吴四圪堵矿井给排水工程设计介绍与探讨.pdf

5 6 东堪差 斜技 2 0 0 7 年第3 期 吴 四圪堵矿井给排水 工程设计 介绍与探讨 左宏伟 ， 李培云， 许晓丽 煤炭工业济南设计研究院有限公司， 山李 济南2 5 0 0 3 1 摘要介绍了吴四圪堵矿井给排水工程设计的内容。该矿鲐水系统分为生活给水系统、 地面生产消防绐水表统、 井下消防 洒水给水系统； 排水系统分为雨水排水系统、 生活污水排水系统、 生产废水排水系统。为符合新版规范的要求， 矿井给排水设 计的一些方法应加以探讨。 关键词 生活给水 生产给水 消防给水 矿井井下排水 吴四圪堵矿井位于内蒙古 自治区鄂尔多斯市乌兰格尔 煤田中部， 行政区划属于鄂尔多斯市达拉特旗吴四圪堵乡管 辖。矿井设计生产能力为2 ． 4 0 M t ／ a 。 1 给水工程 1 ． 1 用水量 矿井最高日生活用水量为 4 2 0 m 3 ／ d ； 井下洒水、 动筛车间 用水 、 防火灌浆用水、 绿化及冲洗用水共计 2 1 8 0 m 3 ／ d 。消防 储备水量为 3 7 8 m 3 。 1 ． 2 生活用水水源 吴四圪堵矿井采用吴四圪堵矿井截伏流工程的地下潜 水作为生活用水水源。水源地位于西柳沟主河道内， 距吴四 圪堵矿井 1 ． 0 k in。 1 ． 3 生严用水水源 矿井正常涌水量约为2 4 0 0 m 3 ／ d 。为节约地下水源， 减少 废水排放量， 该矿井工业场地的生产用水采用经处理后的矿 井水。矿井井下排水的主要污染物为悬浮的煤质颗粒， 经过 混凝、 沉淀、 过滤、 消毒处理后， 其水质完全可 以达到煤炭工 业生产用水的标准。 1 ． 4 给水系统 本着充分利用水资源的设计原则 ， 根据矿井 的生活、 生 产及消防用水特点， 按水质水压要求分为三个给水系统。 1 生活给水系统。主要供给办公楼、 食堂、 公共浴室 、 单身宿舍等处的生活用水。水源地输水进入 日用生活水池， 消毒后经变频调速供水设备加压送至各用水点。 2 地面生产、 消防给水系统。经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒 处理后的矿井水储存于生产及消防水池， 经变频调速供水设 备加压后供给动筛车间、 转载点、 煤仓等用水点。经消防泵 加压后供给工业场地消防用水。 3 井下消防洒水给水系统。经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒 处理后的矿井水储存于生产及消防水池， 经主、 副斜井内的 消防洒水干管静压送人井下， 供给苷下消防洒水。井下消防 洒水管路均采用无缝钢管 ， 快速管接头连接 消防洒水管干 管管径为 D N I 井下消火栓用水量为 7 ． 5 Us 。斜井井筒、 胶带输送机大巷每隔 5 0 m设消火栓， 重点保护区域及井下交 通枢纽的 1 5 m以内设消火栓， 其余地方每隔 1 0 0 m设消火栓。 2 排水工 程 2 ． 1 排水 系统 工业场地排水采用用污分流制。雨水由雨水沟收集后 沿公路边沟外排。生活污水由生活污水管嘲收集 ， 经污水处 理站处理达标后回用作厂区绿化用水 地面生产污水、 矿井 井下排水经矿井水处理站处理达标后 回用作生产用水。回 用后剩余处理水作为农 田灌溉用水。 2 ． 2 污水 处理 工艺 污水来源主要包括矿井工业场地办公楼、 公共浴室 、 洗 衣房、 单身 宿舍、 食堂等生 活福利设施排水 ， 排水量约为 3 0 o m 3 ， d 。 根据污水的水质特点及回用的要求， 设计采用二级处理 工艺。污水经一级提升后排至调节池， 然后进入地埋式生活 污水处理设备。污水处理站规划处理能力为 3 6 o I n 3 ， d 。 2 ． 3 矿井水处理工艺 矿井正常涌水量约为 2 4 o } m 3 ／ d 。 矿井水处理工艺采用混凝、 沉淀、 过滤、 消毒的传统处理 工艺， 该工艺成熟可靠。处理工艺主要环节采用 了一体化净 水器为主要处理设施 ， 其结构紧凑， 施工周期短， 管理方便， 运行费用低。