矿井主排水设备选型设计说明书

.34/42.毕业设计（论文）（说明书）题目：姓名：编号：工业职业技术学院年月日工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：编制设计设计专题（毕业论文）指导教师系(部)主任年月日工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生：专业年级毕业设计（论文）题目：评阅人：指导教师：（签字）年月日成绩：系（科）主任：（签字）年月日毕业设计（论文）与答辩评语：摘要本设计的井田面积为12平方千米，年产量90万吨。井田煤层赋存比较稳定，煤层倾角8－12°，平均煤厚4m，整体地质条件比较简单，沼气和二氧化碳含量相对较高，涌水量也不大。煤田是以口向斜为主体的向斜含煤盆地，其北西、南东、北东与南部边缘分别受落差数百米至上千米的郏县断层、落岗断层、襄郏断层与鲁叶断层等构造的切割，形成相对独立的水文地质单元。矿区于口向斜南翼，北部以红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、马棚山、等低山组成地表分水岭，标高300～500m，坡度8°～50°，以北渡山、九里山、扣皂山等残丘组成西南部地表分水岭，标高130～160m，坡度15°～30°，震旦系石英岩与寒武系灰岩在西部零星出露，大气降水可直接补给地下水。南北分水岭之间为西窄东宽的槽形谷地，其间多被第四系坡积冲积本矿小时正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为253m3/h，井型为年产90万吨的中型矿井，属于高瓦斯矿井。关键词：立井、倾斜长壁、一次采全高、综合机械化、高产高效AbstractThesedesignedallotmentareafor12squarekilometers，YearlyOutputnintytrillion.Allotmentintrinsicallyocurrenceofcoalseamcomparestabilize，coalseampitcheight－tweltyacid，averagecoalthick4m，integrallynatureconditioncomparesimplicity，Bothmethaneandcarbondioxidecontentrelativelyhigh,andneitherdoinflowofwaternolargeeither.OnthebasisofPreliminaryDesign，saidshaftoptinadoptthreeverticalshaftfluctuatemountainexploitation，coalseamgroupingbandregionfluctuatemountainco-disposal'modeofopening，designadoptcomprehensivemechanizationfull-seamminingstopperart，inclinelongwallmethod，treatgoafwithwholestraddlealightlawfromactualgeologicinformationinstanceproceedallotmentexploitandstand-bymode.ThePreliminaryDesignofthebothbothcombineversusminehaul,shaftexaltation,shaftdrainandventilationofminesisopuantsystemicequipmentlectotypecount，aswellasversusshafttechnicalsafetymeasuresandenvironmentalprotectionclaim，completewhollyshaft.Bothshaftwholerealizemechanization，adoptadvancedtechniquesanduseforreferenceafterwardsrealizehighyieldhighlyactivemodernizationshaft'experience，realizeoneminenotbothhighyieldhighlyactiveshafttherebyrunuptofavorableeconomicbenefitandsocialbenefit.Keyword：Verticalshaft,inclinelengthwall,full-seammining,comprehensivemechanization,highyieldhighlyactive目录摘要1第一章矿井概况11.1矿井简介11.2水文地质11.2.1第四系孔隙含水层11.2.2侏罗系含水带11.2.3矿床充水2第二章矿井主排水设备选择计算32.1设计依据32.2排水系统的确定32.3水泵的选型与设计42.3.1工作水泵的排水能力42.3.2水泵所需扬程计算52.3.3水泵的型号与台数的确定62.4管路的选择62.4.1管路趟数与泵房管路布置形式72.4.2管材的选择72.4.3排水管径72.4.4壁厚验算92.4.5吸水管管径92.4.6验算流速92.4.7选择排水管92.5工况点点的确定与校验152.5.1管路系统152.5.2估算管路长度162.5.3阻力系数Rt的计算172.5.4管路特性方程182.5.5绘制管路特性曲线，确定工况点192.5.6校验计算202.5.7由工况点验算排水时间222.5.8经济性校核232.6电动机功率计算232.7电耗计算232.7.1全年排水电耗242.7.2吨水百米电耗校验24第三章水泵房与水仓253.1泵房位置253.2泵房尺寸253.2.1泵房的长度：253.2.2泵房的宽度253.2.3泵房的高度263.3水仓的确定263.4.1水仓容量的确定26第四章节能方案设计274.1无底阀排水274.2“绿色”流水通道274.2.1“绿色”流水通道的设计目的274.2.2“绿色”流水通道的设计284.2.3配水阀门的改造284.2.4挡水墙的施工284.2.5使用效果294.3水仓自动清挖294.3.1水仓清挖常用的几种方法294.3.2MSQ-4型水仓自动清挖设备组成304.3.3水仓清挖工艺流程图304.3.4工作原理304.3.5应用效果314.5水泵高压群控软启动314.5.1群控软件启动装置的启动程序314.5.2群控高压软启动的技术特点32结束语34致35参考文献36第一章矿井概况1.1矿井简介该矿井属于某煤田——河流区域，最高海拔+170米左右，平原最低标高+110左右，井田多为缓岗丘陵，堆积平原和玄武岩地相间，该河蜿蜒蛇曲，横贯井田南部为老年期河流，沿河两侧有大片沼泽湿地，河宽10～15米，坡度2.6%河深1～2米，平均流量0.77米3/秒，最小流量0.23米3/秒，最大流量（暴雨后）0.85米3/秒。除此主干流外，还有季节冲沟，本区最高洪水位标高为+125米。矿井东南为背斜构造，地层倾角最大60度左右，中西部有不明显褶皱，倾角一般10～18度，区断层共11层，其中除F11逆断层外，F1～F10均为正断层，断层落差最大120～150米，最小为0～17米。1.2水文地质1.2.1第四系孔隙含水层该河在本区段上游以粗砂含水层为主，分选性和渗透性较好，含水丰富，其厚30米以上，最宽分布2100米，分选性和渗透性由上游逐渐减弱，该河下游以灰色砾砂为主，分选性与渗透性均好，含水丰富，含水层厚度平均为15米最厚25米，分布宽1100米，水力性质为潜水，埋在地表0.6米以下，水位1.2米左右，砾砂层含水层与煤系地层直接接触，二者的联系是密切的。1.2.2侏罗系含水带从水文地质条件和地貌来看，西部为补给区，东部为排泄区，当地下水流到大中沟时，在低洼处，形成上升泉排泄于地表，东区侏罗系含水带划分为：1）裂隙含水带，分布在120米以上，主要由中粗沙层组成，强化风隙含水带裂隙发育，含水丰富。2）孔隙含水带，含水带在120米以下，即位于强风化裂隙含水带以下，但二带无明显界限，孔隙含水带单位涌水量在0.04～0.064升/秒.米，地下水受到到控制，总的规律是由西向东流。3）自垩系隔水带岩性为灰绿色岩，全区分布厚度不一，在背斜轴部岩基附近厚305米，两冀其它部分，平均厚160米，最低处为18.6米，单位涌水量为0.0216升/秒.米，所以视为隔水层。1.2.3矿床充水1）地表水对矿床充水，该河由西向东横贯全区，它的注入是矿井充水的主要补给合源。2）地质构造对矿床充水的影响，主干断层F10伴生几条高度正断层，是沟通第四系含水层的煤系地层，含水层的良好通道，容易对矿井造成突然涌水和增大涌水量。