主排水泵联合试运转试验报告 (最终版)

矿区位于塔克玛扎背斜东端南翼水文地质单元的补给区，地貌形态为中山，地形切割强烈。地势呈东高西低，海拔高程+1552～+2040m，阳霞河在矿区西界外约1.25km处，由北向南流迳，河床标高为+1326.82～+1327.81m，流量每年可达4.01亿m3。区内地表大部分为第三系地层覆盖，侏罗系地层仅在矿区北西角出露。区内发育有一条近东西向沟谷，在洪水期沟中有短暂水流。大气降水为本矿区地下水的唯一补给源。

1、 井田内主要含水层

根据矿区内地层岩性特征，矿区的含水层段主要有： 1、第三系（N1）孔隙含水层段

岩性以浅褐色砾岩、砂岩为主，厚度较大，胶结较差，以潜水为主。在浅部为透水不含水层，在区内大面积覆盖于侏罗系中统克孜努尔组地层之上。

2、侏罗系中统克孜努尔组上段（J2k2）孔隙－裂隙含水组段

由该层段薄层粗砂岩、砾岩组成，层间含多层泥岩、粉砂岩，故各含水层间相互补给性较差，大气降水为其唯一补给源，在浅部为透水不含水层。

2、 矿井充水因素分析

目前，虽然矿区生产矿井和废弃矿井中无水、水文地质条件简单，但是未来矿井还存在以下几项充水水源和途径。

大气降水沿煤层露头流入井下，煤层露头在局部自燃后，形成地下“空洞”，岩石受火烧烘烤，体积缩小，坍塌、破碎，形成较厚的裂隙带，为地下水提供了良好的赋存空间。

3、矿井涌水量预计

由于矿井开采一水平时，井下无涌水。矿井开采下水平时，本次设计以相邻玉鑫煤矿涌水量（正常涌水量451.44m3/d，最大涌水量677.16m3/d）作为设计依据。

4、井田水文地质类型

矿区为一倾向东南的单斜构造，区内未发现断裂构造，构造形态简单，煤层位于当地侵蚀基准面之上，地势陡峭，各含水层不利于地下水储集，根据上述分析，

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矿区水文地质条件为孔隙、裂隙类简单型。

5、水患类型及威胁程度分析

矿区煤层位于当地侵蚀基准面（阳霞河）之上170～550m左右区间，山体陡峻，地形坡度大。大气降水为地下水的唯一补给源，大气降水顺陡峭山坡快速向下游汇集于冲沟之中，流出矿区西南界，汇入阳霞河，仅有很少部分大气降水渗入地下，沿地层倾向由北西向南东迳流。由于本区气候干燥，降水稀少，具有蒸发量远大于降水量等特点，故大部分大气降水又被蒸发，造成目前矿井无水现象，随着将来开采深度增加，有地下水渗入井下的可能，但补给量将不会太大。

6、矿井水文安全条件评价

煤矿以基岩裂隙含水层为主、水文地质条件简单的矿床，地质报告基本查明了矿区水文地质条件，划分了含水层段并对充水含水层的水文地质特性进行了了解，分析了充水因素，基本满足需要。

二 排水设备

本矿在+1500水平井底车场设有中央水泵房，主、副水仓。煤矿井下水泵房已经安设有3台主排水泵，其中三台MD46-30*9型排水泵，其流量46m3/h，扬程150m，配套，660V，37kW矿用防爆电动机，根据QBm和H排的计算，已经安设的D46-30×9型排水泵满足使用要求。正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修，最大涌水时2台工作。排水高度H=95m。

