排放矿井积水的实施方案

1神堂煤业有限公司疏排废弃辛兴煤矿积水实施方案为尽快消除我公司矿井整合邻近废弃矿井采空区积水水患，满足我公司矿井安全生产必备条件和安全设施达标验收要求，我公司于2013年10月份，向郊区、市煤管局呈报了《山西阳泉郊区神堂煤业有限公司启用辛兴煤矿旧井作为措施井排放矿井积水的实施方案》和《山西阳泉郊区神堂煤业有限公司启用矿区内原辛兴煤矿旧井排水的安全措施》，并于2014年元月份得到同意排放的批复意见。为使疏排废弃老矿井积水的工作紧张有序，具可操作性，现按照启封旧井供电-供风-排水设备与管路运输安装-排水-安全监控相互配套的流程和技术路线，制定具体实施方案如下：一、成立启封旧井排水管理领导组组长：梁宝善副组长：段英奇梁太琪胡永生成员：苗九彬温荣生李长印张成在马建民穆非祥魏建江王祯祥史华容史满柱郝艾军领导组办公室设在调度室，全面负责对废旧矿井的启封、供风、供电、设备安装、排水、安全监控管理和技术协调工作。联系电话—8866;8800二、供电1、地面供电线路2由神堂矿10KV变电所引出并敷设70mm²铝芯10KV高压铠装电缆两趟，至辛兴煤矿井口，长度约1000米（以实地测量距离为准）。检修一台发电机组，做为停电应急保安备用电源。2、井下供电线路：敷设90mm²660(1140v)、长1400米高压电缆一趟。3、配电开关200A高开两台进线柜用、50A高开一台负荷用、100A高开一台负荷用、100A高开一台备用、地面用现有500KVA变压器一台、井下用1250KVA干变一台10kv\660(1140).630A真空馈电开关2台、400A真空馈电开关2台、200A软启动器3台、200A真空电磁启动器3台、80电磁启动器3台。三、供风矿井排水初期在没有形成全负压通风前，采用压入式局部通风机独立通风。排水后期打开联通主斜井和回风井的1号和2号风门，启动主扇，形成全风压通风系统。1、风机选型：选用主要通风机（主扇）1台，BK54-4№12，电机功率45kW，风量为1500-1800m3/min，配用电机型号YBFe225M-4,380V。主扇控制用原有低压配电柜。50平方电缆200米，瓦斯监控（临时）一套，实现风、电、瓦闭锁。选用局部通风机2台，FBD№62*22kW风量为525-310m³/min，局扇控制开关1套（原有），风筒直径800mm。32、主要通风机供电：实行“双回路”供电，局部通风机采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)、“风电、瓦斯电”闭锁，双风机、双电源、自动切换的供电方式。3、矿井总风量：在满足井下同时工作的最多人数每人每分钟供给风量；瓦斯涌出量计算；二氧化碳涌出量计算；局部通风机实际吸风量计算和硐室需风量计算等综合要求条件下，矿井总风量配置为：Q＝1240.84+180=1420.84m3/min。4、监控系统：利用我矿现有KJ99N煤矿安全监控系统，在辛兴煤矿矿井总回风和用风（排水）地点各安装瓦斯传感器1个，安装设备开停传感器4个（主扇1个、局扇2个和排水泵1个）和风筒传感器个1个。对井下环境以及各主要设备运行状态进行实时数据监测。运输、通讯设备配置与安装1、井口运输恢复原副井绞车一部（1.2m绞车需打基础和安装），井口铺22KG道轨100米（配套道木50根、道岔一付）；暗井往下运输安设45kW绞车一部。2、通讯、信号系统安装直通电话两部，配置防爆对讲机3台、信号照明综保4KVA一台、声光电铃5套、信号电缆700米、照明灯127V、20套。3、自制设备车架子车两辆，闸阀DN15910个、闸阀DN1086个、止回阀DN1594个、4立方空压机一台、风动锚杆机1台、高压风管Ø19mm50米、水管50米。4、其他设备：慢速绞车8吨、7.5KW一台（倒链及其他工具），井口设维修房，配置电焊机、切割机、等工具，45、安装：浇注绞车基础、回复地面轨道。6、人员安排：每班2人、维修工3人。