煤矿潜水泵分散与集中排水技术经济分析
潜水泵分散与集中排水技术经济分析
机电科
青云煤矿井下煤层赋存条件为单一中厚煤层，为保证工作面顺利回采，巷道掘进时全部沿煤层顶底板施工，起伏变化较大，后巷局部易形成低洼积水，需施工临时泵坑安装潜水泵排水；另外个别下山巷道由于距离较长，排水高差大，超过潜水泵扬程，还需要接力排水，系统复杂，造成巷道内排水点多，水泵及排水人员占用多，排水效率低，增加了排水隐患风险点，不利于安全管理，下面以21304两顺槽排水系统为例进行分析。
一、21304两顺槽原有排水系统
1、轨道顺槽
1.1排水路线：轨道顺槽随施工进度，在通迟580m、1100m、1380m各施工一对标准泵坑，泵坑之间为三级接力排水，最后由580m泵坑的水泵集中将水排至轨道顺槽车场上部水沟内，然后自流至二水平东翼水仓内排至地面。
1.2设备配备：轨道顺槽按照300m3/h的排水能力配备水泵及管路，双回路供电，沿线敷设DN150排水管路两趟、DN100一趟。其中580m泵坑内安装MD85/45×2型多级泵2台，BQS80/80型潜水泵2台；1100m泵坑内安装BQS80/80型潜水泵4台；1380m泵坑内安装BQS50/30型潜水泵6台。投入水泵及控制开关共计34台，电机功率341kW。
1.3人员配备：580m泵坑为多级泵排水，配备水泵工2人；1100m、1380m泵坑为潜水泵自动控制开停，未安排专职水泵工；维护电工1人。投入人工合计3人/班。
2、胶带顺槽
2.1排水路线：胶带顺槽随施工进度，在通迟560m、1380m 各施工一对标准泵坑，1200m施工一个临时泵坑，泵坑之间为三级接力排水，最后由560m泵坑的水泵集中将水排至胶带顺槽车场上部水沟内，然后自流至二水平东翼水仓内排至地面。
2.2设备配备：胶带顺槽按照300m3/h的排水能力配备水泵及管路，双回路供电，沿线敷设DN150排水管路两趟、DN100一趟。其中560m泵坑内安装MD85/45×2型多级泵2台，BQS80/80型潜水泵2台；1200m泵坑内安装BQS50/30型潜水泵4台；1380m泵坑内安装BQS80/80型潜水泵4台。投入水泵及控制开关共计28台，电机功率326kW。
2.3人员配备：560m泵坑为多级泵排水，配备水泵工2人；1100m、1380m泵坑为潜水泵自动控制开停，未安排专职水泵工；维护电工1人。投入人工合计3人/班。
21304两顺槽原有排水系统见下图。
二、21304两顺槽调整后排水系统
1、轨道顺槽
1.1排水路线：排水系统调整后轨道顺槽由1380m泵坑将水排至1100m泵坑，然后由1100m泵坑的水泵将水一级直排至轨道顺槽车场上部水沟内，自流至二水平东翼水仓内排至地面。580m泵坑水泵仅作为应急备用排水使用。
1.2设备配备：轨道顺槽仍按照300m3/h的排水能力配备水泵，供电及排水管路不变。其中580m泵坑内安装BQS80/80型潜水泵1台；1100m泵坑内安装MD85/45×3型多级泵3台、BQS80/80型潜水泵1台；1380m泵坑内安装BQS50/30型潜水泵6台。投入水泵及控制开关共计27台，电机功率284kW。
1.3人员配备：1110m泵坑为多级泵排水，配备水泵工2人；1380m泵坑为潜水泵自动控制开停，未安排专职水泵工；
维护电工1人。投入人工合计3人/班。
2、胶带顺槽
2.1排水路线：排水系统调整后胶带顺槽由1380m泵坑的水泵将水一级直排至胶带顺槽车场上部水沟内，然后自流至二水平东翼水仓内排至地面。560m泵坑水泵仅作为应急备用排水使用,1200m泵坑停用。
2.2设备配备：胶带顺槽仍按照300m3/h的排水能力配备水泵，供电及管路不变。其中560m泵坑内安装BQS80/80型潜水泵1台；1380m泵坑内安装MD85/45×3型多级泵3台、BQS80/80型潜水泵1台。投入水泵及控制开关共计13台，电机功率239kW。
2.3人员配备：1380m泵坑为多级泵排水，配备水泵工2人，维护电工1人。投入人工合计3人/班。
21304两顺槽调整后排水系统见下图。
三、排水系统调整前后分析比较
1、设备投入：
1.1排水系统调整前轨道顺槽投入设备34台，胶带顺槽
投入设备28台，合计62台。
1.2排水系统调整前轨道顺槽投入设备27台，胶带顺槽
投入设备13台，合计40台。
1.3排水系统调整前后减少设备投入22台。
2、租赁费投入：
2.1排水系统调整前大功率潜水泵投入12台，多级泵投
入4台，月租赁费为12×1280+4×250=16360元。
2.2排水系统调整后大功率潜水泵投入4台，多级泵投
入8台，月租赁费为4×1280+8×290=7440元。
2.3排水系统调整前后减少租赁费16360-7440=8920元/
月。
3、电费消耗：
3.1排水系统调整前电气设备总功率为341+326=667kW，
月电费为667×24×30×0.6=288144元。
3.2排水系统调整后电气设备总功率为284+239=523kW，
月电费为523×24×30×0.6=225936元。
3.3排水系统调整前后减少电费288144-225936=62208
元/月。
4、人工投入：
由于考虑水泵、管路及控制开关每班均须安排专人维护管理，保证排水系统安全运行，因此系统调整前后水泵工及维护人员保持不变。
5、安全风险：
5.1系统调整前为多级排水，管理维护点多，故障风险
点多，调整后改为一级直排，故障风险点减少，排水系统安全可靠。
5.2排水系统调整前多为潜水泵自动控制，水泵烧坏漏
电易造成整个供电回路跳电，且存在故障点查找困难的问题，系统调整后这一状况得到改善，保证供电系统运行安全。
四、结论
1、顺槽施工时应根据底板变化情况，提前将底板顺平或
施工深水沟，尽可能减少低洼点，减少临时水泵。
2、顺槽沿途确需临时排水时，必须使用7.5kW以下的小
潜水泵排水，不得使用大功率潜水泵，防止频繁启动造成水泵烧坏。
3、顺槽沿途需要水泵排水时，在水泵排水能力满足的情
况下应尽可能集中一级直排，减少接力排水。
4、在一级直排的永久泵坑尽可能采用多级泵排水，减少
租赁费投入，降低生产成本。