仙亭煤矿三采区+580m生活供水系统改造探讨

摘要：電力成本支出是矿井经营管理的重要内容，节约电能是提高经济效益的一条重要途径。从系统节电考虑，拟对生活供水系统进行改造：在+580m水平管路上山处安装2台管道泵，将水引至+660m水仓，在+660m水平再安装2台离心泵，采用正压抽水到上京生活服务公司+783 m高位水池。现就该供水系统改造的可行性进行探讨。

关键词：生活供水系统；改造；节能；效益

一、概况

1、+580m生活供水水源。该引水工程由121地质大队负责。根据资料查找和相关人员了解，钻孔水+500涌水量约260m3/h。钻孔水→供水管路（φ200-1250m）→排水管路（φ150-200m）→+580m生活泵房→排水管路（φ200-650m）→+783m分公司水池。2013年10月20日，经现场测试+500m引水管路出口处正常供水时压力：1.10Mpa，闸阀关闭静止压力：1.40Mpa，+580m引水管路出口处正常供水流量约120m3 /h ，闸阀关闭静止压力：0.35Mpa。

二、生活供水系统改造方案

利用+660 m绞车房及石门巷道进行清理、扩刷、砌碹，建成水仓、泵房、及配电室，水源从+500m水平经φ150mm管路→+580m水平（装管道泵）→经φ200mm管路到达+660m水池→经水泵排至+783高位水池。

三、改造后系统能力校验

根据分公司生活服务公司提供的日最大用水量约2800m3，水泵按20小时运转，则水泵最小流量必须达140m3/h以上。

管道泵的选择

1.水泵必须具备的总排水能力

QB≥24/20qz=1.2 qz=1.2×117=140.4 m3/h

式中：QB ---水泵具备的总排水能力，m3/h

qz---矿井正常用水量，m3/h

2.管道泵安装位置的确定

经实测，+500m静压试验压力为1.4Mpa，理论上能将水压到的高度为 H=P/（ρg） =1400000/1000×9.8m=142.8m

式中：P ---静压试验压力，pa

ρ---水的密度，kg/m3

g---重力加速度，9.8m/s2

3.水泵所需扬程的估算

=62.5m

式中：Hc---测地高度，即水仓最低位至排水管出口间的高度差，一般可取Hc=井底与地面标高差+4（井底车场与水仓最低水位距离）m。

---管路效率。当管路架设在斜井，且倾角>30°时，=0.83～0.8；当=30°～20°时，=0.8～0.77；当<20°时，=0.77～0.74。

4.初选水泵

根据计算所得流量QB、扬程HB，查泵类产品样本，初步决定选用ISG150-250（I）B型管道泵，其额定流量Qe=173 m3/h，额定扬程He=60m。则：选择2台水泵，一台工作，一台备用。

5.管径选择

式中：d/p---排水管内径， m

Qg---通过管子的流量，m3 /h

Vp------ 排水管内的流速，取2.2m/s

据测试，到+580m水平流量达不到173m3/h

因此，现有6寸排水管路能够满足要求。

6.水泵校验

（1）ISG150-250（I）B型水泵额定流量为Qe=173m3/h×20h=3460m3/h，能够满足日最大需水量2800m3的要求。

（2）水泵总扬程H=（660-620）×1.2+10（反冲洗压力损失）

=58m<60m（水泵额定扬程）

因此，水泵的扬程也能满足要求。

+660m离心泵的选择

1.水泵必须具备的总排水能力

QB≥24/20qz=1.2 qz=1.2×117=140.4 m3/h

2.水泵所需扬程的估算

=159.7m

式中：Hc---测地高度，即水仓最低位至排水管出口间的高度差，一般可取Hc=井底与地面标高差+4（井底车场与水仓最低水位距离）m。

---管路效率。当管路架设在斜井，且倾角>30°时，=0.83～0.8；当=30°～20°时，=0.8～0.77；当<20°时，=0.77～0.74。

3.初选水泵

根据计算所得流量QB、扬程HB，查泵类产品样本，初步决定选用150D30*5型离心式水泵，其额定流量Qe=155 m3/h，额定扬程He=150m。则：选择2台水泵，一台工作，一台备用。

4.管径选择

式中：d/p---排水管内径， m

Qg---通过管子的流量，m3 /h

Vp------ 排水管内的流速，取2.2m/s

因此，现有6寸排水管路能够满足要求。

四、供水系统改造工程方案资金概算

（一）矿建工程及资金概算

（二）机电及安装工程资金概算

+580 m生活泵房安装ISG150-250（I）B型管道泵2台；+660m安装150D30*5离心泵2台、+580m至+660m 猴车上山施工提升运输系统等。

五、方案可行性分析

（一）经济分析

1.系统改造初期需投入28.76万元

2.运行费用分析比较（与系统改造前比较）

系统改造后电耗分析及电耗费用： 水泵移至+660m年耗用电量：（45+110）kW*14h/天*365d=79.2万kWh，年用电费用79.2万kWh*0.8/kWh=63.36万元

原系统电耗分析及电耗费用：现+580 m生活水泵年电量：185kW*14h/天*365d=94.54万kWh，年用电费用94.54万kWh*0.8/kWh=75.6万元

年效益：系统改造后可节省年用电费用94.54万kWh -79.2万kWh =15.34万kWh*0.8元/kWh=12.27万元。

（二）投入产出分析

系统改造需投入资金28.76万元，按服务年限5年计折旧5.752万元/年。因此系统建成后年综合效益为12.27-5.752=6.518万元/年，投资28.76万元需28.76/6.518=4.4年收回成本。

结束语

综上系统改造初期需投入资金28.76万元，要4.4年回本，年可节省电费12.27万元。因此，初步认为仙亭煤矿三采区+580m生活供水系统改造方案可行。

参考文献：

[1]《流体机械》 张景松编 中国矿业大学出版社 2003.10

[2]D系列卧式多级离心泵说明书 长沙佳能通用泵业有限公司，2012.5

作者简介：林维星，机电技术员 ，2011.7毕业于龙岩学院矿山机电专业