上述设备要求在井口正式启封前准备到位，待井口启封后快速组织安装，以满足排水工作需求。五、排水（一）矿井采空区积水分布和积水位、水量估算1、积水量情况：通过对兼并整合矿井水害分布资料技术调研和社会访调查，我们初步掌握了为本矿井采空区积水主要集中分布在南部（原辛兴煤矿和辛兴二景煤矿3#煤层和15#煤层的采空区），其次为北部阳煤三矿、和东部官沟矿采空区积水区。本方案为排除首采工作面南部和与之服务的采区运输和回风大巷水患，拟在疏排南部兼并整合的辛兴煤矿和辛兴二景煤矿采空区积水。由于两个矿井在2008年封闭后，形成两个相对封闭的水害源，其中辛兴煤矿上部3#煤层积水约16万m3，15#煤层估算积水量约55万m3，考虑到3#煤至15号煤层间距为110～120米之间，15号煤层导水裂隙带高度78.08-94.11m，3#煤积水大部分不会泄漏到15号煤采空区，估计约10％的积水（约2万m3）可能向下渗流入15号煤层，辛兴煤矿静态总水量估算约为37万m3，（原充水性图上为55万m3，计算偏大）加上动态补给水量约20万m3，合计60万左右m3。辛兴二景煤矿估算目前井下积水为42～65万m3。2、充水途径：由于3#和15#煤层积水已通过采空区冒落裂隙、采空区煤柱破坏、断层、陷落柱、封填不严的钻孔等5多种导水补给通道相互沟通。积水区的动态补给水源为上覆岩层水与冲积层潜水，涌水量在20～30m3/h左右。3、积水标高：初步分析15#煤层积水水位标高估计在530～550之间、3#煤层积水水位标高估计在620～670之间，上述两个积水区是威胁矿井生产安全重要水害源。（三）排水阶段划分：经初步调查：辛兴煤矿和辛兴二景煤矿是邻近矿，在关闭前组织生产期间，尚未形成水力联系。截止目前，煤柱破坏与否，连通情况尚不清楚。在排水期间通过观测确认没有联通情况下,暂不考虑辛兴二景煤矿积水的排放。待进入生产阶段后续组织排水。若出现两处积水联通情况，则按照“从高到底，由简单到复杂”疏排水管理程序，将整体的排水过程分为两个阶段，即第一阶段：疏放辛兴煤矿15#煤层层60万m3积水（本年度完成）；第二阶段：疏放辛兴二景煤矿15#煤层区42～65万m3积水（拟进入矿井生产阶段后期完成）。（四）排水机电设备选型：1、按总水量60万m3，每天排4000m3左右计算考虑：3号水仓选用MD155-30*6型离心水泵三台、排水量：155m3/h、扬程150m，管路选用DN159pe16KG500米；潜水泵：流量50m3/h、扬程200米2台、DN108管1200米；潜水泵：流量100m3/h、扬程200米4台。2、由于目前掌握积水情况资料不够准确，现提出的排水设备选型计划，作为宏观参考。待井口启封后，视井筒和井底大面积积水情况变化，及时调整和完善设备配置选型。6（五）排水设备分段配置1、井筒排水段考虑到主井巷道积水量有限、主暗斜井断面现状、排水设备频繁移动的具体情况，初期排水设备不宜配置过大，配备潜水泵：流量50m3/h、扬程200米3台，两用一备、DN108管1200米。在排水管道上安设防爆管道流量计（或超声波流量计），由专门的水文观测人员每日分三班观测并填报排水记录，完成当日和累计排水的可控计量，实现准确统计总排水量。在主井与主暗斜井过渡车场，再安装一部牵引调度绞车，将设备导移下放，排水期间在斜巷将水泵和防爆电源开关放置在平板车上，由绞车牵引下放，安装防滑车装置，逐级向下延伸排水，排放采空积水后完毕后，安置于+465采区水仓，排放辛兴煤矿矿井补给动态涌水。2、井筒下平排水段进入下部车场段大面积水区，潜水泵：流量100m3/h、扬程200米、6台，4用两备。排水管路：管径159mm无缝钢管两趟，若排水不畅，另增加一趟。排水期间在主暗斜井井底车场处固定安设，将排水导入上部车场3号水仓，再经3号水仓排水泵转排至井口。积水全部排放完毕后，回收水泵安置在神堂煤矿井底水仓，作为排放矿井涌水的配套设备。