3）大气降水，大气降水是地下水主要来源，砾砂含水层和玄武岩覆盖层裂隙发育是大气降水渗入补给的良好通道。4）煤系地层顶部80米以上岩石含水性强，区百分之百的涌水部位多数岩性是中性粗砂岩，开采时要防止突然涌水。第二章矿井主排水设备选择计算2.1设计依据1）矿井年产量：120万吨/年2）矿井正常涌水量：425m3/h3）矿井最大涌水量：825m3/h4）矿井物理化学性质：PH=75）主井地面标高：+138M6）付井地面标高：+135M7）付井倾角：23°8）付井筒直径：6M9）主井筒直径：5M10）开采水平：-150M11）沼气等级：低12）矿井供电电压：6000V13）矿井最大涌水量持续时间：70h2.2排水系统的确定矿井的排水系统分为：直接排水和分段排水1、直接排水系统的特点：具有泵房少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量小，需要的人员少。2、分段排水系统的特点：泵房数量多，排水设备多，技术管理复杂，基建投资和运行费用多，工作人员多。根据上述排水系统的特点，在采用直接排水时，由于只使用一套排水设备，所需用于排水的基本设备费和生产费较少，管理也比较简单。同时,依据矿井的开拓方式和涌水的大小等给定的条件，只需在井底车场副井附近设立中央泵房，将井底所有涌水直接排至地面，故本设计的排水系统采用直接排水系统。2.3水泵的选型与设计根据《煤矿安全规程》的要求，主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的能力应能在20h排除矿井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h排出矿井24h的最大泳水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。排水管路必须有工作和备用水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h排完24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h排出矿井24h的最大涌水量。2.3.1工作水泵的排水能力水泵必须具备的总排水能力，根据《煤矿安全规程》的要求，在正常涌水期，工作水泵具备的总排水能力为：在最大涌水期，工作和备用水泵具备的总排水能力为：式中：—工作水泵具备的总排水能力，；—工作与备用水泵具备的总排水能力，；—矿井的正常涌水量，；—矿井最大涌水量，。2、水泵所需扬程的估算由于水泵和管路均未确定，因此就无法确切知道所需的扬程，一般可由下面公式来进行估算：式中：—水泵扬程，；—测地高度，一般取井底与地面标高差，；—管路效率。当管路架设在斜井，且倾角时，；3、初选水泵的型号依据计算的工作水泵排水能力和估算的所需扬程与原始资料给定的矿水物理化学性质和泥砂含量，从泵产品样本中选取200MD—43×6型矿用耐磨离心泵，其额定流量，额定扬程，转数，电机功率，效率高达。则：工作泵台数，取。备用泵台数，取。检修泵台数，取水泵总台数台2.3.2水泵所需扬程计算由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即式中——估算水泵所需扬程，；——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差+4（井底车场与吸水井最低水位距离），；——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时,=0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。2.3.3水泵的型号与台数的确定1）、水泵的级数确定取=8级式中——水泵的级数；——单级水泵的额定扬程，。2）、水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品目录中选取D450-600×10型号泵，额定流量为450m3/h，额定扬程为600m。则：工作泵台数取n1=2备用水泵台数n2≥0.7n1=0.7×2=1.4和n2≥Qmax/Qe-n1=900/450-2=0取n2=2检修泵数n3≥0.25n1=0.25×2=0.5，取n3=1因此，共选5台泵。