煤矿矿井排水系统的设计与管理

矿井排水系统设计技术统一口径

一、设计原则和依据

1、遵循《煤矿安全规程》、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规

范》、《煤炭工业矿井设计规范》和《煤炭工业小型矿井设计规范》以

及其它有关规定；

2、选用取得《煤矿矿用产品安全标志证书》的高效节能产品，安全可

靠，技术先进，经济合理；

3、采矿专业提供的矿井最大涌水量Q

m和正常涌水量Q

z、矿井水PH

值、敷设排水管路井筒的井口和井底标高H

1、H

2以及井筒坡度、矿井瓦

斯等级。

二、排水泵站的能力确定

1、最小排水能力计算

（1）、正常涌水量时工作水泵最小排水能力：Q

1 =24Q

z/20=1

。2Q

z

（2）、最大涌水量时工作水泵最小排水能力：Q

2 =24Q

m/20=1

。2Q

m

2、水泵扬程估算

H =K(H

p+H

x)

式中， H

p 为排水高度, 且H

p= H

1- H

2,

H

x 为吸水高度, 估算一般取H

x=5m,

K 为管路损失系数,与井筒坡度有关:

立井: K=1.1~1.15,

斜井:当α<20。.时, K=1.3~1.35,

α=20.~30。时, K=1.3~1.25,

α>30。时, K=1.25~1.2.

3、 确定水泵台数

根据计算的Q

1、Q

2、H,查水泵样本选择水泵,并根据拟选水泵的主

要技术参数，初步预计水泵的流量Q

b（一般为额定流量），按《煤矿安全规程》第278条相关规定，分别计算出水泵站內工作水泵、备用水

泵、检修水泵台数。水泵站內水泵总台数N按下面两种情况计算。

(1)、正常涌水量时：N= n

1+ n

2+ n

3

式中

，工作水泵台数n

1= Q

1/Q

b, 且n

1≥1，当n

1不为整数时

，其小数应进位

到整数。

备用水泵台数n

2=0

。7 n

1，且n

2≥1，当n

2不为整数时，其小数应进位

到整数。

检修水泵台数n

3=0

。25 n

1，且n

3≥1，当n

3不为整数时

，其小数应进

位到整数。

(2)、最大涌水量时，水泵工作台数n

4= Q

2/Q

b，

当n

4≤ n

1+ n

2时，则N= n

1+ n

2+ n

1 排水系统设计说明

华坪县定华能源有限责任公司瓦房箐煤矿位于兴泉镇新文村瓦房箐，为腊石沟矿区的东部，矿区井田面积1.0542平方公里，煤层赋存于三迭系大箐层，现目前主要开采C1煤层，煤层厚度0.8—0.5m，平均厚度为0.65米，煤层平均倾角11°，结构简单。煤矿始建于1999年，生产能力3.0万吨/年，2007年核定生产能力4.0万吨/年，预计2010年生产原煤4.0万吨/年，矿井开拓方式为斜井开拓。

一、矿井地质：

矿区地层出露自上而下为第四系（ Q）、三迭系（T3t）和中泥盆系（D2），地层走向东西，倾向北南，矿区内有一条正断层，褶曲不发育，属单斜构造，构造地质较简单。

二、矿井水文地质条件：

（1）矿区地形呈东高西低，中沟较发育，地面坡度较陡，矿山开采范围位于当地侵蚀基准面以上，有利于地表及地下水的自然排泄。

（2）矿区含水岩系沉积碎屑层，形成含水层、隔水层相间交替排列，具有较好的稳定性。

（3）矿井内旱季地下水涌水量小，雨季涌水量稍大，季节性不明显，矿井水文地质简单。

三、矿井涌水量的来源

1、大气降水渗透增加矿井下水量，主要表现在雨季比 2 旱季的涌水量稍大。随着矿山开发的进度而增加，也随着年度性的变化，大气降水是该矿井涌水来源之一。

2、C1煤层上部为三叠系大箐层含水层，下部为中泥盆系灰岩含水层。C1煤层底板距石灰岩60米，对矿井的充水没有影响，C1煤层上部含水层涌水是矿井的主要涌水来源之二。

3、其它涌水来源：该矿区北部局部老采空区，对现阶段矿井涌水量有一定影响，是矿井涌水来源之三。

4、矿区边缘有新文水库等地表水体，但距矿区范围较远，对矿井的充水没有影响。

四、矿井涌水量

根据云南省地质局第八地质队提供的资料，及矿井实际涌水情况，预计矿井未来最大涌水量为5m3/h,最小涌水量0.5m3/h,正常涌水量1m3/h,现实际正常涌水量1m3/h。

