矿井排水系统
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矿井排水系统
矿井排水的任务和要求 1、任务 将矿井涌水及时地排送至地面，为井下创造 良好的工作环境，确保安全生产。 2、要求 1）可靠性要求高 2）排水设备要求有较高的耐磨性和耐腐蚀性 3）防爆、节能
矿井排水过程：
通过水泵和管路把水从涌水点排到盘区水仓，再通过盘 区水仓的固定排水设备把水排到主水仓，最后由主水仓排水 设备把水排到地面。 1、矿水来源 涌入矿井的水统称为矿水。 矿水主要来源于地面水和地下水、开采工程涌水。 地面水有江河湖泊水、大气降水、融雪等； 地下水有含水层、断水层、老空水等。 开采工程涌水有水力采煤、水砂充填等工艺产生的废水。
2、涌水量 绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量 （q），单位是m3/h； 最大涌水量：某一时期涌水高峰时的涌水量 正常涌水量：其它时期大致相同的涌水量 相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌 水量。
3、矿水性质
1）温度 随井深增高。
2）密度 比清水大。ρ=1015～ 1025kg/m3
3）自流式排水方式 涌水点标高高于主排水口位臵时采取的排水方 式。如巷道上山时利用水沟排水。
排水设施
矿井排水设施主要包括： 排水设备（水泵、供电设备、管路及其附件等） 、水仓、水泵房、管子道等。
水仓
水仓分主水泵房水仓、盘区水仓和临时水仓。 作用：一是储存集中矿水，二是沉淀矿水。 主水仓要求至少有一个主一个副水仓，以便清理时轮换使用。 正常涌水量在1000m3/h以下时，主水仓容量应能容纳8h 的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主水仓 容量按下式计算： V=2（Q+3000） 式中：V—主要水仓有效容量；Q—矿井每小时正常涌水量。 盘区水仓有效容量应当能容纳4h的盘区正常涌水量。 临时水仓作用是沉淀和储存集中临时出水点的矿水。
缺点一旦上水平的排水设备发 生故障，两水平都有被淹没的 危险。
常用于具有下山的缓倾斜煤层矿井、且涌水量较小的情况
矿井排水方式 矿井排水方式分为固定式、移动式和自流式。 1）固定式排水方式：水泵位臵长期固定的排水方式。 固定式排水方式的排水设备根据其服务范围又 分为主排水设备、区域排水设备和辅助排水设备。 排水设备一般使用离心泵排水。
管子道：专门用于安装排水管路的通道。通常指 由主排水泵硐室至副井井筒敷设排水管的一 段通道。 管子道：倾斜25º --30º 铺管道（管墩、管卡固定） 有人行台阶和运输轨道
6）主排水房应有预防涌水突然增加致使设备被淹的措施。 7）水泵工况应在高效工作区，测试报告上应予以体现，否 则应进行更换。 8） 《矿井防治水规定》第66条规定，水文地质类型复杂 的矿井应在井底车场周围设臵防水闸门，或者在正常排水 系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于 最大涌水量的潜水泵。即强排水系统，在水仓被淹没后， 水泵任然能够正常工作。 9）配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相 匹配，能够保证全部水泵同时运转。
直接排水系统
（d）斜井单水平开采
系统简单 开拓量小
基建费用低
管理方便
全部矿水聚集于水 仓中，并用排水设 备直接排至地面。
排水管可沿井筒 敷设或敷设在专 用钻孔中，
(一) 单水平开采的排水系统
（b）井筒中部开拓泵房和水仓
分段排水系统
（c）只开中间泵房，不开水仓
优点是上、下设备互不影Βιβλιοθήκη Baidu， 可靠性高，但开拓工程量大；
3）化学性质
矿水略带酸性，当PH<5时，应采取措施： 一是在排水前用石灰等碱性物质将水进行中和； 一是采用耐酸泵排水，对管路进行耐酸防护处理。
矿井排水系统类型
直接排水系统
单水平开采的排水系统 分段排水系统 独立排水系统 多水平同时开采的排水系统
集中排水系统
分段排水系统
(一) 单水平开采的排水系统 （a）竖井单水平开采
优先采用
不开拓中间水仓，但因要求 上、下任意两台水泵都能串 联工作，而使管路布置十分 复杂，并且下部的排水设备 可能受到全井深的水头压力。