2.4管路的选择2.4.1管路趟数与泵房管路布置形式根据泵的总台数，选用典型五泵三趟管路系统，二条管路工作，一条管路备用。正常涌水时，二台泵向二趟管路供水；最大涌水时，只需要三台泵同时工作就能达到20h排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用三台泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路流量Qe等于泵的流量。2.4.2管材的选择由于井深远大于200m，确定采用无缝钢管。2.4.3排水管径式中——排水管径，；——排水管中的流量，；——排水管的流速，通常取经济流速＝1.5到2.2（ｍ／s）来计算。从表2.1预选Φ325×13无缝钢管，则排水径=（325-2×13）mm=299mm表2.1热轧无缝钢管（YB231-70）外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm893.5～24.01464.5～36.02737.0～50.0953.5～24.01524.5～36.02998.0～75.01023.5～28.01594.5～36.03258.0～75.01083.5～28.01685.0～45.03518.0～75.01144.0～28.01805.0～45.03779.0～75.01214.0～32.01945.0～45.04029.0～75.01274.0～32.02036.0～50.04269.0～75.01334.0～32.02196.0～50.04599.0～75.01404.5～36.02457.0～50.04809.0～75.0常用壁厚尺寸系列2.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.51011121314151617181920222528303236405056606370752.4.4壁厚验算式中——所选标准径——管材许用应力。焊接钢管=60MPa，无缝钢管=80MPa；——管水压，考虑流动损失，作为估算；C——附加厚度。焊接钢管，无缝钢管。所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。吸水管壁厚不需要验算。因此所选壁厚合适。2.4.5吸水管管径据根选择的排水管径，吸水管选用Φ351×８无缝钢管。2.4.6验算流速2.4.7排水管路的确定1、管路趟数根据泵的总台数，在满足《煤矿安全规程》的前提下，在井筒布置以不增加井筒直径的原则，选用典型五泵三趟管路的布置方式（如图2.1所示），其中二条管路工作，一条管路备用。2、选择排水管因为管径的大小涉与排水所需的电耗和装备管道的基本投资，若管径偏小，水头损失大，电耗高，但初期投资少；图2.1泵房管路布置图若管径选择偏大，水头损失小，电耗低，所需的初期投资费用高。综合两方面考虑，可以找到最经济的管径，通常用试取管流速的方法来求得，。式中：—排水管径，；—通过管子的流量，；—排水管的流速，经济流速取从标准YB231—70钢管规格表中预选钢管，则排水管径。3、验算壁厚因此所选壁厚合适。式中：—标准管径，；—许用应力，无缝钢管取；—管水压，估算，；—附加厚度，无缝钢管取4、选择吸水管由和从标准YB231—70钢管规格表中选取的无缝钢管，径。验算流速5、计算管路特性①管路布置采用五泵三趟管路（如图2.1所示）的布置方式，。任何一台水泵都可以经过三趟管路中任一趟排水，（如图2.2所示）。②估算管路长度排水管长度可估算为，取,吸水管长度可估算为。③阻力系数计算计算沿程阻力系数。对于吸、排水管分别为：局部阻力系数，对于吸、排水管路附件其阻力系数分别列于表2.2、表2.3中。图2.2管路布置图表2.2吸水管路附件其阻力系数吸水管附件名称数量系数值底阀13.790°弯头10.294收缩管10.1表2.3排水管路附件其阻力系数排水管附件名称数量系数值闸阀2止回阀1四通190°弯头4直流三通4扩大管130弯头2管路阻力损失系数，其值为：式中：、—吸、排水管的长度，；、—吸、排水管的径，；、—吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速，其值可按舍维列夫公式计算如下：、—吸、排水管附件局部阻力系数之和，可查阻力损失系数表得，g—重力和速度，。