矿井生产时期排水技术规范

矿井生产时期排水技术规范

MT ／T 674—1997

中华人民共和国煤炭工业部1997—12—30批准 1998—06—01实施

前 言

本标准是根据煤炭工业部《煤矿安全规程》中的有关规定，总结近年来治理水害的实际经验制定的煤炭行业标准。在技术内容上本标准与引用标准等效。

本标准由煤炭工业部科教司提出。

本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：焦作矿务局。

本标准主要起草人：彭伯高、夏镛华。

本标准委托焦作矿务局负责解释。

1 范围

本标准规定了生产矿井排水系统的技术要求。

本标准适用于井工矿井生产时期抽排直接涌人矿井的地表水和地下水使用的主要排水设备和设施。

2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

煤矿安全规程

GB 50215—94 煤炭工业矿井设计规范

GB J17—88 钢结构设计规范

GB 8978—88 污水综合排放标准

MT 5010—1995 煤矿安装工程质量检验评定标准

煤矿机电设备检修质量标准

煤矿矿井机电设备完好标准

生产矿井质量标准化标准

矿井水文地质规程(试行)

煤矿防治水工作条例

煤矿井下排水设计技术规定(试行)

3 排水泵房

3．1 吸入式卧泵房

3．1．1 主要泵房至少有两个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房地面7m 以上；另一个出口通到井底车场，在此出口的通道内，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。

3．1．2 主要泵房的地面应高于与之相连通的井底车场底板0．5m 。同一水平的各个泵房的地面标高宜相同。泵房应无淋水；地面、电缆沟、通路应无积水。

3．1．3 主要泵房应设置在围岩稳定的地段，必须离开采动影响范围与破碎带；峒室与井筒

或巷道的距离应满足安全岩柱要求。

3．1．4 主要泵房应设置在由矿井防水闸门群构筑的保护范围内。当防水闸门关闭时，泵房必须留有形成独立通风的巷道。

3．1．5 泵房位置应在管线最短、便于撤人、运物、通风良好的地方。一般宜设置在井底车场与副井井筒连接处附近空车线一侧。泵房与井下中央变电所宜组成联合峒室。

3．1．6 每台泵应有单独的吸水井，单台水泵流量小于100m ／h 时，可以两台共用一个吸水井，但两吸水罩边缘间距应大于2倍的吸水管公称直径。吸水井应有盖板。

3．1．7 水泵、吸水管、配水井(或吸水井) 、水仓之间主要相关尺寸，应满足下列条件(见图1，图2) ：

3

A 0—大于或等于0；A 1—不小于大小管径差的5倍；A 0+A1—水泵人口前直管段总长度，不小于3的水泵吸水口直径；B —吸水管滤网边缘距最近井壁的间距，不小于1．5D ．；D —吸水管公称直径，mm ；D 0—配水阀门公称直径，mm ；H 1—水泵轴中心线到泵房地面的高度，m ；H 2—水泵轴中心线到水仓底板的高度，m ；H 3—(配、吸) 水井最低水位到吸水管口的距离，不小于1．5D ，且不小于500mm ；H 4—吸水管滤网下缘距井

底距离，不小于1．5D ，且不小于500mm

图1

水泵轴中心线到水仓底板的高度按式(1)计算。

………………………………………(1)

式中：Hsm ——与水泵工况点对应的允许吸上真空高度，m ；

△H ——吸水管阻力损失，m ；

V ——水泵吸人口流速，m ／s 。

3．1．8 连接吸水井的配水闸阀公称直径应符合式(2)的要求：

………………………………………(2)

连接水仓的控制闸门公称直径应符合式(3)的要求：

………………………………………(3)

式中：D 1——配水闸阀公称直径，mm ；

D ——水仓控制闸门公称直径，mm ；

3 Q 1——一台水泵的工作流量，m ／h ；

Q ——泵房全部工作水泵的总流量，m 3／h 。

C 1—配水阀之间最小净距，不小于150mm ；C 2—配水阀操作手轮之间净距，不小于500mm ；C 3—不小于

700mm ，(当双配水井集中布置共用一个壁龛时，可不受限制) ；C 4—不小于200mm

图2

3．1．9 主要泵房应配备有水力射流泵或气升泵、排污潜水泵等作为清理吸水井淤泥的工具。

3．1．10 泵房高度应满足检修时起吊的要求，应在吸水井壁龛和排水设备的顶部，设起重梁。

3．1．11 泵房应铺设运送排水设备的轨道，并与井底车场相通，在相通点应设有转车间隙。

排水设备之间应设有充分的检修空间，泵房轮廓尺寸要满足设备最大外形尺寸、通道宽度和安装检修的要求。水泵机组的基础应高于泵房地面50mm 以上，基础边缘到吸水井一侧峒室壁的距离应不少于700mm 。泵房地面向吸水井方向应呈负坡度。