煤矿已经安设有两趟无缝钢管管路，一趟工作，一趟备用；其中排水管为两趟φ108×4mm无缝钢管，外径Dp=116mm，内径dp=108mm,壁厚δp=4.0mm。

矿井正常涌水量：设计参照相邻玉鑫矿井的涌水量，使用大井法测算，正常涌水量为18.81m3/h，最大涌水量为28.22m3/h。实际矿井开拓至+1500水平无水。

水泵技术特征表

表1 水泵编号 1号 2号

水泵型号 D46-30×9 D46-30×9 额定排水量 3（m/h） 46 46 额定扬程 （m） 150 150 2

电机型号 电压/功率 YBK2-200L-2 660v/37kw YBK2-200L-2 生产日期 2017.7 2017.7 生产厂家 江苏新大力电机制造公司 江苏新大力电机660v/37kw 3号 D46-30×9 46 150 YBK2-200L-2 660v/37kw 2017.7 制造公司 江苏新大力电机制造公司 水管技术特征表

表2 水管编号 1号 2号 直径 （mm） Ф108 Ф108 壁厚 （mm） 4 4 排水高度 (m) 95 95 敷设长度 (m) 600 600 敷设角度 (°) 10 10 敷设途径 从主井敷出 从主井敷出 三 水泵房及水仓

1、中央泵房

①中央泵房：全长22m，掘进机掘进，圆弧拱断面，掘进断面面积21.22㎡。巷道净宽5200mm，净高4300mm，墙高2000mm，净断面面积19.51㎡，喷厚100mm，锚喷支护，喷砼强度C20；抗拔力60KN，锚杆间距800mm，排距800mm，孔深2000mm，角度90°。铺底厚度120mm。

②通道：全长20m，掘进机掘进，圆弧拱断面，掘进断面面积10.07㎡。巷道净宽3700mm，净高2800mm，墙高1000mm，净断面面积8.89㎡，喷厚100mm，锚喷支护，喷砼强度C20；抗拔力60KN，锚杆间距800mm，排距800mm，孔深2000mm，角度90°。铺底厚度100mm。

2、水仓及水仓通道

①通道：全长33m，坡度12º。②主水仓：全长106m，③副水仓：全长140m。全部掘进机掘进，圆弧拱断面，掘进断面面积11.08㎡。巷道净宽,3600mm，净高3000mm，墙高1600mm，净断面面积9.5㎡，喷厚100mm，锚喷支护，喷砼强度C20；抗拔力60KN，锚杆间距800mm，排距800mm，孔深2000mm，角度90°。孔深2000mm，角度90°。水沟250×200mm，巷道铺底200mm。

主、副水仓总容积为2079 m³。

四 联合排水试验的条件

1、联合排水试验目的

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为认真贯彻落实煤矿井下排水联合试验，提高矿井防灾抗灾能力，确保雨季安全渡汛工作，根据《煤矿安全规程》第三百一十四条规定和本质安全体系管理的要求，特制定本安全措施。在雨季来临前决定对井下主排水泵房的主排水泵和备用水泵进行联合排水试验，检验工作、备用、检修水泵同时运行情况，主排水管、备用排水管同时排水状况，是否符合要求，检验能否满足矿井最大涌水量时排水要求。 我矿目前为改扩建矿井，在8月底完成主排水系统的安装、敷设工程。目前主排水系统已按设计全部竣工，为了检测检验此系统的可靠性、合理理性以及操作工的熟练性，结合《煤矿安全规程》规定，进行新系统建成投入前的联合试运转试验。

2、具备联合排水试验的条件

矿井排水房主、备、检修三台泵均已安装到位，供电电源两回路引自中央变电所1#、2#变压器，主排水系统双回路已形成，可自由切换。两趟排水管路能互相置换。井下各水文观测点正常观测，记录规范，有符合实际情况的矿井正常涌水量和最大涌水量以及流量的检测数据。