④管路特性方程⑤绘制管路特性曲线，确定工况点，根据管路特性方程，取六个流量求得相应的损失（表2.4所示）。表2.4利用表2.4中各点数据绘出管路特性曲线（如图2.3所示），图2.3管路特性曲线与泵特性曲线管路特性曲线与扬程特性曲线的交点M，即为工况点，由图中可知，工况点参数为，，，，，因大于0.7，允许吸上真空度符合《煤矿井下排水设计技术规定》要求。2.5工况点点的确定与校验2.5.1管路系统管路布置参照图2.4所示的方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过三趟管路中任意一趟排水，排水管路系统图如图2.5所示。2.4五台泵三趟管路2.5管路布置图2.5.2估算管路长度排水管长度可估算为：Lp=Hc+（40～50）m=+（40～50）m=（564～574）ｍ取Lp=570m，吸水管长度可估算为Lx=7m。2.5.3阻力系数Rt的计算沿程阻力系数吸水管λx===排水管λp===局部阻力系数吸、排水管与其阻力系数分别列于表2.5、表2.6中表2.5吸水管附件与局部阻力系数附件名称数量局部阻力系数底阀13.790。弯头10.294收缩管10.1表2.6排水管附件与局部阻力系数附件名称数量局部阻力系数闸阀2止回阀11.7四通11.5X2=390。弯头4扩大管10.5直流三通430。弯头2式中R——管路阻力系数，；、——吸、排水管的长度，m；、——吸、排水管的径，m；、——吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速v≥1.2m/s，其值可按舍维列夫公式计算，即、——吸、排水管附件局部阻力系数之和，根据排水管路系统中局部件的组成，见表1-3、1-4。2.5.4管路特性方程新管旧管式中K——考虑水管径由于污泥淤积后减小而引起阻力损失增大的系数，对于新管K=1，对挂污管径缩小10%，取K=1.7，一般要同时考虑K=1和K=1.7两种情况，俗称新管和旧管。2.5.5绘制管路特性曲线，确定工况点根据求得新、旧管特性方程，取八个流量值求得相应的损失，列入表2.7中。表2.7管路特性参数表Q/（m3·h-1）200250300350400450500550H1/m524.8526.1527.6529.5531.6534.1536.8539.8H2/m526.4528.6531.3534.4538.1542.2546.8551.2利用表2.7中各点数据绘制出管路特性曲线如图2.6所示，新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为M1和M2，即为新、旧管路水泵的工况点。由图中可知：新管的工况点参数为QM1=522m3/h,HM1=538m,ηM1=0.79,HsM1=5.4m,NM1=980KW；旧管的工况点参数为QM2=500m3/h，HM2=547m,ηM2=0.8,HsM2=5.85m,NM2=960KW，因ηM1、ηM2均大于0.7，允许吸上真空度HsM1=5.5m，符合《规》要求。图2.6管路特性曲线与泵特性2.5.6校验计算1）由旧管工况点验算排水时间管路挂污后，水泵的流量减小，因此应按管路挂污后工况点流量校核。正常涌水时，工作水泵台同时工作时每天的排水小时数最大涌水期，工作水泵、台同时工作时每天的排水小时数即实际工作时，只需3台水泵同时工作即能完成在20h排出24h的最大涌水量。2）经济性校核工况点效率应满足η=0.79≥0.85η≥0.85×0.8=0.68，η=0.8≥0.68。3）稳定性校核H=524≤0.9iH0=0.9×700=630m4）吸水管中流速排水管中流速吸、排水管中的流速在经济流速之，故满足要求。注：吸、排水管的经济流速通常取1.5～2.2m/s7、计算允许吸水高度则允许的吸水高度为：8、电机功率计算=式中——电动机容量富余系数，一般当水泵轴功率大于100KW时，取=1.1；当水泵轴功率为10～100KW时，取=1.1～1.2。水泵配套电机功率为，大于计算值，满足要求。