(二) 多水平同时开采的排水系统
1、独立排水系统 当各水平涌水量都较大时，在各水平 分别设置水仓、泵房和排水设备，以 便将各自水平的水直接排至地面。
优点是上、下水平互不干扰； 缺点是设备多，管路多，投资 大。
固定式排水设备的要求
1）主水泵房设臵有工作水泵、备用水泵、检修水泵。 2）工作水泵的排水能力应在20h内排出24h的正常用水量； 备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水 泵和备用水泵的总排水能力应在20h内排出24h的最大用水 量；检修水泵的能力应不小于工作水泵的25%。 3）排水管路应当有工作和备用水管。工作排水管路的能力， 应当能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。 工作和备用排水管路的总能力，应当配合工作和备用水泵在 20h内排出矿井24h的最大涌水量。 4）主排水泵房的供电线路不得少于两条回路，每一回路都 应能担负全部负荷的供电。 5）工作的水泵机组必须工作可靠。
水泵房
水泵房分主水泵房和盘区水泵房。 水泵房要求设在同水平标高较低的位置。 主泵房一般都设置在副井井底车场的附近。 原因如下： 1.运输巷道的坡度都向井底车场倾斜，便于流向水仓 2.运输方便 3.节约材料，参加了排水工作可靠性 4.改善工作环境 5.减少电耗。
水泵房
水泵房位置图
管子道
2）移动式排水方式 水泵随工作面的移动或水位的变化而移动的 排水方式。为矿井的局部服务，如掘进工作面、 局部淹井等。一般使用潜水泵、风泵进行排水。 移动式排水设备的要求 a、水泵应适应流量变化不大的需要，有较好的吸 水性能，以保证把水排干。 b、在垂直泵轴平面上的外形尺寸应较小，以适应 在横断面较小的巷道中工作。 c、应能移动方便、迅速。
(二) 多水平同时开采的排水系统
2.集中排水系统 当上水平的涌水量较小，没有必要单 独设置排水设备时，可将上水平的水 下放到下水平，而后由下水平的水泵 排至地面。
优点是只需一套排水设备； 缺点是上水平的水下放后再上 排，损失了水的位能，增加了 电耗。
(二) 多水平同时开采的排水系统
3.分段排水系统 将下水平的水用辅助排水设备排至上 水平的水仓中，然后集中排至地面。
矿井排水的任务和要求 1、任务 将矿井涌水及时地排送至地面，为井下创造 良好的工作环境，确保安全生产。 2、要求 1）可靠性要求高 2）排水设备要求有较高的耐磨性和耐腐蚀性 3）防爆、节能
矿井排水过程：
通过水泵和管路把水从涌水点排到盘区水仓，再通过盘 区水仓的固定排水设备把水排到主水仓，最后由主水仓排水 设备把水排到地面。 1、矿水来源 涌入矿井的水统称为矿水。 矿水主要来源于地面水和地下水、开采工程涌水。 地面水有江河湖泊水、大气降水、融雪等； 地下水有含水层、断水层、老空水等。 开采工程涌水有水力采煤、水砂充填等工艺产生的废水。
2、涌水量 绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量 （q），单位是m3/h； 最大涌水量：某一时期涌水高峰时的涌水量 正常涌水量：其它时期大致相同的涌水量 相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌 水量。
3、矿水性质
1）温度 随井深增高。
2）密度 比清水大。ρ=1015～ 1025kg/m3
3）自流式排水方式 涌水点标高高于主排水口位臵时采取的排水方 式。如巷道上山时利用水沟排水。
排水设施
矿井排水设施主要包括： 排水设备（水泵、供电设备、管路及其附件等） 、水仓、水泵房、管子道等。
水仓
水仓分主水泵房水仓、盘区水仓和临时水仓。 作用：一是储存集中矿水，二是沉淀矿水。 主水仓要求至少有一个主一个副水仓，以便清理时轮换使用。 正常涌水量在1000m3/h以下时，主水仓容量应能容纳8h 的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主水仓 容量按下式计算： V=2（Q+3000） 式中：V—主要水仓有效容量；Q—矿井每小时正常涌水量。 盘区水仓有效容量应当能容纳4h的盘区正常涌水量。 临时水仓作用是沉淀和储存集中临时出水点的矿水。
缺点一旦上水平的排水设备发 生故障，两水平都有被淹没的 危险。
常用于具有下山的缓倾斜煤层矿井、且涌水量较小的情况
