排水系统改造

排水系统改造（精选十篇）

排水系统改造 篇1

杏花煤矿东采区中部层水仓位于左五联络巷车场内, 水仓标高-576米, 排水路径经绞车道至-300车场。绞车道长1000米, 水仓至绞车道100米, -300车场标高-288米, 排水高度288米。采用三段水泵接力排水, 每段水泵都为两台, 一台运行一台备用、检修。第一、二台水泵型号5DA-8×9, 电机功率90KW, 水仓水泵型号4DA-8*9, 电机功率55KW。由于设备多、检修量大、维修费用高、电能耗量大、配备水泵司机多。故对排水系统重新设计改造。

改造方案为将接力水泵换下, 水泵房内的水泵重新选型;排水管路铺设经大倾角皮带道至-300车场, 重新选择管路及管路布置。

2 预选水泵

已知条件:矿井正常涌水时期正常涌水量Qc=0.5m3/h;最大涌水时期最大涌水量Qcmax=5m3/h;排水高度Hc=288m。

2.1 水泵必须扬程;H=Hc/0.8=288/0.8=360m。

2.2 正常涌水量水泵的排水能力:QB≥1.2×Qc=1.2×0.5=0.6 m3/h。

2.3 最大涌水量水泵的排水能力:Qmax≥1.2×Qcmax=1.2×5=6 m3/h。

根据最大涌水时期最大涌水量不大, 选择两台高扬程、低流量水泵, 一台运行, 一台备用。水泵技术参数如下:

型号:PJ80×12转速:n=1480r/min扬程H=360m效率:η=72%;

流量:Q=120m3/h电机型号:Y315M2-4电机功率:200KW。

3 管路及管路布置

根据选择水泵的台数, 确定选用两条排水管路, 一条管路排水, 另一条管路备用。

3.1 计算管径:选择管材流速取V=1.5-2.2m/s, 流量取Q=80m3/h。

自标准GB8162-87差得外径Dp=165mm的无缝钢管, 取壁厚5.5mm, 此时管内径dp=165-2×5.5=154mm, 计算所需壁厚+

式中:Бz——许用应力;无缝钢管取80MPa;

Hc——排水高度m。

选用GB8162-87Φ165×6的无缝钢管作为排水管和吸水管。

3.2 计算管路长度

大倾角皮带道长950m排水管长取Lp=1000m;吸水管长取Lx=6m。

3.3 管路系统布置方案如图所1式, 吸水井为两台水泵一口井。

4 计算管路特性

4.1 计算沿程阻力系数:吸水管, 排水管

4.2 局部阻力损失系数:对于吸、排水管中的局部管件分别为排水管局部损失的当量管长

吸水管局部损失的当量管长

式中∑ξp-吸水管线上局部阻力损失系数之和;

∑ξx-排水管线上局部阻力损失系数之和。

4.3 管路阻力损失系数

4.4 管路特性方程式

5 计算允许吸水高度

式中Hx-实际条件下预计的允许吸水高度 (m) ;

Hs-预计工况时的允许吸上真空度 (m) ;

Pa-泵房大气压 (Pa) ;

Pn-矿水温度下的饱和蒸气压 (Pa) ;

Q-工矿流量 (m3/s) ;

无论正常涌水期和最大涌水期, 只一个班抽水, 抽水时间设在零点班, 即只能谷期抽水。

6 验算电机容量

配用200KW电机符合要求。

式中N-电动机必须的容量 (KW) ;Q-工况流量 (m3/s) ;

ρ-矿水密度 (m3/h) ;η-泵工况效率;

H-工况扬程 (m) ;K-富裕系数, 取1.1;

ηc-传动效率, 取0.98。

7 验算排水时间

8 水仓容积的确定

按正常涌水量5m3/h计算, 24小时涌水量为120m3/h。设计两个水仓容积各为200m3, 一个水仓清煤粉时, 另一个水仓正常排水。

综上所述, 对原有排水系统的技术改造, 满足生产排水需要。

摘要：通过对现有排水系统存在的问题提出改造方案, 并重新选择计算。

矿井排水系统的升级改造 篇2

【摘要】随着工作面的延伸，矿井初期设计排水能力已不能满足矿井安全生产需要。为了保证矿井安全生产，矿业公司邀请煤炭地质勘察185队对矿井涌水量进行了重新勘探测定。通过勘测数据，矿技术人员经过多次讨论协商，决定一方面对中央水泵房增设2台临时排水泵，同时敷设矿井2#外排管路，保证矿井前期的排水。随着工作面不断延伸，逐步建成一盘区水泵房，并且与地面1#和2#外排管路对接，形成完善的矿井排水系统，保证矿井正常的安全生产。