五 联合排水试验时间及准备

1、主排水系统联合试运转试验时间确定为：2018年9月13日10:00--11:30。 2、在矿井联合排水试验中做好充分准备，加强水泵的检查维护，提高水泵工作效率，保证井下每台水泵均处于完好状态。试验前一天，安排生产班从井上向+1500水仓注水，保证水仓不少于100m³蓄水。联合试运转当天矿井+1500水平泵房及三台水泵按预定方案先后起动，运行两台水泵进行联合排水工作，然后再启动三台同时工作。水泵及其闸阀、止回阀、吸水管路、排水管路、底阀等均完好正常、地面总变至矿井双回路电源，至井下低压供电系统完好正常，并联运行供电、+1500水平泵房密闭门开关灵活、密封良好可靠，（吸水井配水闸开启灵活），完好正常。 各项完好指标，各试验点的负责人先后向指挥中心汇报试验情况。此次矿井联合排水试验旨在让水泵操作工在遇到紧急情况或抗洪抢险时熟练具体操作程序步骤。同时也全面检测排水系统的排水能力及供电系统的安全可靠性，是矿井对抗洪抢险人员、设备的一次全面试验及检验。

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六 联合排水试验

为进一步提高矿井的防水抗灾能力，测定排水系统的工作效率，在+1500水泵房、地面变电所、排水管出口、副斜井管路等地点举行矿井联合排水试验。

2018年9月13日10时，总指挥（矿长）在调度室下达开始命令，井下停止一切作业，开始联合试运转工作。副总指挥（机电副矿长）在水泵房下达开始联合排水试验命令。

1、水泵操作人员接到命令后，按下启动按钮启动1号主排水泵。 2、水泵启动5秒钟后，缓慢匀速打开水阀，进行排水。

3、待1号水泵运行平稳后，按照操作程序依次启动2号泵，即先启动工作水泵—再启动备用水泵，进行联合排水。

4、正常运转后每开一台水泵必须向指挥部汇报，待地面测完出水量后由地面负责人通知是否增开一台水泵。

5、机电技术员每隔10分钟在各点记录水泵运转前、后的有关电压、电流、压力和真空度等数据。

6、水文人员在水仓观测点对每增开一台水泵所排出的水量、流速进行测量并记录，并及时向调度指挥中心汇报运行状况。

经过1个小时的联合试运转试验，水泵工接到总指挥结束命令后根据井下排水泵逐台关机。

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七 联合排水试验记录

1、试验性质：联合排水试验 2、实验地点：+1500水平中央水泵房 3、水泵运行记录表

表3 水泵编号 1号 2号 3号 启泵时间 10:00 10:10 检修泵 停泵时间 10:40 10:43 检修泵 运行电压 (v) 670 670 检修泵 运行电流 (A) 57 57 检修泵 工况流量 3(m/h) 46 46 检修泵 压力 (MPa) 1.13 1.12 检修泵 真空度 (MPa) 检修泵 总回路最大电流：27（A） Ⅰ回路电流：27（A） Ⅱ回路电流：26（A） 排水试验汇总表

表4 水泵编号 1号 2号 3号 实际扬程（m） 175 173 检修水泵 泵的效率（％） 79.25 78.55 检修水泵 系统效率（％） 66.4 65.8 检修水泵 流量(m/h) 36.45 36.13 检修水泵 3设备实测记录：电动机轴温为38℃，泵房温度19.5℃，水泵运转正常,平均1台水泵流量:36.29m³/h，水泵平均效率：36.29÷46=79%。管路无漏水迹象。

（二）联合试运转测试：

水泵联合试运转测试数据统计表

表4

时间： 年 月 日 班次： 项目 名称 1#主排水泵 2#主排水泵 3#主排水泵 开机时间 运转后水位(m) 停机时间 合计排水量（m3） 运转时间 运转前水位（m） 水仓水位 运 行 检 查 情 况 记 录

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1号水泵 运行 电压 运行 电缆 1号泵 水泵运行情况 2号泵 3号泵 管路运行情况 参与人员签字 备 注 主管路 备用管路 运行 压力 运行 电压 2号水泵 运行 电缆 运行 压力 运行 电压 3号水泵 运行 电缆 运行 压力 八 合排水试验计算

