四川省煤矿抢险排水站 四川成都 610052
摘要：矿井出现水害事故时，抢险排水是首要任务，如何快速、安全、有效抽排井下积水，打通救援通道，是应急救援的关键环节。管路系统是水害事故抢险排水中不可或缺的一部分，选择的管道要达到矿井应急救援所需要的工作压力和流量要求，若选择不当，会影响整个排水系统的效率，延误救援时间。
关键词：抢险排水 钢丝网骨架塑料管 流量 压力
A brief analysis on the selection of pipeline
for emergency drainage in inclined shaft of mine
WANG xiong
（SiChuan coal mine emergency drainage station Chengdu SiChuan 610052）
Abstract：When a mine water disaster occurs，rescue and drainage is the primary task.How to quickly，safely and effectively drain underground water and open up the rescue channel is the key link of emergency rescue.Pipeline system is an indispensable part of water disaster rescue and drainage，the selected pipeline should meet the requirements of working pressure and flow required by mine emergency rescue，if the improper selection，the efficiency of the entire drainage system will be affected，and the rescue time will be delayed.
Key words： Rescue and drainage Steel mesh frame plastic pipe
flow rate pressure
矿井出现水害事故时，抢险排水是首要任务，如何快速、安全、有效抽排井下积水，打通救援通道，是应急救援的关键环节。一套完成可靠的应急救援排水系统需要有供电系统、水泵、管路系统和控制系统。在“以人为本”应急救援的理念下，时间就是生命，管路系统是水害事故抢险排水中不可或缺的一部分，选择的管道要达到矿井应急救援所需要的工作压力和流量要求，若选择不当，会影响整个排水系统的效率，延误救援时间。
一、管道使用背景
矿井的开拓方式分为立井和明（暗）斜井两种方式，在发生水害事故时，立井的抢险排水管道采用无缝钢管，技术也比较成熟，基本只考虑管道的口径。而斜井水害事故抢险排水的管路系统就复杂多了，根据矿井的开采深度、巷道断面的大小、突（透）水量及积水量、绞车提升力、电压等级及负荷量、矿井运输能力等参数来选排水泵，然后再根据排水量来选择管道。
二、管道的分类
目前用于矿山斜井水害事故抢险排水的管道有硬管和软管两种，硬管指玻璃钢管（因管接头与管体抗拉强度最大只能做到2.5MPa，已不在使用）和钢丝网骨架塑料管，软管指波纹不锈钢管（重量比无缝钢管还重，且弯曲度小，只用于水泵出口端过渡）和聚氨酯管。根据市场调研，目前能生产出来的的口径及最大工作压力，硬管有DN150-4MPa、DN200--3.5MPa、DN250-2MPa。软管有DN150-3.5MPa、DN200--2.5MPa、DN250-1.5MPa。
2010年的威远八田煤矿“11.21”和2011年的大竹曾家沟煤矿“10.12”透水事故采用的DN200钢丝网骨架塑料管。2014年云南下海子煤矿“4.7”透水事故和2019年的珙县杉木树煤矿“12.14”透水事故分别采用了DN150和DN200的聚氨酯管。
目前生产厂家管道的测试压力标准，硬管采用的工程建设标准规范，试验压力是设计工作压力的1.5倍，时长10分钟，且无爆破压力试验。软管采用的燃气管道标准规范，试验压力是设计工作压力的2倍，时长30分钟，爆破压力为设计工作压力的3倍。
下面以DN150型的钢丝网骨架塑料管和聚氨酯管的特点进行简单的比较：
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三、管道选型的参数
管道选型的主要参数是口径和工作压力，口径是参考水泵的额定流量，工作压力是参考矿井的排水高程差。
1、口径选择
水泵的额定流量是固定的，但管道的选择可以不固定，开式管路的水力流速一般在1-3米/秒之间为经济流速，但在水害事故抢险排水时，可以参考自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001），管道内的水力流速必要时可>5m/s，但不应大于10m/s。由流量=管截面积X流速，得（m3/h）：
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2、压力选择
在矿井水害事故抢险排水任务中，首先是要抽排积水打通救援通道，救出被困人员，其次是抽排干井下积水，恢复矿井原排水系统，以便于事故调查。所以管道的压力要达到最低排水点到出水点的高程差，由于管路在排水系统中有水力损失，管道的工作压力选择至少要达到高程差的1.2倍。比如矿井的水仓标高为-50m水平，排水出水口的标高为+200m水平，高程差为250m，管道的工作压力应>2.5X1.2=3MPa。
四、案例分析
2019年的珙县杉木树煤矿“12.14”透水事故，历时88个小时的救援，13名矿工获救，5名矿工遇难。透水量初期达到1000多m3/h，稳定期达到500多m3/h，积水位+150m标高，排水出水口在+250m标高，需排至+80m标高以下，才能打通救援通道。根据透水量及高程差，选用的水泵是550型大型潜水泵，额定流量为550m3/h，额定扬程为306m。采用的管道是DN250型波纹不锈钢管（工作压力3MPa）过渡水泵到主管道，然后用变径接头（DN250-->DN200），连接主管道DN200型钢丝网骨架塑料管（工作压力2.5MPa）。目前反过来验证选型的依据，根据水泵的流量按经济流速3m/s计算应采用DN250的管道，根据水位标高差为170m计算所得管道工作压力应大于2MPa，而我单位DN250的管道只有玻璃钢管，由于老化，承压只能达到1.5MPa，故放弃DN250型管道，退而选DN200型钢丝网骨架塑料管或聚氨酯管，工作压力均能达到要求，流速达到5m/s，也符合相关规范，且为中间值。在实际抢险排水应急救援中，也验证了管道选型的正确。
五、总结
1、在实际矿山斜井抢险排水应急救援中，管道里的水力流速不要超过7m/s，保证管道的安全系数，也可相应减少水力损失。
2、管路系统中尽量用同口径的管道，水泵出口用波纹不锈钢管，便于弯曲到巷道底板，然后用钢丝网骨架塑料管铺设在斜巷中，便于固定，且避免用聚氨酯管形成弯折面爆管，延伸到平巷后，再用聚氨酯管到出水口，这样聚氨酯管可用低压管道，便于运输且安装快捷。这样极大程度地优化了管路系统和提升了安全性。
参考文献：
1、管道压力试验通用技术规程 ZD3.02-2005（百度文库）
2、自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001
3、建筑给水排水设计标准 GB50015-2019
4、煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范 GBT-50451-2017
姓名：王雄
单位：四川省煤矿抢险排水站
省市：四川省成都市
邮编：610052