玉龙煤业有限公司 矿井联合防排水试验报告
玉龙煤业有限公司 2012年4月20日
玉龙煤业有限公司 矿井联合防排水试验报告
煤矿在采掘生产过程中、最容易出现涌水，为了保证矿井安全生产，不致使涌水淹没矿井，需要及时把水排到地面。根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》每年必须对生产矿井的井下所有排水泵要进行一次联合防排水性能测试，以获得主排水泵的实际运行工况和实际运转性能参数。由此鉴定主排水设备是否达到设计要求和技术指标：主排水设备的容量配备是否合理，是否满足矿井在20h内能排清24h的矿井涌水量。水泵的检修质量是否达到检修要求，为准确掌握排水设备的技术管理提供有力的依据。
2012年玉龙煤业为了检验本矿井主排水设备的总排水能
力，在雨季前对全矿井下所有工作水泵进行一次联合防排水试验测试，以便能发现并及时处理排水系统中存在的问题，保证矿井在生产时不受水害威胁。提高矿井抗灾能力。
第一章水文概况
一、水文地质简述
玉龙煤矿位于大同煤田口泉沟南岩溶水文地质区的补给－径流区，地貌属黄土丘陵区山间洼地，东部和西北部为黄土丘陵，中间呈带状山间洼地，地势较为平坦。井田内无常年性河流，各大小沟谷，平时干枯无水，仅雨季有洪峰通过，其中较大沟谷为西部大沙沟，雨季洪水汇集于沟中，由南向北流出井田，然后向西北流入元子河，工业场地位于井田东部，周边地表无不良工程地质现象，且不受洪水危害。
二、水系及主要河流
矿区内无主要河流、湖泊，池塘、水库、只有元子河平时河流无水，只有7一9月雨季时才有水。 三、矿井充水因素
矿井充水主要有第四系孔隙水充水、煤系砂岩裂隙水充水 、断层充水、采空区积水充水、大气降水和地表水充水 1、大气降水和地表水充水
大气降水为区域内主要充水源，大气降水多沿基岩风化裂隙渗入矿井，直接接受大气降水补给，其充水强度与雨季和降水强度、持续时间关系密切：地表水在雨季暴涨暴落。
2、第四系孔隙水充水
第四系孔隙水可以接受大气降水直接补给，补给条件比较好，局部富水性较强，煤层开采形成冒落带、导水裂隙带之后，上更
新统孔隙水可通过“三带”直接进入矿井，其充水方式以淋水、涌水为主，局部可能形成顶板突水。
3、煤系砂岩裂隙水充水
本区砂岩裂隙局部可获第四系孔隙水的补给，富水性相对较强，煤层在开采过程中，裂隙水直接进入矿井，并形成淋水、涌水，目前该矿即有此现象，但涌水量较小，对矿井生产影响不大。
4、采空区积水充水
井田东部毗邻南阳坡煤矿和喜鹊沟煤矿，北邻东洼北煤矿，其中南阳坡煤矿位于煤层仰起端，其采空区积水对本矿煤层开采存在潜在充水危险。当本矿采掘巷道与相邻煤矿采空区积水沟通时，可能会产生严重的透水事故，应引起注意。另据调查，本矿较老采空区局部也存有一定积水，据调查资料，井田内原南阳坡西煤矿9号煤层采空区分布3处积水区，11号煤层采空区分布2处积水区。原吐儿水煤矿11号煤层采空区分布1处积水区。经估算总积水量约26142m，可沿煤层底板渗入开采巷道。
5、断层充水
井田内有4条正断层，其中F1、F2断层破碎带和两盘影响带内胶结松散部位，富水性较好，该矿采煤掘进到F1断层时，曾有较大涌水，后逐渐减小，目前保持在30m/d左右。而掘进到其它断层时，则未见涌水现象。
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第二章开采状况与涌水因素分析
一、本矿主要可采煤层为9、11号煤层，其直接充水含水层太原组砂岩裂隙含水层，富水性较弱，但由于其上覆第四系孔隙水富水性局部较强，而且部分地段与山西组风化壳直接接触，水力联系密切，第四系孔隙水可通过裂隙带向井下泄流，使矿井涌水量增加。井田奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水性较强，岩溶水水位
标高1204m左右，而11号煤层底板标高为1249～1345m，均在1204m以上，不会受到岩溶水的危害。
综上所述，本井田水文地质类型为裂隙、孔隙充水水文地质简单矿井。
二、涌水量预计
1、开采9号煤层矿井涌水量
整合前原南阳坡西煤矿开采9号煤层，井下主要为断层渗水和少量顶板淋水及底板渗水，正常涌水量为150 m/d，雨季最大涌水量为180 m/d。现采用富水系数比拟法对矿井生产能力扩大为120万t/a时的涌水量预算如下：
预算公式：Q=K·P＝Q正常＝Q
Q0P03
3
·P
15012000001200m3/d 15000018012000001440m3/d 最大＝
1500002、开采11号煤层矿井涌水量
整合前原吐儿水煤矿开采11号煤层，井下主要为顶板淋水和井筒渗水，正常涌水量为260m/d，雨季最大涌水量为300m/d，采用前述公式对矿井生产能力达到120万t/a，当重组整合后矿井生产能力扩大为120万t/a时的矿井涌水量预算如下：
Q正常＝Q
26012000001486m3/d 21000030012000001714m3/d 最大＝
2100003
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以上涌水量为理论预算值，根据该矿井下情况，当遇到断层时，初期涌水量均较大，然后逐渐减少，故推测当今后开采中遇到隐伏断层和陷落柱时，矿井涌水量将会有较大增加，应注意防范。
考虑井下消防洒水量，设计采用正常涌水量1800m/d，最大涌水量2000m/d。
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三、 采空区积水调查情况 ①小窑情况
本矿周围有相邻矿井。井田内沿煤层露头有老窑，主要开采侏罗2号煤层。老窑大部分塌陷，根据访问调查，以前采煤均为手工操作，平巷掘进，深度约50～200m不等，采空区面积不大，对煤层影响较小，一般巷道无支护及通风照明设备。
②采空区情况
井田煤层露头线上古人、现代人开采历史较长，通过调查实测，从煤层露头线沿倾向下300-500m全部为采空区，并且从北到南采空区基本上连通，回采率在30-40%。采空区内井巷无规律采掘，基本上是从地表煤层露头处开一条主巷，然后左右送采巷小采，回采巷道宽度为3m-8m不等。
③采空区积水情况
本矿井田内有9、11号煤层采空区，据大同市115队煤田地质勘探“山西玉龙煤业煤业有限公司采空积水、积气及火区调查报告”，由于过去均为留煤柱开采，因此井下70%采空区均未塌落，通过采取安全措施进行采空区实际观察调查，采空区积水量约为3000m。对采（古）空区留有隔水保安煤柱。目前矿井在生产过程中未发生过任何水害，但在以后的生产过程中不能忽视采空区积水，开采过程中应有掘必探。在本项目开工前对采空区积水必须实施探放水。 所以在生产过程中一定要按照《煤矿防治水规定》“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则进行生产。要认真落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措
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施，并留设足够的保安煤柱，以防采空区积水对生产造成影响。开采过程中应有掘必探，针对采空区积水问题必须制定专项探放水措施实施探放水。
第三章 排水设备
1、 主排水泵技术特征表
水泵 编号 水泵 型号 额定排水量m3/h 额定量程 M 电机 型号 生产 日期 生产 厂家 1# MD155-30×8 MD155-30×8 MD155-30×8 155 240 YB3552-4 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 YB3552-4 2# 155 240 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 YB3552-4 3# 155 240 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 2、主排水管技术特征表
排水管 编号 外径 mm 壁厚 mm 排水高度M 敷设长度M 敷设角敷设途径 度（O） 水泵房-副斜井-地面污水处理D194 8 159.9 840 23 厂 水泵房-副斜井-地面污水处理D194 8 159.9 840 23 厂 1# 2# 3、其它涌水点潜水泵技术特征表
水泵 编号 水泵 型号 额定排水量m3/h 额定量程 M 电机 型号 生产 日期 生产 厂家 1# MD155-30×8 MD155-30×8 MD155-30×8 155 240 YB3552-4 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 YB3552-4 2# 155 240 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 YB3552-4 3# 155 240 2011年葫芦岛渤海泵业有限公司 10KV220KV 6月 4、其它涌水点排水管技术特征表