3．1．12 当所有排水设备同时使用时，泵房温度应不高于34℃，否则应采取降温措施。

3．1．13 泵房必须采用不燃材料支护。

3．1．14 按设计要求预留有备用泵及相应设施的位置。

3．2 泵房

3．2．1 泵房与井底车场连接的斜通道上口地面，应高于连接处车场底板0．5m ，或采取其他阻水措施，防止井底车场积水流入泵房。

3．2．2 泵房与车场或大巷相通的所有通道必须设防水密闭门。

3．2．3 泵房应和操作配水闸阀的巷道有通路连通，以备密闭门关闭后控制配水闸阀。

3．2．4 泵房支护和吸水巷道的密闭墙应能防止水仓和围岩水渗漏。围岩应能承受水仓与泵房高差形成的压力。

3．2．5 必须设有安全水仓和水窝，其容积应不小于一趟最长排水管路的容积。安全水仓应至少配备两台排水泵(其中一台备用) ，将积水排至水仓，排水泵应能按水仓水位自动开停，并有手动控制系统备用。

3．2．6 管子道上部平台标高必须高于井底车场地面7m 以上，作为安全通道。

3．2．7 泵房位置、内部尺寸、温度、出口通道数量、断面形状、预留位置等方面的要求同吸人式卧泵房。3．3 潜水泵井

3．3．1 井深应满足泵长、淹没泵顶深度、泵底容渣距离和布置清淤设备空间的要求。群泵布置时，还应满足各泵吸水口在垂直方向吸入水影响范围的间距不小于0．5m 或设备说明书规定距离的要求。

3．3．2 井径应满足吸水罩最大外廓尺寸、过水面积、安装间隙的要求。群泵布置时，泵间外缘距离应满足安装间隙和水平方向吸入水影响范围的间距不小于0．5m 或设备说明书规定距离的要求，脱罩布置时，来水流向、流速应满足电机散热、不积垢的要求。

3．3．3 采用暗井布置方式时，井窝以上反井部分高度应满足承重梁、检修操作盘、提吊机具所需高度。

3．3．4 采用大直径钻孔直通地面排水布置方式时，承重梁、操作盘、提吊机具应设置在地面。井架允许荷重应满足提吊一组泵组(泵、管) 的重量。井架高度应满足潜水泵和水管装拆以及吊具所需高度。

3．3．5 承重梁的强度、刚度和总体及局部稳定性必须按“钢结构设计规范”要求计算，能承受停电时所有水泵同时发生水锤作用引起的动、静载荷。

3．3．6 承重梁应用地脚螺栓固定在混凝土基础上。在地面建筑时，基础底面积应满足上述载荷条件下承力土层的允许地耐力的要求。

3．3．7 泵井应设置在基岩中，离煤层的隔离岩柱厚度应能承受煤与瓦斯突出压力和地应力的要求。必须揭露煤层时，应采取防突和隔离措施。通过含水岩层时，应采取予处理措施防止突水(疏干井除外) 。

3．3．8 潜水泵井应设置在无直接落煤的井筒内。有突水危险的大水矿井的提升井筒底应按潜水泵井要求设置，以备突水时使用。

3．3．9 斜式潜水泵井，应设有轨道、滑架提吊装置。滑架高度应满足吸入水影响范围要求，并有防脱轨装置。

3．3．10 卧式潜水泵井应设有支承泵体的底架，底架高度应满足吸入水影响范围和容淤容积的要求，卧式潜水泵井顶部应设置提运设施。

3．3．11 无论潜水泵作立式、卧式、斜式布置，其泵井底部均应留有足够的容淤容积和配

备清淤机具，如潜水搅拌机或射流(水枪) 器械，保证任何时候淤积物顶部距泵底不少于0．5m 。

3．3．12 矿井水应经沉淀池、水仓进入潜水泵井，与潜水泵井相接的流水通道的标高，应低于水仓水面以下，防止悬浮物进入。

4 水仓、水沟、沉淀池

34．1 矿井正常涌水量在1 000m／h 及其以下，主要水仓的有效容量应能容纳8h 矿井正常涌

水量；大于1 000m3／h ，按《煤矿安全规程》有关公式计算，但不得小于4h ，矿井最大涌水量同正常涌水量相差特大的矿井，应编制专门设计。

4．2 水仓的底板标高必须满足水泵允许吸上真空高度的要求。

4．3 水仓流水断面和坡度应满足在正常涌水量条件下的沉淀需要，否则，应另设沉淀系统。为便于淤泥沉淀和清理，水仓向配水仓方向设反坡，坡度为1‟～2‟。并应在水仓最低点设积水窝。