（五）排水步骤与排水程序过程控制1、首先恢复地面的绞车、轨道运输系统，安装通讯电话，实现双回路供电供电和局扇通风保障，在市救护大队人员的监督下启封旧井（主斜井和回风井），首先排放瓦斯至7排水点位置，在确保安全的前提下安排专人进入主斜井，观察巷道断面、支护有无冒顶情况、轨道是否能正常运行，主、副井风流是否相互连通，测定积水位标高，取水样进行水质化验，掌握排水工程必备的第一手资料。2、排水前，向所有进入斜井巷道的作业人员贯彻排放积水通风瓦斯管理安全技术措施，按计划修复被破坏的斜井巷道和道轨，安装排水管路，下放排水泵，在局扇风机后适当位置安装直通电话，按照排水进度需要，逐步延伸通讯系统。然后按照由浅部至深部排水程序，逐步扩大排水效果。若遇到封闭的巷道和采空区，必须严格按照探水设计进行钻孔放水，积水排放后，留设积气观测和泄水孔，使采空区泄水沿管道或水沟排出。矿领导要带班检查排水岗位工填写的当班排水时间，泵体运行情况和交接班时间记录。要特别注意两个井筒按正常需要通风，随着水位下降，进、回风井联通的巷道要形成通风系统，实现同步排水，严禁盲目冒进。遇巷道失修或冒顶的地段，必须先维护好巷道再开始下一步排水工作，依此类推，循序渐进。排水控制目标：力求在第一阶段将原辛兴煤矿15号煤采空区积水水位标高疏降到480米以下，从根本上消除水患对一采区三条下山大巷威胁。（六）排水量和有效排水时间估算：1、井筒段按两台流量50m3/h（功效40m3/h/单台）泵排水20小时计算，最小排水量Qmin=40*20*2=1600m3/d。8井底大面积水段按4台流量100m3/h（功效80m3/h/单台）泵排水20小时计算，最大排水Qmax=80*20*4=6400m3/d。平均排水量:Qa、bar=4000m3/db、预计辛兴煤矿矿井补给涌水量：8m3/hc、日有效排水量：4000-8*24=3808m3/dd、估算排水时间：600000/3808=157.6d，约五个月。总排水工期测算：考虑排水、供电、供风和设备安装准备期一个月，局部采空区封闭不出水需要打钻放水工程耽误一个月，收尾工作15天，总排水工期估算为：七个半月。即2014年2月份准备，3月份排水开始到10月中、下旬结束。（七）排水线路布置：1、初期排水：排水点设在辛兴煤矿主斜井内，排水管线由排水点至主斜井-排水管至厂区排水沟，敷设连接一趟专门排污管,与桃河新景矿排污管连通,排到下游市污水处理厂进行处理，实现动态合理的环保排水。线路为：排水点--主斜井---地面水沟---矿敷设排污管—链接新景矿排污管---市污水处理厂。2、排水至3#煤水仓后，在3#煤水仓处设1号固定排水站，移动排水点布置在辛兴煤矿暗斜井，由浅部向深部逐段延伸排水。线路为：暗斜井---3#煤水仓---主斜井---地面水沟外9排。3、排水至15#煤大巷水仓时，在15#煤大巷水仓设2号排水站，移动排水点布置在辛兴煤矿采区进风下山，由上部至下部接续排水。线路为：采区进风下山---15#煤大巷水仓---暗斜井---3#煤水仓---主斜井---地面水沟外排。4、排水至15#煤采区水仓时，在15#煤采区水仓设3号排水站，采区水仓为该采区较低位置，由采区水仓往上排水。线路为：采区水仓---采区进风下山---15#煤大巷水仓---暗斜井---主斜井---地面水沟外排。5、待进入排水后期，按照批复的“排水方案”，我矿井底排水措施巷施工结束，在构成矿井全风压通风系统的同时，将全面形成我矿井底水仓排水系统。届时，全部封闭辛兴煤矿主井、风井及暗斜井，启用我矿的正规排水系统。调整排水线路为：采区水仓---采区进风下山---15#煤水仓---神堂煤矿南翼轨道大巷---神堂煤矿井底水仓---神堂煤矿副斜井---地面消防水池利用，多余水量外排。六、安全监控（一）通风与瓦斯管理监控1、配置便携式瓦斯检查仪10台，每班必须设1名专职瓦斯员负责对排水区域的瓦斯进行检查。2、瓦斯传感器每10天必须使用标准气样和空气样调校1次。103、水泵司机、瓦斯员、电工和安全管理人员下井必须携带便携式甲烷检测报警仪。4、局部通风机的管理必须按《煤矿安全规程》第一百二十八条和第一