真空排水系統是一種新型的排水系統,與傳統重力排水系統相比具有環保、節水、節電等優點;真空排水系統安裝空間小,可隨意繞過障礙物,管道鋪設靈活,受地形限制小。國內真空系統應用極少,尚無設計規范和驗收標準。該文介紹了真空排水系統的原理、組成及特點,并列舉了真空排水系統在國內的一些應用實例,對真空排水系統在國內的應用前景進行了預測。
煤礦井下積水的主要來源是由巖層滲水經水槽集中在各處的水窩。處理分散在各處集水窩的分水是由水泵經管道提升至集中貯存的中央水泵房的水倉中貯存。如何有效處理井下積水,途徑有
二:一是合理布置專用排水巷道對井下積水進行綜合治理;二是提高礦井排水系統自動化水平,科學、有效地解決水患問題。
·科技縱橫·收稿日期:2010-12-31作者簡介:張潤果(1966-),大同煤礦集團公司平旺物業管理公司工程師。井下水泵房排水系統擔負著整個礦井積水的排除任務,其安全可靠性直接影響礦井生產的效率和安全。目前,我國大多礦井水泵房仍然普遍使用傳統的人工操作排水系統。這種排水系統由于自動化程度低,應急能力差,存在很大的安全隱患。因而,井下排水系統自動化已成為亟待解決的問題。
一、合理布置專用排水巷道,綜合治理礦井水患巷道布置是否合理直接影響礦井的生產技術的發揮效能,關系到工作面、采區甚至整個礦井的生產效益??茖W合理的采區巷道布置應滿足以下的基本要求:一是利于礦井優化集中生產,采區能力應能滿足礦井能力的需求,并有較大的增產活力;二是必須具備完善的生產系統:如運輸、通風、排水、排矸、行人、材料運輸、供電、壓風、貯煤等。各個系統要有利于機械作業效能的充分發揮,并盡最大可能采用新技術、新裝備、創造出優越條件;三是要求技術先進、經濟合理。盡量減少設備臺數、簡化生產系統、減少掘進率(特別是減少巖巷掘進率);四是要求合理留設各類保護煤柱,盡可能提高采區回采率;五是要符合《煤礦安全規程》和其它的相關規定的要求,確保煤礦安全生產。按照傳統的探放上覆采空區積水的方法,是在工作面順槽巷道向上層施工探放水鉆孔,鉆孔打中采空區積水后用水泵經排水管路排至盤區水倉,然后排出地面。這樣每個工作面不僅需要鋪設對應長度的排水管道而且還需要相應功率水泵排水。為了保證不間斷排水,以縮短工作面排水時間使其盡早開采,開泵人員需要實行三班倒。由于水泵運轉時間長,對設備的磨損也較嚴重,使設備的故障率大大上升,嚴重影響排水的進度,使工作面準備時間延長進而影響工作面的接替。因此,合理布置排水巷道并提高排水智能化就顯得尤為重要。
二、提高排水自動化程度,減少水災水患損失自動化礦井水泵控制系統主要由四部分組成:井上監視、控制部分;采掘面水位控制部分;水窩排水控制部分和井下中央水泵房排水控制部分。2.1井上監視、控制部分采用兩臺上位機控制,實現全礦井水泵控制系統的地面監控與井下的數據傳輸、并配有功能強大的軟件操作系統,用于實現全礦井的排水控制與監控,通過礦井網絡系統將信息傳送到全礦井綜合自動化平臺,全礦井綜合自動化平臺對有關信息進行分析后在WEB網頁上發布,實現信息的共享。該系統軟件功能強大,界面直觀,操作簡便,功能齊全,形象逼真的動態畫面和全中文顯示,還具有實時報警監視、數據采集、處理、顯示及打印功能,安全確認機制和歷史數據記錄功能。在工控機通過局域網與工控機連接的計算機都可瀏覽各水泵的運行狀態及其信息。計算機和系統軟件留有足夠的冗余和以太網、OPC接口,可以方便地進行擴展,為實現全礦井綜合自動化奠定基礎。各監控系統實時采集生產工況參數,可以采用圖形、報表的形式顯示系統的實時工況。該系統優化了生產計劃,在服務器中建立了綜合歷史數據庫,定時將水泵控制站的運行時間、水倉水位、流量等數據存入數據庫中,便于統一管理,更好的利用峰谷電差價降低生產成本,設定不同的使用權限,各司其職。井上監視控制部分是全礦井下全自動排水系統的中樞指揮,是實現井下全自動排水的發出指令部分。