排水管 编号 外径 mm D50 D50 壁厚 mm 6 6 排水高度M 159.9 159.9 敷设长度M 840 840 敷设角敷设途径 度（O） 18 18 排水点-水沟自流-水仓 排水点-水沟自流-水仓 1# 2#
四、矿井联合防排水能力测试：
一、联合防排水试验时间：2012年4月20日
二、联合防排水试验单位：玉龙煤业机电科、防治水科、排水队、管路队。
三、运转试验地点：以井下水泵房为主要地点，及各采掘工作面以及其他巷道临时排水点。
四、联合防排水组织机构： 调度室为联合防排水指挥中心
组长： 周建忠
副组长：张立慧 谭殿忠 寇文
成员：杨宽 秦四 郑文成 李堂文 马玲红过全年 魏正才 边江 王福 赵守荣 吴厚昌 谭殿君 韩武金 等20人参加。
五、矿井涌水量
矿井涌水量主要有采空水。裂隙水、断层水、岩溶水、陷落柱水、雨季水渗漏补给。
矿井正常涌水量1800m/d，最大涌水量2000m/d。本矿井在11#煤层倾斜轨道大巷南部与11#煤层轨道巷西部交汇处设立了主副水仓。
主水仓容积为770m 长度102.7m 断面积：7.5m， 副水仓容积为：550m 长度73.3m 断面积：7.5m 主副水仓总容积为700+550=1320m
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矿井出水点涌水量参数
涌水地点 最大涌水量/d 临时排水工作水泵 潜水泵型号 点 2902巷 340 m3/min 5902巷 426 m3/min 泄水巷 901巷 358 m3/min 299 m3/min 2902巷 5902巷 泄水巷 901巷 主斜井底 1台 1台 1台 1台 1台 80WQ50-7.5 80WQ50-7.5 80WQ50-7.5 80WQ50-7.5 80WQ50-7.5 主斜井底 310 m3/min
六、主排水系统基本情况
矿井排水设备选用MD155-30×8型耐磨离心水泵三台，配10KV、220Kw、YBZ4501-4型防爆电动机，一台工作，一台备用，一台检修。另外，考虑到矿井已经开采多年，形成了采空区积水，为提高矿井抗水灾能力，在泵房内预留一台水泵安装位置，矿井水经管子道、副斜井直排地面。主排水管路为二趟φ194×8mm无缝钢管，一趟工作，一趟备用，最大涌水期2趟工作。
采区排水主要由排水泵、集水坑、泄水巷组成。一种是工作面水用排水泵排至水仓-地面，另一面经钻孔汇入泄水巷流入集水坑，由潜水泵排至大巷水沟、自流进入主水仓，经主排水泵房、经管子道、副斜井排到地面。
七、供电系统
本矿井双回路供电一趟距本矿井10km元堡子35kV变电所输出；一趟距本矿井4km增子坊110kV变电站输出。现矿井两回路电源分别引自以上变电所，以上变电所可以满足矿井负荷要求。双回路电源经过本矿地面变电站在输出到井下变电所。
一回路：MYJV 10KV 3×185mm 电缆截面积为：185mm 长度：1060m 数量：一根 电缆截流量：550A、
二回路：MYJV 10KV 3×185mm 电缆截面积为：185mm 长度：1060m 数量：一根 电缆截流量：550A、
主水泵电源电缆型号为MYJV8.7/10KV 3×35mm 电缆截面积为35mm 长度：30m 数量3根 电缆载流量：175A
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八、防排水联合试验方案
主水泵的防排水联合运行有并联和串联两种方式，并联工作是两台或多台排水泵通过一趟（或多趟）管道排水，其主要目的是增加管路中的排水量：同时我矿在同一水平采用三台同等能力型号的磨砂离心排水泵并联工作，将三台水泵分别编号为：1#泵、2#泵、3#泵、排水管路分别编号为：I趟管、II趟管，当三台水泵同时启动后，两趟管路的截门同时打开，三台水泵的输出水量从两趟管路自由的输出，并观测两趟管路的排水流量作好记录。因并联排水没有极限工况点的问题，操作管理方便，并联效果好。故我矿防排水联合运转多采用并联的方式运行。
九、联合排水试验前的准备工作及安全技术措施贯彻 1、水泵工、维修工管道工、井下电工、变电工、等相关人员全部在各自规定岗位待命。
2、制定安全措施、在实验前进行贯彻。
3、试运转前要对矿井排水系统的工作水泵，备用水泵进行全面检修、水泵、管路、电控等设备要保持完好，备品配件充足。
4、水仓，要进行彻底清理，保证有效容积。 5、排水管道要进行彻底清理，确保流水畅通。 6、上、下排水沟要进行彻底青挖。
7闸门，防水墙等防治水设施要进行认真检查维护，确保安全可靠。
8备齐各种测量仪器仪表及工具。 贯彻安全措施：
1、联合防排水试验号令下达后，排水工必须在同一时间内启动所有排水泵。