矿井水经处理后水质可满足工业场地生产用 水标准的要求。矿井水处理站规划处理能力 下转第5 8页 似的工程积累素材。 通过二号煤矿多年来所进行的多项主、 副井大型工程施 工 ， 在保证安全的前提下， 要想保质保量地完成工程施工。 必 须抓好队七几个环节 ， 优化施工程序 ， 任何一个环节出现问 题， 将可能造成安全及经济损失 作者简介杨庆平， 男， 大学学历， 毕业于原山东矿业学院， 机电高绒工程师， 现任兖矿集团公司济宁二号煤矿机电科科 长 。 维普资讯 58 童瞧j i ； 舛救 n v- g1 ． 8 1 c “ 一 Q ，Q D Q Q HQ Ev ③空载上提滑动极限减速度 n 1 箭 一- - g 3 15 m ／d na／ 。 1 一 ④空载下放滑动极限减速度 n 等 g 3 ． 17 “ 一 Q ， Q D Q 十 Q ，， ￡ “ 式中 一一侧平衡质量； p 一不平衡质量； 一 提升高度段主尾绳质量差； 、 一 上、 下天轮变位质量； a 一 围包 角。 2 提升钢丝绳安全制动减速度计算 保险闸的变位制动力取 F3 1 3 ， 6 L N ， K2 ， 2 93 采用 二级恒力矩制 动。 ①重载上提安全制动速度 ； 氐3 ， 8 6 m ／ ②重载下放安全制动减速度 a x 1 ， 5 1 r r d s 2 ③空载上提安全制动速度； a b3 ， 0 3 m ／ s 2 ④空载下放安全制动减速腰 ； a k l 3 ． 0 5 m ／ 故重载上提安全制动减速度 3 ． 8 6 I l1 ， s 2重载上提滑动 极限减速度 4 ． 5 4 m ／ s 2 ， ‘ I l 1 ， s 2 ； 重载下放安全制动减速度 1 ． 5 1 I I l ， s 2 1 ． 5 r n ， ； 空 载上提安全制动减 速度 3 ． o 3 I l 1 ， s 2空载 上提 滑动极 限减 速 度 3 ． 1 5 m ／ s 2 ， 5 m i d； 空载下放安全制动减速度3 ． 0 5 m ／ 1 ， 5 I l 1 ， s 2 。故钢丝绳 防滑 要求可以保证。 2 ． 1 ． 6电机过载 能力校验 工作最大出力 f 2 3 9 ， 7 k N 电动机的额定过载倍数 2 ， 一 ⋯1 6 5 2 所选电机合格0 8 F 一 ． e一0． 8 1 82． 1一 ＼ ‘ 屯 口 ’ 2 0 0 7年第 3期 1 6 0 0 k W主电机的制造要求电机厂家尽嚣按旧电机的基 础尺寸制造 ， 以减少安装 【作篮。提升机踉倘的摩擦衬垫换 成 0 ， 2 5的摩擦衬垫， 年生产能力达 3 5 6 ． 1 万 t ， 比改造前提高 4 3 ， 2万 t 。 2 ． 2 提高安全可靠性 提高主井提升机的安全可靠悔 ． 其箕斗防滑配耍 可 减少 4 t ， 箕斗总重 1 9 t 。 根据 煤炭安全规程 算出提升钢丝绳的最小安全系数 6 ． 9 7 其实际安全系数由原来的 8 ， 6 8 提高到 9 ， 5 1 。 根据提升系数的配置情况算出 0 ． 2 5时， 提升钢丝绳 重载上提安全制动减速度 4 4 1 n , ／ d ； 蘑载下放安全制动减 速度 1 ． 9 o d ； 空载上提安 制动减速度 3 ． 1 2 m ／ d ； 空载 下放安全制动减速度 3 ． 1 4 m ／ s 。 保险闸采用两级恒力矩制动， 其变位制动力取 2 9 4 k N 。 算出提升钢丝绳重载上提安全制动减速度 3 ， 7 6 i n ／ s 2 4 ． 4 1 I n ／ s 2 ； 重载下放安 全制动减 速度 l _ 6 2 m ／ d 1 ， 9 0 m ／ d ； 空载上提滑动极极限减速度 3 ． 0 0 n 1 ， 3 1 2 i , u d ； 空载 下放安全制动减速度 3 ． 0 2 I l 1 ， s 2 3 ， 1 4 n J， 。满足钢丝绳 防滑要求 ， 在各种提升状态下， 保险闸产生的制动减速度的 计算值 ， 不能超过滑动极限， 且上提重载时 5 H L， s 2 ， 下放重载 时 1 ． 