五、矿井排水方式

矿井排水采用机械排水方式一级排水。

未知驱动探索，专注成就专业

1

煤矿设计规范

1. 引言

煤矿是一种特殊的工业场所，其设计规范的制定是为了确保煤矿的安全性和生产效益。本文档将介绍煤矿设计规范的一些重要内容，包括矿井设计、通风系统设计、排水系统设计等。

2. 矿井设计规范

2.1 通风系统设计

煤矿的通风系统是保证矿井内空气新鲜、安全的重要设施。通风系统设计应遵循以下规范：

• 设计应符合国家相关标准。

• 通风系统应具备足够的风量和风速。

• 设备选择应符合国家标准和相关技术要求。

• 通风系统的布置应满足矿井内的通风需求，避免死角。 未知驱动探索，专注成就专业

2

2.2 排水系统设计

煤矿的排水系统是排除井下积水、确保矿井安全的关键设施。排水系统设计应遵循以下规范：

• 设计应符合国家相关标准。

• 排水系统应具备足够的排水能力。

• 设备选择应符合国家标准和相关技术要求。

• 排水系统的布置应考虑到矿井内的地质条件，确保井下的水能够有效排出。

2.3 采矿设备选择与布置

采矿设备是矿井生产的核心设备，其选择和布置直接影响矿井的生产效率和安全性。采矿设备选择与布置应遵循以下规范：

• 设备选择应符合国家相关标准。

• 采矿设备的布置应考虑到矿井的地质条件和矿体资源分布。

• 设备布置应符合矿井的生产需求和安全要求。 未知驱动探索，专注成就专业

3

• 设备布置应避免死角和拥堵，方便矿工的操作和维护。

3. 矿井管理规范

3.1 安全管理规范

煤矿安全是煤矿生产的首要任务，安全管理规范的制定是为了确保矿井生产过程中的安全性。安全管理规范应遵循以下要求：

• 制定健全的安全管理制度和操作规程。

• 安排专业人员负责安全管理工作，并进行培训。

• 进行定期的安全检查和隐患排查，及时处理安全隐患。

• 加强安全宣传教育，提高矿工安全意识。

3.2 生产管理规范

煤矿的生产管理规范旨在提高矿井的生产效益和质量。生产管理规范应遵循以下要求：

科技信息　工程技术　

矿井主￣ｉ）ＥＺｌ（系统设计方法探ｉ习　

北京圆之翰煤炭工程设计有限公司　李井民　

［摘要］本文通过对排水设备工作原理的分析，指出了目前矿井主排水系统中存在的缺陷，提出了矿井主排水系统的优化设计方　

案。通过系统优化，提高自动化水平，不仅可以提高矿井主排水系统的安全性和可靠性，而且可以减小井下巷道工程量。　

［关键词］矿井　主排水系统　设计方法　优化　

一、概述　

矿井主排水系统安全可靠运行是矿井安全生产的重要保证，主排　

水设备还是矿井的耗电大户，其效率的提高能降低生产成本提高企业　

竞争力。目前矿井主排水系统还存在系统不完善、管理困难、自动化程　

度低等问题。本文总结了矿井主排水系统设计观点，提出了新的设计方　

法，可大大提高矿井排水的安全性、可靠性和经济性。现简述如下，与同　行共同探讨。　

二、主排水泵选择　

因为离心水泵具有运行效率高、设备投资低、现场维护方便等优　

点，所以目前矿井主排水泵房通常采用卧式离心泵配隔爆型电动机机　

组模式，而矿用大流量高扬程潜水泵由于产品较少，设备效率较低等原　

因，还未在矿井主排水泵房普及应用。小流量低扬程防爆潜水电泵和风　动潜水泵以其安装简单，运行方式灵活等特点，被广泛用于井下各局部　

排水场所。　

三、离心水泵特点　

离心水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械，由泵壳、叶轮、泵　

轴、泵架等组成。离心水泵只有在其叶轮完全淹没于水中的情况下，泵　

体内部才能造成必要的真空度实现正常排水，因此，启动前的注水是离　

心水泵工作的重要操作项目之一。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋　

转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出　水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压　

区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，从进　

水管进入泵内。进入泵体的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压人出　

水管。叶轮在电动机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