矿用大型强排潜水电泵机组及其自动化控制系统的研究与应用.docx

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第2期

2014年6月

水力采煤与管道运输

HYDRAULICCOALMININGPIPELINETRANSPORTAT10N

No.2

Jun.2014

矿用大型强排潜水电泵机组

及其自动化控制系统的研究与应用

陈国强

(徐矿集团天山矿业有限责任公司新疆库车842000)

摘要：根据国家安全生产监督管理总局《煤矿防治水规定》,针对俄霍布拉克煤矿实际水文地质条件，在矿井1000万t/a改扩建时，选择了大型潜水电泵机组作为矿井强排系统，并对系统的安装、运行、自动控制、无人值守进行研究分析，提出了解决方案，获得较好的应用效果。

关键词：强排潜水电泵机组自动化控制研究

中图分类号：TD422+.2文献标识码：B文章编号：1006-0898(2014)02-0026-05

1概述

国家安全生产监督管理总局《煤矿防治水规定》,从2009年12月1日起施行。规定明确要求涌水量大或含水层以下的矿井应配备大型潜

均匀及锈蚀等因素的附加厚度C=2mm,充填管道预留磨损厚度=3mm,因此，所以主体充填管道壁厚为：8.60mm。根据《输送流体用无缝钢管》(GB8163-1999),取壁厚8=10mm,即选择φ219×10mm规格耐磨无缝钢管。该种规格钢管单位长度理论重量为51.54kg/m。

2.5充填料浆泵送设备选择

通过调研，建议采用施维英公司生产KSP220V型工业泵，其主要技术参数如表1所示，该型号充填泵在输送能力为150m3/h时，泵送压力为8.5MPa,满足该矿采区充填开采的需要。

表1KSP220V/EHS2000型工业泵主要技术参数

型号

KSP220V

电机功率/kW

2×250

输送量/m3/h

5~150

最高泵送压力/MPa

10

最大输送量时泵送压力/MPa

8.5

活塞冲程/mm

3100

泵送缸直径/mm

300

驱动缸直径/mm

200

泵出口管/mm

219(要求)

冲程数(吸入系数0.9)/次/min

12.7

长宽高/mm

9500×1300×1300

整机质量/t

12

另外，随着矿井工作面的推进，充填倍线由大变小，将由泵压输送转变成自流输送是可行

水电泵，且潜水电泵系统排水能力不得小于矿井最大涌水量，从而在国家层面把矿山防治水工作由事后被动抢险救灾转变为主动预防的策略，强化了超前防控和应急救援机制，提高了矿井防治水能力。

的。该矿充填泵与井下工作面充填管出料口高差△H=210m,充填倍线达到7.3。当工作面采到停采线附近，充填管路最短时折算成水平管长度只有590m,而这时充填泵与井下工作面充填管出料口高差△H仍为210m左右，充填倍线仅为3.8左右，这种条件下，充填料浆依靠自重就可以输送到井下充填工作面。

3结论

结合唐山某煤矿目前的开采技术条件，研究确定了似膏体充填料浆管路输送过程中的主要工作参数优化设计：充填系统设计流速v,=1.5m/s;充填系统的最大工作压力为7.58MPa;设计干路充填管道的内径为190mm;选取壁厚δ=10mm的φ219×10mm规格耐磨无缝钢管。通过现场实际应用，取得了良好的效果，为矿井实现建筑物下采煤和节约开采成本创造了有利条件。

作者简介：

张金海(1972-),男，汉族，1996年毕业于西安矿业学院，硕士学位，采煤高级工程师，现任开滦钱家营矿业公司总工程师。

收稿日期：2014-04-14

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2014年6月陈国强：矿用大型强排潜水电泵机组及其自动化控制系统的研究与应用第2期

2矿井水文地质情况

俄霍布拉克煤矿(简称俄矿)是徐矿集团早期援疆项目，位于新疆库车县境内，地处南天山中部，海拔+1920m,生产能力600万t/a,目前在进行1000万t/a改扩建。根据地质勘探报告，矿井可能的水害类型主要为第四系地表水水害、井下含水层水害、老窑水水害和火烧区水害。第四系(Q)松散冲洪积砂卵砾石层孔隙潜水含水层局部地段是强含水层，其余均为弱含水层或隔水层；井田内各煤层顶板砂岩含水层均受第四系含水层的渗流补给，在煤层自燃区接受地表水的补给，本区水文地质勘查类型为裂隙充水的水文地质条件中等(二类二型)的煤矿床。

2009年5月12日夜班，矿井1106工作面曾

发生过突水事故，通过对矿井水文地质条件、地下水位、水质的分析，工作面突水水源为天山雪融水，通过第四系底部古冲沟砾石层及基岩风化裂隙带，流入井田内，与工作面上方的下1煤顶板砂岩采空区冒落裂隙带相沟通，造成井