矿井排水方式 矿井排水方式分为固定式、移动式和自流式。 1）固定式排水方式：水泵位臵长期固定的排水方式。 固定式排水方式的排水设备根据其服务范围又 分为主排水设备、区域排水设备和辅助排水设备。 排水设备一般使用离心泵排水。
管子道：专门用于安装排水管路的通道。通常指 由主排水泵硐室至副井井筒敷设排水管的一 段通道。 管子道：倾斜25º --30º 铺管道（管墩、管卡固定） 有人行台阶和运输轨道
6）主排水房应有预防涌水突然增加致使设备被淹的措施。 7）水泵工况应在高效工作区，测试报告上应予以体现，否 则应进行更换。 8） 《矿井防治水规定》第66条规定，水文地质类型复杂 的矿井应在井底车场周围设臵防水闸门，或者在正常排水 系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于 最大涌水量的潜水泵。即强排水系统，在水仓被淹没后， 水泵任然能够正常工作。 9）配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相 匹配，能够保证全部水泵同时运转。
直接排水系统
（d）斜井单水平开采
系统简单 开拓量小
基建费用低
管理方便
全部矿水聚集于水 仓中，并用排水设 备直接排至地面。
排水管可沿井筒 敷设或敷设在专 用钻孔中，
(一) 单水平开采的排水系统
（b）井筒中部开拓泵房和水仓
分段排水系统
（c）只开中间泵房，不开水仓
优点是上、下设备互不影Βιβλιοθήκη Baidu， 可靠性高，但开拓工程量大；
3）化学性质
矿水略带酸性，当PH<5时，应采取措施： 一是在排水前用石灰等碱性物质将水进行中和； 一是采用耐酸泵排水，对管路进行耐酸防护处理。
矿井排水系统类型
直接排水系统
单水平开采的排水系统 分段排水系统 独立排水系统 多水平同时开采的排水系统
集中排水系统
分段排水系统
(一) 单水平开采的排水系统 （a）竖井单水平开采
优先采用
不开拓中间水仓，但因要求 上、下任意两台水泵都能串 联工作，而使管路布置十分 复杂，并且下部的排水设备 可能受到全井深的水头压力。
(二) 多水平同时开采的排水系统
1、独立排水系统 当各水平涌水量都较大时，在各水平 分别设置水仓、泵房和排水设备，以 便将各自水平的水直接排至地面。
优点是上、下水平互不干扰； 缺点是设备多，管路多，投资 大。
固定式排水设备的要求
1）主水泵房设臵有工作水泵、备用水泵、检修水泵。 2）工作水泵的排水能力应在20h内排出24h的正常用水量； 备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水 泵和备用水泵的总排水能力应在20h内排出24h的最大用水 量；检修水泵的能力应不小于工作水泵的25%。 3）排水管路应当有工作和备用水管。工作排水管路的能力， 应当能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。 工作和备用排水管路的总能力，应当配合工作和备用水泵在 20h内排出矿井24h的最大涌水量。 4）主排水泵房的供电线路不得少于两条回路，每一回路都 应能担负全部负荷的供电。 5）工作的水泵机组必须工作可靠。
水泵房
水泵房分主水泵房和盘区水泵房。 水泵房要求设在同水平标高较低的位置。 主泵房一般都设置在副井井底车场的附近。 原因如下： 1.运输巷道的坡度都向井底车场倾斜，便于流向水仓 2.运输方便 3.节约材料，参加了排水工作可靠性 4.改善工作环境 5.减少电耗。
水泵房
水泵房位置图
管子道
2）移动式排水方式 水泵随工作面的移动或水位的变化而移动的 排水方式。为矿井的局部服务，如掘进工作面、 局部淹井等。一般使用潜水泵、风泵进行排水。 移动式排水设备的要求 a、水泵应适应流量变化不大的需要，有较好的吸 水性能，以保证把水排干。 b、在垂直泵轴平面上的外形尺寸应较小，以适应 在横断面较小的巷道中工作。 c、应能移动方便、迅速。
(二) 多水平同时开采的排水系统
2.集中排水系统 当上水平的涌水量较小，没有必要单 独设置排水设备时，可将上水平的水 下放到下水平，而后由下水平的水泵 排至地面。
优点是只需一套排水设备； 缺点是上水平的水下放后再上 排，损失了水的位能，增加了 电耗。
(二) 多水平同时开采的排水系统
3.分段排水系统 将下水平的水用辅助排水设备排至上 水平的水仓中，然后集中排至地面。