4．4 主要水仓必须有两个以上独立的水仓，当一个水仓清理时，其他水仓能正常使用，水仓之间应互不渗漏。

4．5 水仓位置应设置在稳定基岩中，应位于矿井防水闸门群所形成的保护范围内。水仓人口一般应位于井底车场内标高最低处。

4．6 水仓应设有水位监测设施。其空仓容量应经常保持不小于总容量的50％。水仓内的最高水位必须低于泵房底板1～2m ，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。对潜水泵水仓的最低水位应有监控功能。

4．7 大巷水沟、分区沉淀池和水仓等应能共同承担采煤工作面出水点所带出的煤泥沉积要求。沉淀池的流动速度应限制在100mm ／s 以内。

4．8 大巷水沟的坡度、断面(或称过水量) 应满足最大涌水量需要。

4．9 水仓、水沟、沉淀池应配有清仓系统或清仓机具。

4．10 水仓进口处应设置篦子，篦子的孔眼尺寸应能防止岩块、木块、木渣、纤维状物料进入水仓。

5 排水管路

5．1 主排水管路必需设工作和备用的水管，工作水管的能力，应在20h 内排出矿井24h 的正常涌水量，全部管路的总能力应在20h 内排除矿井24h 的最大涌水量。

5．2 排水管路必须能承受内水静压、水锤动压、钢管自重和温度应力叠加产生的载荷。还应能承受1．25倍设计工作压力的压力试验。

5．3 立井管路应设在井筒管子间内，并用导向卡定位，最大允许卡距应满足轴心受压构件不失稳条件。

5．4 斜井管路应设在悬臂架上或底板混凝土墩上，其间距在4～8m ，每隔50m 固定，并应留有足够的安装和检修位置。管道设在人行道上方时，吊挂高度应不小于1．8m 。

5．5 管路下端应设金属弯管支座。排水高度大时，可以分段选择管壁厚度。分段设直管支座，第一道直管支座宜布置在距井口100m 左右处。管座应固定在专设钢梁上，底部和中间支座梁的强度、刚度、总体和局部稳定性及梁基础强度均应按“钢结构设计规范”计算，能承受所有管道同时发生水锤时的动、静载荷。

5．6 水泵出水管上应装逆止阀和操作闸阀，逆止阀应装在操作闸阀之上。泵排出管与泵房环形管路之间应装控制阀。环形管路上应装设放水管和放水闸阀，放水管和放水闸阀能分别将每条管路内的水放入水仓。

5．7 大比转数泵(如大型潜水泵) 须开启闸门起动者，逆止阀座上要留有泄流孔，水泵不得并联布置。

5．8 水泵吸水管内不应有残存气体的地方，吸水管内的任何部分都不应高于水泵入口，吸水管径应大于水泵吸水口径，吸水罩滤网过流面积应为吸水管口面积的2～4倍。

5．9 管路、管件及连接螺栓应进行防锈处理。

5．10 排水管路通道和钻孔管路应设置在稳定地层，不受采动影响。钻孔管路的落地位置不得在泵房、峒室、巷道顶部布置，孔间距宜大于10m ，落地端必须设弯管支座支承，管座上部空帮高度应不大于5m 。

5．11 钻孔管路的钻孔直径宜比管径大50～60mm 。钻孔施工时应防止塌孔，管壁间应用水泥浆固井。应无漏水、淋水。

5．12 钻孔管路接头的强度不得低于管路材料强度。

6 排水设备

6．1 主排水泵的工作水泵能力，必须在20h 内排出矿井24h 的正常涌水量；备用水泵能力应不小于工作水泵能力的70％；工作和备用水泵的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量；有突水危险矿井可另增设排水能力或予留水泵位置。

6．2 排水设备的运行状态应达到《煤矿矿井机电设备完好标准》和《生产矿井质量标准化标准》的规定。

6．3 排水设备的检修应达到《煤矿机电设备检修质量标准》的规定。

6．4 排水设备的安装应达到《煤矿安装工程质量检验评定标准》的规定。

6．5 排水设备的经济指标：

a) 额定效率一般应不低于0．76；

b) 运行工况点的效率不得低于额定效率的0．9倍；

c) 主排水工序能耗等级指标：立井按表1规定定级，斜井按表1值乘以表2修正系数定级。均不应低于三等。

6．6 水仓的空仓容量不足水仓总量的50％时，不得高水位排水。选用水泵的允许吸程应与泵房吸水井深配套。当不能满足实际吸水高度要求时，可在吸水管中串接辅助泵。

6．7 有突水危险的矿井，正常涌水量时排水管路满足经济流速要求；最大涌水量或突水量时，实际运行工况点的排水量满足20h 内排出矿井24h 的最大排水量的要求。

6．8 设备选型应符合矿井水质要求，当矿井水pH

表2 斜井排水工序能耗修正系数

6．9 引水装置必须可靠，应能在5min 内起动水泵；采用高压水射流引水时，每个泵房至少有一台水泵的吸水管要设底阀，大水矿井则至少两台，并且在地面排水管口有灌水装置或以压缩空气、洒水管压力水作备用。