9、电耗计算1）、全年排水电耗式中——年排水电耗，；——水的重度，；、——年正常和最大涌水期泵工作台数；、——正常和最大涌水期泵工作昼夜数；、——正常和最大涌水期泵每昼夜工作小时数；——传动效率，对直联接取1，联轴器联接取0.95～0.98；——电动机效率，对于大电动机取0.9～0.94，小电动机取0.82～0.9；——电网效率，取0.95；2)吨水百米电耗校验。2.5.7由工况点验算排水时间正常涌水期和最大涌水期每天必须的排水时间为式中：—工况点流量—正常涌水量—最大涌水量无论正常涌水期和最大涌水期，每昼夜的排水时间均不超过20小时，符合《煤矿井下排水设计技术规定》规定。2.5.8经济性校核工况点效率应满足。故经济性满足要求。3、稳定性校核单级平均额定扬程必须大于管路的测地高度。4、计算允许吸水高度取，，，则允许的吸水高度为：2.6电动机功率计算根据工况参数，可算出电机必须的容量为：根据产品样本取。2.7电耗计算2.7.1全年排水电耗式中：、—年正常和最大涌水期泵工作台数；、—正常和最大涌水时期泵工作昼夜数；、—正常和最大涌水时期泵每昼夜工作小时数；、、—电机效率，电网效率，传动效率。2.7.2吨水百米电耗校验第三章水泵房与水仓3.1泵房位置泵房设在-150井底车场，与井下中央变电所相联，并用防火门隔离。泵房设有两个出口，一个与井底车场连通的水平通道，这个通道设一个即能防火又能防水的密封门，另一个通道用斜巷通到付井井筒，其出口高度高出井底车场8米，泵房的地面高度应高出井底车场0.5米，并向吸水井侧有1%的下坡。3.2泵房尺寸根据《煤矿安全规程》规定，水泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。泵房轮廓尺寸应根据安装设备的最大外形、通道宽度和安装检修条件等确定。3.2.1泵房的长度：式中：—水泵的台数；—水泵机组（泵和电机）总长度；A—水泵机组的净空距离，一般取1.5～2.0m。3.2.2泵房的宽度式中：—水泵基础宽度；—水泵基础边到有轨道一侧墙壁的距离，一般取1.5～2.0m；—水泵基础边到吸水井一侧墙壁距离，一般取0.8～1.0m。故泵房宽度取4m。3.2.3泵房的高度水泵房的高度应满足检修时的起重要求（一般取3.0～4.5m）和水泵工作轮直径的尺寸要求来确定。当工作轮直径时，泵房的高度为4.5米，因为200MD—43×6工作轮直径为450mm，故取4.5m。当工作轮直径时，取泵房的高度为3米。3.3水仓的确定根据《煤矿安全规程》规定，在井底车场建二个水仓，即建一个主仓，建一个副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。水仓的断面采用了拱形断面。3.4.1水仓容量的确定按能容8小时正常涌水量的要求设计，为了使矿水中的大部分颗粒沉淀于仓底，水仓中的水位以小于0.005米/秒的速度在仓中流动，而且在水仓中的流动时间应小于6小时。水仓巷道长不应小于108m，即，取水仓的长度115m。水仓容量：第四章节能方案设计煤矿主排水设备能耗量在整个矿井生产费用中占有相当的比重，寻求节能途径、提高设备运转的经济性，在矿井生产中有着特殊的意义。现就某矿主排水设备节能运行方案进行论证。4.1无底阀排水取消吸水管底阀，改用无底阀排水。取消底阀后，吸水管阻力减小，使吸水管路阻力系统降低，气蚀工况点向大流量区移动，增大了水泵的安全工作区，有效地防止了气蚀产生，保证了水泵的安全运行；其次可以提高管路效率，降低电耗；再则还可以避免由于该矿水泥沙较大而经常发生的底阀堵塞故障。由上可知，取消吸水管底阀，改用无底阀排水，在经济上是合理的，在技术可行的。在采用无底阀排水的基础上，再进行泵、管的合理联合运行，能取得更为明显的经济效益。4.2“绿色”流水通道每年雨季来临时，工作面先后进入顶板富水区，采面平均涌水量120m3/h，，涌水从切巷与两巷携带大量粉煤进入110m运输大巷和-100m回风大巷，虽然经过2000m的水沟进行沉淀后进入水仓，但不仓仍然需15d清挖一次。随着涌不量的增加，煤粉的沉淀速度远大于清挖的速度，“绿色”流不通道的设计与施工势在必行。4.2.1“绿色”流水通道的设计目的如果矿井水仓中的环因沉淀物淤满，而外环正在清挖时，将“绿色”流水通道的配水阀门打开，让矿井所有涌水，不直接由乘人车场进入中央泵房配水井，从而保证正常排水，为外环水仓清挖工作赢得宝贵的时间：当外环水仓清挖完毕后，与时关闭水阀门，执行原来的排水程序，然后再清挖环水仓。