岳城煤矿生产能力为 1.5×106t/a,目前开采 3# 层,3# 煤层直接含水层为顶板导水裂隙带沟通的含水层,单位涌水量为 0.004 L/(s·m),矿井预测正常涌水量33.75 m3 /h,最大涌水量 38 m3 /h。岳城煤矿井下排水系统采用单水平开采直接排水系统接力排水。在主斜井井底附近布置有中央水泵房,主、副水仓,水仓总容量516 m3 ,符合相关规定要求。岳城煤矿改造前的井下排水系统网络构成较为单,主要由 1 个中央水仓、3 个盘区水仓 (其中,东辅巷水仓没有长时间投运) 以及管路构成。改造前,排水系统排水理论较为简单。东翼 2 个水仓在出现紧急情况时能够替补担负东翼排水重责,但仍存在东辅巷排水在管路中流动时间较长,且容易与东轨巷的排水互相冲突,造成排水系统效率较低;西翼仅有 1 个水仓,存在应急能力较差等诸多问题。
2 具体优化方案
在配合矿井投运中央沉淀池时,岳城煤矿深入现场结合实际制定了多种管路优化方案,最终确定保持原有水仓替换功能,形成矿井生产废水经过该沉淀池沉淀后再排向中央水仓上井的排水管路改造方案思路中央水仓位于副井底,周边为中央变电所及井底运输调度,没有地方可用来施工沉淀池。经综合考虑,定在矿井西翼 1307 工作面 (该工作面上下层均已回采结束) 留设保护煤柱 (即进风斜井保护煤柱) 内施工 3#中央水仓沉淀池。在 1307 工作面煤柱内施工 2 个大型沉淀池,1 个容积为 1 113 m3,一个容积为 1 037 m3,矿井生产废水经过该沉淀池沉淀后再排向中央水仓上井,可使排水过程中煤泥充分沉淀,减轻中央水仓的压力,并且煤泥集中沉淀,便于清挖。改造原先东、西回风巷内的排水总管,使其能够将污水排入中央沉淀池,增设中央沉淀池至中央水仓的排水管路 2 趟,从沉淀池经西翼回风巷、东翼回风巷、Ⅲ13024 穿闭墙到达副井底中央水仓[2]。改造井下管路,在原先东轨巷排水管路的出口安装阀门,改造东八水仓排水管路,使其与东翼回风巷内排水管路连接后将水直接排至中央沉淀池。改造东辅巷排水管路,将东辅水仓排水管路与东辅专用排瓦斯巷内排水管路连接后,污水直接排至中央沉淀池,实现了将东翼工作面排水、东辅巷工作面排水共用排水管路连接至东八水仓,然后将水转排至中央水仓的排水系统分离。东翼工作面的排水经东翼轨道巷管路到达东八水仓,东八水仓转排至中央沉淀池沉淀池污水煤泥过滤后再排至中央水仓;达到东辅工作面的排水经东辅轨道巷管路、东翼专用回风巷管路排至中央沉淀池,沉淀池污水煤泥过滤后再排至中央水仓。在Ⅲ13073 巷口处对西轨巷排水管路安装阀门,三通分成前后两端并分别将管路延伸、安装至中央沉淀池,进而将西翼工作面排水、南翼工作面排水经过共用的西轨巷管路排至西翼二横川水仓,西翼二横川水仓污水经西翼回风巷管路转排至中央水仓的排水系统分离。达到西翼工作面的排水经西轨巷后半段管路排至中央沉淀池转排至中央水仓,南翼工作面排水经西轨巷前半段管路排至中央沉淀池转排至中央水仓[3]。在建设中央沉淀池时,在距离沉淀池挡水墙 5 m、15 m、25 m 的距离分别在 2 个水仓内掏槽并用铁轨制作三道卡槽,用厚 20 mm、宽 220 mm 的木板制作三道不同高度的栅栏,起隔离过滤作用。所有工作面的污水经过排水管路与中央沉淀池水仓 (设置 3 级过滤) 后能够实现井下污水五级过滤,能够有效地降低中央水泵的磨损外委修理费用,提高中央水泵的使用效率和寿命。