)濟效益的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：3. 1煤水管耗損低根據(jù)孔莊礦現(xiàn)有水采系統(tǒng)，全水提煤水管路一般都鋪設(shè)兩趟，一趟使用，一趟備用，且長時間使用還需要更換，而分級系統(tǒng)只需鋪設(shè)單趟管路，由于磨損小，在采區(qū)服務(wù)年限內(nèi)不需要更換04元/t，單趟管路費用為0.52元/t按年產(chǎn)30萬t計，全水提煤水管路系統(tǒng)需投入31. 2萬元，管路投入為1.04元/t，而分級系統(tǒng)煤水管路只需投入一半，約15.6萬元，噸煤管路投入為0.52元3.2供水費用低大循環(huán)供水

11、系統(tǒng)，高壓泵運轉(zhuǎn)6h班，南風井每臺高壓泵電機功率為850kW，-375泵房每臺高壓泵電機功率為1250kW，每天耗電為2.4萬元，年供水耗電為720萬元，噸煤供水耗電為24元小循環(huán)供水系統(tǒng)，每天供水電耗為1.6萬元，年供水電耗為480萬元，噸煤供水電耗為16元，比大循環(huán)供水減少了8元3.3排水費用低若采用大循環(huán)供水系統(tǒng)，I4西、I5兩采區(qū)生產(chǎn)后，則礦井每天排水量為8700m3，需4臺泵同時排水，每天排水時間約15h，每天耗電為15900元，年排水耗電為580萬元，噸煤排水耗電為5. 5萬元采用小循環(huán)供水系統(tǒng)，排水費用與目前礦井排水費用相同，與大循環(huán)供水系統(tǒng)相比，年節(jié)約排水費用290萬元，噸煤排

12、水費用降低2.7元。3.4供水管路投入低根據(jù)孔莊礦現(xiàn)有水采系統(tǒng)，大循環(huán)供水系統(tǒng)管路一般都鋪設(shè)兩趟，一趟Y273K18高壓管，一趟Y273該液壓支架是由煤炭科學研究總院唐山分院與神東公司聯(lián)合開發(fā)研制，并于2000年4月通過由神華集團組織的出廠驗收，并在神東公司上灣煤礦2101工作面進行了井下工業(yè)性試驗。有6臺煤水泵（12M6-2C），分3組，每2臺一組，一組使用，一組檢修，另一組備用。每臺煤水泵設(shè)備綜合價格為45萬元，6臺泵總價值為270萬元，噸煤投入1.8元分級系統(tǒng)采區(qū)煤水硐室中布置2臺煤漿泵（200BZ-550G），一臺使用，一臺檢修備用。每臺煤漿泵價格為30萬元，2臺泵總價值為60萬元，比全水提煤水泵設(shè)備少投入210萬元，噸煤投入0.4元3.9噸煤成本對比（見附表）4結(jié)論從上述的分析比較可知，煤水濃縮凈化復用技術(shù)的應(yīng)用，因加了水處理硐室工程，除了井巷投入略高外，其余費用均明顯低于全水力提升及大循環(huán)供水系統(tǒng)的費用，噸煤成本降低了約16 56元，年凈效益約500萬元，其經(jīng)濟效益非常顯著，因此煤水濃縮凈化復用技術(shù)在煤礦水采礦井中