供水改造方案

Ⅱ3712综采工作面供水系统的优化

根据公司生产计划，Ⅱ3712工作面将采用综合机械化采煤工艺，为适应综采生产的用水需要，需对矿井现有供水管路系统进行调整与改造。

一、矿井现有供水系统概况

矿井现有两种供水水源，一种是地面消防水池净化水经老副井供水管路汇入井下供水管网（备用水源）；另一种是利用井下构筑的两处蓄水池积蓄、沉淀老空出水，并使用加压泵将净化水泵入井下供水管网（在用水源）。其中，Ⅰ3蓄水池容积203 m3，补给水量15.04m3/h，两台加压泵型号4DA-8×9，杨程144m，额定流量0.9 m3/min，电机功率45KW；Ⅱ7蓄水池容积739m3，补给水量18.96m3/h，一台加压泵型号4DA-8×9，杨程144m，额定流量0.9 m3/min ，电机功率45KW，另一台加压泵型号4DA-8×7，杨程112m，额定流量0.9 m3/min，电机功率37KW。

二、综采工作面生产用水情况

1、乳化液泵站额定流量0.4 m3 /min，工作压力31.5MPa；因为乳化液在面内支架液压缸与乳化液箱之间循环流动，只有安全阀卸载时的微小流量损失，所以计算总流量时乳化液泵站的流量忽略不计。

2、喷雾泵额定流量0.32 m3 /min，工作压力6.3MPa；因为煤机割煤时必须打开喷雾灭尘，此流量需计入总流量。

3、煤层深孔注水流量每孔0.07 m3/min，共26个孔，计0.026m3 /min

4、瓦斯抽放泵站水流量0.12 m3 /min（经验值）

5、总流量合计0.466 m3 /min

三、优化方案

1、一、二水平两处加压泵站联网工作，对Ⅱ3712供水管路系统进行改造。

优点：供水水源有保证，水量充足。

缺点：①一水平泵站的水经长距离输送，水中悬浮物含量增大，不利于综采设备使用。

②用水点较多，水压损失较大。

2、Ⅰ、Ⅱ两处加压泵站分区域工作，对Ⅱ3712供水管路系统进行改造。

优点：①二水平泵站的就近输送，水中悬浮物含量较小。

②压力损失较小，水压有保证。

缺点：补给水量较小。

综合考虑后选择方案2，使Ⅰ、Ⅱ两处加压泵站分区域工作；Ⅱ7西抽放泵站、Ⅱ3712机联巷及其它采区由Ⅰ3加压泵供水，Ⅱ3712机、风巷由Ⅱ7加压泵供水。

四、Ⅱ3712供水管路系统改造

1、加压泵选型：

①杨程：最高供水点巷道标高：-180m，水泵位置巷道标高：-260m，标高差：80m。

②流量：所需流量合计0.346 m3 /min。

根据扬程及流量要求，应选择4DA-8×9型号。

2、供水管路选型

因管径未知，无法计算沿程阻力系数λ，故采用流体力学管路计算常用的试算法，且按水力长管计算。先取内管径d=100mm，则利用水力粗糙区λ=﹝1.14+2lg（d／△）﹞-2

=﹝1.14+2lg（100／0.07）﹞-2

=0.018

其中：λ-----沿程阻力系数，d------管径，△------粗超度利用达西公式整理得：

d=（8 L Q2λ／π2gH）1∕5

=〔8×2205×（0.346÷60）2×0.018／3.142×9.8×80〕1∕5

=67mm

其中：H-----杨程，λ-----沿程阻力系数，L-----管路总长，Q------流量，d------管径

因为67mm＜100mm，所以应选用4吋无缝钢管（考虑水中悬浮物影响不宜采用3吋管路）

3、现有供水系统改造

①Ⅱ7西部放煤车场210m、Ⅱ7西部皮带机头联巷110m、Ⅱ7西部皮带上山85m、Ⅱ3712机联巷100m、Ⅱ3712机巷800m需更换为4吋管路。

②Ⅱ7加压泵站4DA-8×7加压泵需更换为4DA-8×9，因实测值显示，使用4DA-8×9加压泵时机巷管道压力达2.6～3.0MPa，使用4DA-8×7加压泵时机巷管道压力只有1.8～2.1MPa。