4.2.2“绿色”流水通道的设计从乘人车场处开口向中央泵房施工32m的流水通道，采用锚网喷支护，半圆拱1m×1m水沟与中央泵房的5＃吸水井相通（如图4.1所示）。按照《煤矿安全规程》第二百七十九条规定，通道应设密闭门，但考虑泵房已有条通道，能够保证设备正常出入，密闭式挡水墙比密闭门更安全。在通道中部设置一道1m厚的挡水墙，并在墙下水沟安装一个的阀门用于控制水量。图4.1“绿色”流水通道剖面示意图1、乘人车场2、“绿色”流水通道3、挡水墙4、中央泵房5、1000m钢管6、配水阀门7、8、水沟9、配水巷、10、配水井4.2.3配水阀门的改造配水阀门外侧连接一节1000mm长的高度钢管，钢管外侧沿径向按500mm间距焊接的螺纹钢筋。4.2.4挡水墙的施工首先在配水阀门安装位置向巷道断面四周掏500mm壁槽，并按800mm的间距安装两排的树脂锚杆，锚杆外露500mm，C25砼浇灌前将锚杆外露部分与配水阀门上焊接钢筋与预埋钢筋之间捆扎牢固，确保浇灌后的挡水墙与通道巷壁浑然一体。4.2.5使用效果通过“绿色”流水通道，使涌水量大、水仓清挖速度慢、水文地质复杂的矿井，能够增强矿井抵抗水灾的能力，为矿井安全生产开启一盏绿灯。“绿色”流水通道只是应急的通道，从矿井的长远考虑，需要改进水仓的清挖方式来加快其清挖速度，也可将水仓扩容来延长其淤满的时间，从根本上解决矿井的排水安全问题。4.3水仓自动清挖根据《煤矿安全规程》规定要求，在每年雨季来临之前，必须对水仓的作业方式为人工清挖，水仓清挖不彻底，一直困扰着煤矿清仓难题，中国矿大研制开发的MSQ－4型水仓自动清挖设备，通过在水仓清挖试验，取得了很好的效果。4.3.1水仓清挖常用的几种方法①人工清挖首先用主排水泵把水仓中浓度较稀的煤泥水抽排掉，然后采用人工的方法用铁锨与桶等工具将水仓煤泥水装入矿车中，或采用泥浆泵抽排装矿车，经斜巷绞车运至大巷，由电机车外运升井，设备投入大，使用车皮多，运输环节复杂，占用人员多，工作量大，清挖时间长，致使井上下沿途淤泥积水，污染运输环境。②井下巷道晾干在井下水仓吕浠煤泥抽排后，通过污水泵将水仓中煤泥水抽排到同一水平废弃的巷道沉淀晾干，再用人工清挖运到地面，周转时间长，工人劳动强度大。③水仓粗煤泥清挖机通过专用泵抽排煤泥水到振动脱水设备进行脱水。此方法解决了大于0.1㎜以上煤泥水的处理仍不能解决。④煤泥自动间装车机通过机械螺旋叶轮与刮板机的组合，整机沿着轨道自动向前行走，把水仓煤泥中的煤泥水输送到矿车中，不能解决煤泥水脱水问题，存在着运输量大、污染环境等问题。以上各种煤泥清挖处理，不能真正解决煤矿井下水仓煤泥处理问题，存在着劳动强度大、污染环境、使用车皮多、运输环节复杂、细颗粒煤泥无法解决等问题，这些问题严重影响着煤矿安全文明生产。4.3.2MSQ-4型水仓自动清挖设备组成MSQ-4型水仓自动清挖设备由清挖设备、过滤缓冲设备、加压设备、煤水分离设备组成。MSQ-4型自动清挖设备技术参数（１）水仓清挖系统型号MSQ-4型（２）回收粒度／㎜0.1～5（３）清挖速度／t·h-1３～４（脱水后）（４）装车最大高度／㎜1200（５）入料浓度／％25～45(含煤泥量)（６）回收后煤泥水份含量／％(含水量)（７）电源电压／Ｖ380/600（８）最大设备外型尺寸（长x宽x高）／㎜4380X1600X2400（９）适用于水仓长度／m4.3.3水仓清挖工艺流程图4.3.4工作原理该水仓自动清挖处理设备由清挖设备从煤矿井下水仓搅抽煤泥水，并通过排水管排入过滤、缓冲装置，煤泥水在过滤、缓冲装置作用下，过滤掉大颗粒物料，形成稳定的细物料从底口由加压泵抽排出，进入脱水设备，煤泥水混合物在煤水分离设备作用下，使水、煤混合物分离，水经溢流管排出后回流到另一水仓，再由主排水泵抽出，煤水分离设备中的煤饼进入矿车装车。4.3.5应用效果①人工清挖效率低，采用MSQ-4型矿井水仓煤泥自动清挖系统后，实现了清挖的自动化作业，从给料加压开始至脱水装车整个循环时间约20min，平均每小时能装３车，每班仅需要４人作业，减少人员，降低了工人的劳动强度，提高了清挖效率，缩短清挖周期，减少用工投入，减少费用。②水仓清挖彻底，延长了清挖周期，减少水泵大修费用，改善了水质，提高了大泵运行效率，降低了吨水百米电耗，降低电费。③采用MSQ-4型矿井水仓煤泥自动清挖系统简化运输环节，减少车皮占用，增加了副井提升能力。④煤泥不需要升井