5 m／ s 2 。 3 结论 箕斗、 ； a动机、 滚筒的摩擦衬垫， 运行一年效果非常好。 提高摩擦衬垫的摩擦系数可以减少箕斗配重 ， 提高箕斗的有 效载荷 ， 提高生产能力、 安全可靠性和节省能源。 作者简介孙长岭男， 1 9 8 0年参加工作， 现在济南煤炭设 计研究院从事煤矿提升、 通风 、 排水、 压风设计。 上接 第 5 6页 为 2 4 0 0 m ／ d 。 3 设计 内容探讨 3 ． 1 井下消 防洒水设计 1 井下消火栓总 流量。 煤 炭工业矿 井设计规范 G B 5 0 2 1 5 2 0 0 5 第 1 3 ， 6 ． 9条第 1 款要求“ 井下消火栓用水 量应为 5 ～l O Us ， 其消火栓用水量大小应根据矿井生产能力 与井下火灾危险程度确定。 ” 煤矿井下消防、 洒水设计规范 G B 5 0 3 8 3 2 o o 6 第 3 ． 1 2 条第 2款要求“ 一个矿井井下消火 栓总流量应按 7 ． 5 Us 计算” ， 且该条条文为强制性条文。这 两部规范的要求存在不同之处， 因此设计人员在确定矿井井 下消火栓总流量时应留有安全余地 ， 以保证同时满足这两部 规范 的要求。 2 井下消防洒脉管道管材。 煤炭工业矿井设计规范 未对井下消防洒水管道管材作具体规定。 煤矿井下消防 洒水设计规范 笫 8 ． 1 ． 1条推荐 下消防洒水管道使埔钢 管， 第 8 ． 1 ． 2条给出了钢管壁厚的计算 公式。但随着近年来 各种矿用新型管材投入使刷 探讨萁他管柑作为井下消防洒 水管道管材的可能性 ， 也是符合设计发展力向的。 3 井下自动喷水灭火装簧。 煤炭工业矿井设计规范 第 1 3 ． 6 。 5条第 2 款要求在带式输送机巷道易发火点处设置 由烟感或温感控制的自动喷水灭火装簧 ， 第 1 3 ， 6 9条第 2款 也对自动喷水灭火装置的设计参数做出了规定。从中可知， 井下自动喷水灭火装置与地面建筑所设置的 自动喷水灭火 装置有较大不同。井下 自动喷水灭火装置的烟感或温感控 制设备的选型是设计及施工时的难点， 设计人员有必要收集 有关设备的详细资料， 以丰富设计方法。 3 ． 2 地 面消 防设计 1 室内外 消防流量。 煤炭工业给水排水设计规范 M T ／ T 5 0 1 4 9 6 第 2 ． 3 ， 4条规定， 锅炉房、 主厂房等火灾危险 住较小的工业建筑可不发室内消防绐水 ， 而这些建筑通常体 积较大， 根据 建筑设计防火规范 G B 5 0 0 1 6 ～2 o o 6 ， 其室外 消舫流量较大。因此， 设计人员在设计相关建筑消防给排水 工程时， 即使建筑内不没消防给水， 也不应忽略其室外消防 设 计的要求 。 2 消防水幕。 煤炭工业给水排水设计规范 r I T I S O 1 4 维普资讯 2 0 0 7 年 第3 期 童堪晨 舛l故 5 9 南屯煤矿 下组 煤水文地质分 析与突水 危险评价 徐建国， 朱振雷， 侯艳萍 充矿集团南屯煤矿， 山东 济宁2 7 2 1 0 0 关键词 下组煤 阻水能力 突水系数法 突水危险性 南电煤矿 目前已转入配采 1 6 、 1 7煤阶段， 为了了解 1 6 、 1 7 煤底板的水文地质条件， 在 2 O 0 4～2 0 0 5年， 进行了 一4 3 2 水平的水文地质补充勘探和井下放水试验。 1 1 6 、 1 7 煤主要充水含水层及其对下组煤开采的影响 1 ． 1 主要充水含水层 1 第十下 层灰岩。厚 3 ． 3 1 ～9 ． 0 3 m， 平均 5 ． 2 1 m， 灰至深 灰色， 单位涌水量为 0 ． 0 0 4 7 3～O 0 2 6 9 Us m， 浅部为洞穴水， 深部为裂隙水， 井田西部富水性较好， 一 I- 7 灰是 l 6 煤开采 的直接充水含水层 ， 一2 9 0 m水平以上已基本被疏干。 2 第 十三层灰岩。厚度 0 ． 5 ～1 } ． 4 7 m， 平均厚度为 4 ． 8 2 m。 