1、排水设备能力

（1）主、副水仓容积能满足8h以上矿井最大涌水量要求则： 矿井8h最大涌水量Q=28.22m3/h×8h=225.76m3<2079m3。 （2）单台泵排水能力能满足20h内能排出矿井24h正常涌水量则： 矿井24h正常涌水量Q=18.81m3/h×24h=451.44m3<2079m3。 （3）一主、一备用泵排水能力能满足20h内能排出矿井24h最大涌水量则： 矿井24h最大涌水量Q=28.22m3/h×24h=677.28m3<2079m3。 2、排水设备能力校核 （1）排水管路直径

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d排4Q3600V排44610336003.141.895.09(mm)

现安装有两趟φ108×4的无缝钢管，其中一趟工作，一趟备用，满足要求，设计予以利用。吸水管为φ133×4无缝钢管。

（2）管壁厚度校验

'c0.37cm3.7mm4mm'PD外2.3([]6.4)p0.17cm

（3）排、吸水管中的实际流速

V排4Q3600d排4Q224461.62(m/s)36003.140.12

V吸（4）管路特性曲线

3600d吸4461.04(m/s)236003.140.1252H215.50.0122Q管网特性曲线：

（5）水泵运行工况点

水泵运行工况点参数见表1-5。

水泵运行工况点参数表

表5 参数 管路 管路 流量Q(m3/h) 49 扬程H(m) 150 效率η(%) 68 轴功率(KW) 37 3、电动机容量计算

PφKN轴25.91.2100％31.08KW＜37KW

4、排水时间计算

（1）正常涌水时：1台工作，1台备用，1台检修

.8124h1181h＜20h 469.81（2）最大涌水时：1台工作，1台备用，1台检修

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.2224h128120h 4614.73h＜5、电耗计算

电耗

E1ThP轴3657.19451.18105Kw.h

1.181050.460.5(kw.h/t.100m)吨水百米电耗45(2105.5)

6、水仓容量核算

①根据《煤矿安全规程》要求，根据测定数值1泵1管2个半小时来推算排水量为90.7 m³；所以矿井正常涌水时推算20小时排水能力为：

矿井正常涌水量1小时为18.81m3/h，8小时正常涌水量：

Q=18.81m3/h×8h=150.48m3。

水仓容积：水仓容积为2079m3。

结论：水仓容积大于8小时正常涌水量，符合《煤矿安全规程》第三百一十一条要求。

7、排水能力核算

①按一台水泵开启运转计算，20h排水能力为：

Q排=46m3/h×20h=920m3。

矿井24h正常涌水量Q=18.81m3/h×24h=451.44m3。

结论：20h排水能力大于矿井24h正常涌水量，符合《煤矿安全规程》第三百一十三条要求。

②按二台水泵同时开启运转计算，20h排水能力为：

Q排=72m3/h×20h=1440m3。

矿井24h最大涌水量Q=828.22m3/h×24h=677.28m3。

结论：20h排水能力大于矿井24h最大涌水量，符合《煤矿安全规程》第三百一十一条要求。

九 联合试运转结论

1、其它相关要求

水泵联合运行中，水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路运行正常，

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矿井排水系统满足《煤矿安全规程》第三百一十一条、第三百一十二条、第三百一十三条的规定要求。

2、结论

这次联合排水试验，通过对排水系统的联合排水能力各项指标的测定，矿井排水系统满足《煤矿安全规程》第三百一十一条、第三百一十二条、第三百一十三条的规定要求。

试验结束11：00，调度室向总指挥矿长汇报，井下+1500水平中央水泵房试验人员全部撤出，恢复生产，总指挥宣布成功开展了矿井联合排水试验，最大排水能力达72m3/h,满足矿井安全生产要求。

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十 测试结果审批意见表

会审时间： 会审地点： 序号 1 职务 安通科长 审批意见 签名 2 机电科长 3 通风副总 4 技术副总 5 安全矿长 6 生产矿长 7 机电矿长 8 总工 9 矿长 十一 附件

1、排水系统图 2、水仓平面图

3、排水系统联合试运转安全技术措施