2、所有水泵启动后不准随意停止，任何人员不准随意停电。
3、所有防排水电源应接双回路，如遇无计划停电立即在10分钟内启动另一趟电源。
4、井下专职电工必须监管好分管的供电范围、管路工巡回检查好各自分管的排水管路、排水工监护好泵站并将排水记录做好。各岗位人员如出现故障立即向调度指挥中心汇报。
5、水仓水位观测人员做好水位标高记录当主副水仓水拍请时立即通知调度总指挥停止主排水泵，并做好原始记录，记录一定要记清楚详细。
十。联合防排水试验时的主排水泵详细记录
进入运起泵时行水泵间 编号 停泵时间 运行电压 （KV） 流 （A） 运行电压力 真空度排水量（MPa） （MPa） （m3/h） 1# 2# 3# 8:50 11:30 8:55 11:30 9:00 11;30 10 10 10 8.5 8.5 8.5 1.82 1.82 1.82 0.1 700 0.1 700 0.1 700
记录人员 秦四 总回路电流（三台水泵同时打开）：27A 1、主要水泵排水能力校验计算：
三台主水泵与各排水点潜水泵同时工作运行主
排水泵排水量：从试验结束时的水仓水位恢复到开始排水时水仓水位的时间为10:50一16:20=5小时30分=5.5h
2、三台主水泵实际联合防排水运转时间从起泵到停
泵时间为：
8:35一10:05=90分钟 排清水仓水共用了90分钟 1#排水管道流量计测得排水能力为143.7m 2#排水管道流量计测得排水能力为153.7m三台水泵总排水量为：
143.7×90/60+153.7×90/60=446.1m/h 3、水泵综合效率计算：
1#泵效率：ηn=Q实/Q额=143.7/155×100%=92% 2#泵效率：ηn=Q实/Q额=139.5/155×100%=99% 3#泵效率：ηn=Q实/Q额=140.2/155×100%=90% 水泵综合效率为η=93% 3、排水系统效率 A、排水管路效率
ηn=HSJ/Hm×100%=270/305×100%=88.5%
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B、各台次系统效率：
1、1#泵效率: ηp= ηnηgηd=0.927×0.885×
0.=0.73
2、1#泵效率: ηp= ηnηgηd=0.9×0.885×0.=0.709 3、1#泵效率: ηp=ηnηgηd=0.905×0.885×
0.=0.713
系统平均效率：
η=（0.73+0.709+0.713）÷3=0.717 七、排水系统能力效验 1、水泵能力效验
水泵房共安装三台水泵，其中一台工作，一台备
用，一台检修。
（1）一台工作泵排水能力效验：
20h排水量Q=143.7×20=2874m大于24h正常涌水量 75×24=1800 m
（2）三台水泵最大排水能力效验：
20h排水量Q=143.7×3×20=8622m大于24h正常涌水
量
83.8×24=2011.2 m 2排水管路能力效验：
排水管路选用两趟无缝钢管，正常用水期一趟工作一
趟备用，最大涌水期两趟同时工作。
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一趟管路排水能力为：390×1=390 m/h 两趟管路排水能力为：390×2=780 m/h
工作水管20h排水能力为： 390×20=7800 m大于24h
正常涌水量24×75=1800 m
工作和备用水管20h排水能力为：780×20=15600 m
大于最大涌水量24×83.3=1999.2 m
3、供电能力效验
（1）两个入井回路分列运行时单趟电缆能负担的总
电流：
Id=550A
即供电能力满足要求。
4、我矿井下水仓经常定期清挖，保证有效容水量 主水仓770m，副水仓550 m
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主水仓+副水仓=770 m+550 m=1320 m
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主水仓+副水仓=1320 m大于8×83.5=666.4m 所以，水仓容水能力现符合《煤矿安全规程》第280
条之规定。
十一、结论
技术员在个点记录水泵运转前，后的有关电压、电流、
压力和真空度等数据，符合规定值
矿井正常涌水量1小时为75 m/h 8小时正常涌水
量Q= 75 m/h×8h=600m
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