3 第 十四层灰岩。厚 0 ． 3 0～1 4 ． 7 9 m， 平均 9 。 2 9 m， 富水性差， 单位 涌水量为 O ． 0 0 0 0 8 3 0 ． 0 3 7 L ／ s ， 为下组煤开采时间接充水 含水层。 4 奥陶系灰岩。厚 4 5 0 ～7 5 0 m， 涌水量为0 0 3 9 7 ～ 3 ． 3 4 9 us m， 浅部及断层附近为裂隙洞穴水 ， 深部为裂隙水， 富水性较好， 现水压标高为2 8 ． 9 ～3 0 ． 1 m， 井田内水位变 化与区域水位变化趋势一致。 1 ． 2 充水 因素分析 在富水性上， 1 6 『 _ 煤顶板中砂岩含水层 、 十下灰及十四 层灰岩三个含水层相对较低， 且由于厚度有限， 自身的含水 量相对较小， 以静储量为主。在无外界水源补给情况下， 这 三个含水层水一般不会形成较长时间的较大充水。而与其 相比， 奥灰厚度火 ， 富水性强， 水压大 ， 且水量较为丰富。 上部 3 煤采空区积水及第四系水也可能构成充水的补 给水源， 尤其是浅部开采。由于三灰与断层 勾通程度较好， 成为煤系地层的主要补给水源， 从水源角度考虑， 下组煤开 采不能忽视上部含水层的补给。因此， 南屯矿下组煤开采存 在上、 下丰富的水源补给的可能性， 其中， 奥灰水应是下组煤 充水硅评价 及防 治的 重点。 2 1 6 、 1 7 煤底板 阻水能 力评价 2 ． 1 底板岩性特征 1 1 6煤底板。1 7煤 ～1 6 上煤间距一般为 1 2 1 4 m， 最 厚部位近2 0 m， 由厚层粉、 细砂岩问夹薄层泥质岩组成， 十一 灰和 1 6 F煤局部分布。1 7煤直接顶板多为深灰色泥质粉砂 岩， 局部与十一灰直接接触 ， 1 煤的直接底板为灰色粘土 岩， 厚度 0 3 ～1 ． 1 6 m 。 、 2 1 7 煤底板。根据部分钻孔揭露的地层资料， 1 7 煤至 奥灰顶部间距在井田范围变化较大， 中 、 西部一般在 7 0 m左 右， 而井田东部由于构造影响间距较小， 7 8号钻孔位置只有 2 8 m左右。1 7煤底板主要由泥质岩和灰岩组成 ， 1 8煤局部分 布 。 1 7煤至十四灰顶隔水段厚 2 9 ． 8 3 ～ 4 5 ． 2 0 m， 平均3 6 ． 2 8 m， 总体东部、 北部薄， 西南部厚 ， 主要为灰色泥岩、 粉砂岩和少 量杂色泥岩， 正常地段对 1 7煤的开采具有较好的隔水作用。 十四灰底至奥 灰顶 隔水段厚 1 4 ． 4 9～3 3 ． 9 6 m， 平均 2 3 ． 1 l m， 西部边界处薄， 井田西北部厚， 主要为杂色泥岩和铝 质泥岩， 正常地段可有效阻隔奥灰和十四灰的水力联系。 2 ． 2 底板阻水能力分析 安全隔水厚度 t ． ／ r 2 十 8 日一扎 一一一 ～一⋯ 一 9 6 第 2 ． 3 ． 4条要求“ 与主井井 口房、 翻车机房、 选矸楼、 筛 分楼、 原煤仓、 转载点等生产系统连接的输送机栈桥处” 应设 消防水幕， 但消防水幕如何设置， 特别是水幕喷头型号、 安装 位置、 水幕控制形式、 流量等重要设计参数均未明确。设计 时是否可以参考 自动喷水灭火系统设计规范 G B 5 0 0 8 4 2 0 0 1 有关防火分隔水幕的设计要求， 也是设计中值得探讨 的问题 ，． 4 结语 在设计过程中， 设计人员应充分理解瓶版 建筑设计防 火规 范 G B 5 0 0 1 62 O O 6 、 煤 炭 工业 矿 井 没计 规 范 G B 5 0 2 1 5 2 0 0 5 、 煤矿井下消防、 洒水设计规范 G B 5 0 3 8 3 2 0 0 6 的要求， 当不同规范对同一设计存在不同要求时， 应 结合煤炭工业的实际情况进行设计。对于新版规范的新增 要求也要在设计过程中不断熟悉， 深化理解。 作者简介左宏伟 男 国家注册公用设备工程师， 2 O 0 O年 毕业予青岛建筑工程学院给水排水工程专业， 获工学学士学 位， 现在煤炭工业济南设计研究院有限公司工作， 从事给水 排水工程设计。 维普资讯