井下复杂地段排水管道设计方案及选择研究

2012年第12期煤炭工程井下复杂地段排水管道设计方案及选择研究王建胜，王成真，赵彦斌(1．山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司王台铺煤矿，山西晋城o48o06；2．山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司生产技术处，山西晋城o480o6)摘要：在王台铺煤矿排水系统改造过程中，需要从+695m水平水泵房管子道口至+695m直排井之间铺设排水管路，该段区域巷道布置复杂，支护方式原始，施工难度较大。为解决这一难题，结合该区域的实际情况及现有的技术方法，共设计了三种方案，即巷道顶部铺设管路、施工安装通道铺设管路和施工大直径斜孔铺设管路。运用价值工程理论对三种方案的价值系数进行了分析计算，结果表明：施工大直径斜孔铺设管路方案价值系数最大，排水管路施工工程量小，影响范围小，经济与技术优势明显，为三种方案的最佳方案。关键词：排水系统；管道；大直径斜孔；价值工程中图分类号：TD744文献标识码：B文章编号：1671—0959(2012)12~013-04煤矿井下排水系统是最重要的生产系统之一，担负着排除煤炭生产过程中产生的各种积水的重任l2。随着煤矿采掘工作面的不断延伸，井下排水系统局部改造的工程会经常出现。排水系统局部改造时，排水管道设计是一项最重要工作，管道设计不仅要求经济合理，而且要求改造后的排水系统不能影响其它生产系统的正常运行，4J。可见，研究煤矿井下排水系统的管道设计与优化对于煤炭企业的安全生产有着重要的意义。1工程概况王台铺煤矿于1958年建矿，现核定生产能力为210万Wa，共有3、9和15三层可采煤层。经过50多年开采，3和9煤层正规回采工作面已经全部开采完毕，15煤层开采也接近尾声，井下存在大面积采空区积水，特别是井田范围内曾存在159座小煤窑，224个井筒，其开采情况、破坏范围以及小窑积水情况难以完全调查清楚。2010年11月经有关专家组鉴定，确定该矿现阶段水文地质条件类型为复杂型。近年来，王台铺煤矿的矿井正常涌水量和最大涌水量逐年增加，为彻底解决水患问题，该矿先后在地面与+695m水平施工了4个直排井，用于直接从井底水仓向地面抽水，在不同程度上解决了原排水管腐蚀结垢严重、管径变细、排水效率不高等难题。王台铺煤矿+695m水平水泵房管子道口与直排井临近巷道布置情况如图1所示，现需要将+695m水平水泵房的水经管子道口输送至+695m直排井底，然后排出地面。因而从+695m水泵房管子道口至+695m直排井之间的管道铺设安装工程成为最大的难题。+695m水泵房管子道口与西副井贯通，管子道口为西副井底部，而+695m直排井在+695m水平运输大巷附近，+695m水泵房管子道口中线与+695m水平运输大巷巷帮之间距离为14m，西副井在王台铺煤矿生产过程中承担全矿生产材料的提升运输任务。管子道以里为+695m水泵房，紧靠水泵房临近有+695m中央变电所，该变电所承担井下所有工作面的送、变电任务。在+695m人车场至西副井的半煤岩煤柱之中还存在旧候车室(该候车室一端与西副井沟通，另外一端与+695m人车场沟通)，如图1所示。+695m水平运输大巷、西副井底、+695m水泵房管子道支护方式均为料石砌碹，该区域巷道布置复杂，巷道支护方式原始，从管子道口至直排井之间需安装4个~219mm排水管路，该段的管道设计合理与否直接影响矿井的正常生产。2排水管道设计方案从管道设计与施工的可操作性考虑，+695m水平水泵房管子道口至+695m直排井有三种方方案。2．1方案A：巷道顶部铺设管路1)方案A排水路线为：+695m水泵房一管子道口一西副井一西副井底材料车场一+695m水平运输大巷一+695m直排井一地面，如图2所示。管子道口至+695m直排井段的管道铺设时，首先在巷道顶部两帮料石墙体内施工梁窝，将预先加工好的12工字梁安装在梁窝内，然后在工字梁上方铺设排水管路。待管路铺设完成后，根据现场情况及实际需要对西副井和材料车场进行卧底改造，使西收稿日期：2012—03—30作者简介：王建胜(1974一)，男，山西晋城人，一级建造师，现任山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司王台铺煤矿生产技术科主任工程师。l3学兔兔www.xuetutu.com2012年第12期煤炭工程井下复杂地段排水管道设计方案及选择研究王建胜，王成真，赵彦斌(1．山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司王台铺煤矿，山西晋城o48o06；2．山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司生产技术处，山西晋城o480o6)摘要：在王台铺煤矿排水系统改造过程中，需要从+695m水平水泵房管子道口至+695m直排井之间铺设排水管路，该段区域巷道布置复杂，支护方式原始，施工难度较大。为解决这一难题，结合该区域的实际情况及现有的技术方法，共设计了三种方案，即巷道顶部铺设管路、施工安装通道铺设管路和施工大直径斜孔铺设管路。