煤矿采空区有底板灰岩突水危险,煤矿注浆站止水技术可作为解放受水威胁煤层的重要途径,煤矿地面注浆站方案,经济合理,安全可靠,可以封堵由各种地质构造破坏造成的导水裂隙带及导水通道。煤矿地面注浆站可以加固隔水层原生与次生空隙,裂隙,加固不透水的岩体。
采空区区域治理煤矿地面注浆站设备配套方案
注浆系统设备及管路由注浆泵、高压电磁流量计、压力变送器、注浆管路、注浆管路入井钻孔等组成。
注浆钻孔孔口压力由地面注浆泵一次加压至12MPa, 从服务煤采区注浆治水需要考虑,设计布置安装1趟井上、下注浆管路,1趙下井注浆管路由一个钻孔下井,并配套三台大流量高压注浆泵,满足矿井煤采区注浆系统安全运行的要求。
注浆泵选型基础参数
a)注浆流量≤15m3/h;
b) 由地面注浆站的注浆泵一次孔口加压至12MPa;
c)地面注浆站至井下注浆点标高差25+735=760m;
d)水泥浆的浆液密度为1.1~1.62t/m3之间,可任意调节;
e)1趟注浆管路从钻孔下井,钻孔深度510m;
f)地面注浆站至注浆点的距离约5300m(含钻孔下井注浆管路)。
注浆泵选型计算
根据基础设计参数中注浆流量15m3/h的要求,井上、下及下井注浆管路设计配套D63.5*7.1mm钻探用无缝钢管(即DZ50),需要的泵压按流量15m3/h进行选型计算。
煤矿地面注浆站设备选型方案
方案I:选择BQ-350型三缸柱塞单作用泵,该泵7档手动变速,配套RT-11509C型富勒变速箱,柱塞直径中110mm,电机功率132kW。
方案II:由于三缸柱塞单作用泵的流量在柱塞直径和行程一定的条件下,由输入泵轴端的转速决定,转速越高,流量越大。泵的额定压力由输入泵轴端的转矩决定,转矩越大,泵能达到的压力就越大。根据上述理论分析可得利用BQ-350型三缸柱塞单作用泵(泵体本身的机械强度能满足要求,不需要做改动),去掉变速箱、离合器和普通的异步电动机,改造配套变频电动机,变频电机给泵轴端输入相应的转速和转矩,就能产生我们需要的流量和压力。变频电动机分为两种,一种为高速变频异步电机,另一种为低速永磁同步变频电机,若配套高速变频异步电机则需配套变速箱,设备的结构尺寸也会增加,因此设计配套低速永磁同步变频电机直联到泵轴端,永磁变频同步机由电机厂家配套,如此一台永磁直驱变频注浆泵完成,变频注浆泵可以按照人的指令通过变频的方式调节电机转速进而调节泵的流量,由于变频电机变频调速时,其输出转矩不会变化,即泵的额定排出压力保持不变。
变频注浆泵相比手动注浆泵初期投资较高,但是节能,运行费用低,且流量可以无极调整能满足目前井下注浆需要。变频注浆泵与压力变送器配合,可实现注浆自动化,不需人工参与,即人工设定好泵出口压力(压力设置偏大一点),压力变送器检测管内压力,反馈给控制系统,控制系统根据管路压力自动变频调整泵的流量,让整个注浆系统的管路压力恒定在一个合理的范围,不至于增大过多,更有利于**系统的安全稳定运行。