6．10 水泵选型应满足排水系统稳定性要求，符合公式(4)：

„„„„„„„„„„„(4)

式中：Ho ——水泵关闭闸阀的扬程，m ；

Hg——排水测量高度(排水高度和吸水高度之和) ，m 。

7 排水供电

7．1 主排水设备应有两个电源供电。当发生任何故障时，两个电源的任何部分应不致同时受到损坏；当发生任何故障在保护装置动作正常时，应有一个电源不中断供电；又当发生任何故障且主保护装置失灵，致使两个电源中断供电后，应能在有人值班处进行操作迅速恢复一个电源的供电。

7．2 对井下各水平中央变电所和主要水泵房的供电线路不得少于两回。应引自地面变电所的不同母线段，并宜按不同路径敷设，电缆通路应不受采动影响。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷的供电。下井电缆可沿井巷和钻孔敷设。电缆的选用、连接、悬挂应符合《煤矿安全规程》的有关规定。

7．3 排水电气设备的选用，应符合《煤矿安全规程》规定。配电设备应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作和备用水泵；

7．4 井下中央变电所宜选用不充油电气设备。选用充油电气设备时，井下中央变电所与主排水泵房之间以及变电所内变压器室之间，均应设水闸门。

7．5 水泵高压电机，应有短路、过负荷和欠电压释放保护；潜水泵电机还应设水位、电机绕组温度保护；真空开关起动的电机还应设过压保护。

7．6 井下中央变电所的电源开关与联络开关的过流保护按最大负荷运行方式整定。

7．7 主排水设备应设集中监测装置；监测水泵流量、压力、真空度、闸阀开度、电流、电压、电机温度、水仓水位。采用增安型和水冷电机的排水设备，应设集中监控装置(监控冷却水系统，电机绕组、轴承的测温系统运行情况) 。水冷电机的外壳应设隔热层。增安型电动机的过流保护特性曲线的动作时间(含保护装置动作的机械惯性所耗费的时间) 必须小于电动机堵住温升时间te 及te 终了时的堵住电流Ite 。

7．8 露天设置的潜水泵电控设备，应采用密封结构，并设有自动加热器，保持柜内温度高于环境温度5℃。柜顶应设有供远距离观察电控状态的显示装置。

7．9 排水电器设备应满足井下潮湿环境的耐潮要求。水泵电机应设置防凝露设施，加热器须采用密封型电热器，隔爆型空间的加热器，尚可采用非密闭型电热器。

7．10 泵与电器控制设备相距超过50m 时，要设有可靠信号装置或远距离控制装置。泵房需要设置与矿井电话网相联的电话设备。

7．11 在主要泵房、井下中央变电所、井底车场布置的电气设备的标高，应不低于水泵电机绕组下部(可用于水下的电缆除外) 。必须低于水泵电机绕组下部的电器设备，应另设馈电开关供电。

7．12 电缆钻孔应无淋水；电缆应采用镀锌钢丝绳悬吊在钢架上；井上、下孔口的电缆均应留有事故处理所需余量；出孔上杆电缆应设钢管保护；孔口应高出当地最高洪水位并加有盖板。

8 矿井水的地面排放

8．1 矿井水应排至矿井水力影响半径以外，不应回渗倒灌井下。

8．2 矿井水的排水沟应结合矿井疏水、防水和排水系统统一布置；尽量整治利用原有沟道；应避开露头、塌陷、裂隙、透水层、钻孔和建筑群；以较短的途径排至矿外的河沟。

8．3 矿井水应尽可能综合利用、灌溉农田。当水质不适合时，应避免污染农田和水源。在山前平原的矿井，应根据水流方向，结合农田水利布置干渠、支渠，搞河网化排水。

8．4 矿井排放水要满足国家环境保护局规定的污水排放标准。矿井水与生活污水可采用分流、合流或部分合流的排水系统，应根据污水的性质、数量，排放和处理要求等因素，经技术、经济比较后确定；当污水必须处理时，宜采用生活污水与井下排水分流的排水系统。

8．5 排水沟应设置流量测量装置。

8．6 排水沟应按矿井最大涌水量和允许的不冲、不淤流速设计，其断面、水位、纵坡、边坡系数、渠床糙率及桥涵、建造材料等尚应符合国家现行有关标准的要求。