【关键词】排水 2#外排管路

一盘区水泵房

0.引言

水是煤矿安全生产的五大灾害之一，尤其对于凉水井煤矿来说，是矿业公司安全生产的最大安全隐患。随着煤矿4-2煤盘区的开采延伸，矿井建井初期的排水设计能力已经不能满足矿井正常安全生产需要。再加上近两年全国各地煤矿频频出现矿井透水事故，所以矿井排水系统升级改造迫在眉睫。为确保矿井排水系统的安全可靠，增强矿井对水患的避灾、抗灾能力，满足煤炭行业标准要求，2010年我矿邀请陕西省煤炭地质勘察185队，对我矿井一盘区的涌水量进行了重新勘探，其结论是一盘区正常涌水量为1100m³/h，最大涌水量为1800m³/h。我矿技术人员根据一盘区的涌水量地质勘探报告，认真对我矿井的排水系统进行了审查讨论，对现有的排水系统排水能力进行了升级改造。

1.矿井原有排水系统现况

1.1矿井初期设计正常涌水量为327m³/h，最大涌水量为510m³/h。矿井主排水泵房位于4-2煤辅助运输大巷东侧，矿井涌水经由主排水泵房敷设与管子道、4-2煤回风大巷、一号回风斜井井筒内的排水管路以及地面管路，排至工业场地的地面水处理站进行处理后排至高位水池供井下生产及地面厂区用水。处理后多余的水经1#外排管线排至西沟。当井下遇到透水等紧急情况时，为了保证矿井安全，井下中央水泵房水排至沉淀池后不经过污水处理站直接通过1#外排管路排至西沟河流，具体流程图见图1。

图1 矿井水处理外排流程图

1.2矿井主排水泵采用MD280-43×5型矿用耐磨离心泵，额定流量为280m³/h，工作效率为77%，扬程为215m，配套佳木斯315KW防爆电机。矿井正常涌水量时，水泵2

台工作，2台备用，1台检修；矿井最大涌水量时，4台水泵同时工作，1台备用。主排水管路选用φ325×7.5无缝钢管，沿回风斜井井筒敷设2趟，矿井正常涌水量时，管路一趟工作，一趟备用；矿井最大涌水量时，2趟管路同时工作，见图2。

图2 中央水泵房排水系统图

2.改造实施的方案

2.1对现有中央水泵房排水系统进行升级。2.1.1安装水泵，增大排水能力。

为了加大中央水泵房的整体排水能力，决定在中央水泵房4#配水仓和5#配水仓各加装一台BQW200-20/11-220排水泵。当发生水灾时，主排水泵房除了原有的4台水泵可以同时工作外，另外加装的两台水泵也可以同时工作，增大了主排水泵房的排水能力。

2.2.2敷设矿井2#外排管路，保证矿井管路排水能力。

为了保证矿井排水能力，为以后工作面延伸排水做准备。矿业公司根据185地质勘探队

图2 矿井排水系统流程图 的勘探资料设计安装了矿井2#外排管路。管路全长12.73km、采用两趟D585*8.5球墨铸铁钢管。井下中央水泵房直接打钻孔安装两趟D375*7.5排水管与地面两趟2#外排管

路对接。地面原1#外排管路在地面敷设管路与2#外排管路对接，保证了管路排水的机动性。井下中央水泵房通过阀门控制将7台水泵（原5台，新增2台）和4趟排水管路（原安装2趟，打钻立眼2趟）用蝶阀进行互通连接，保证每台水泵可以通过阀门调节控制沿任意一趟管路外排，增加了矿井排水的机动性如（图2新的矿井排水流程图）。建成以后，矿井正常排水时，通过图1矿井排水流程图正常排水。当矿井发生水灾时，井下中央水泵房6台水泵可以同时工作，通过4趟排水管，沿1#和2#排水管路同时向外排，极大的提高了矿井的排水能力和机动性。2.2建设一盘区水泵房，增加矿井排水能力。

随着矿井开拓的不断延伸，矿井排水量也在不断增加。设计增加一盘区水泵房内安装7台MD580-60*3排水泵，从一盘区泵房至中央泵房对应的地面，增加敷设4趟D485*8.5球墨铸铁排水管路，并与2#外排管路进行对接。

3.应用效益与前景

排水系统改造 篇3

【关键词】煤矿排水；组态技术；PLC控制；远程监控

0.绪论

枣庄市留庄煤业有限公司井田位于级索、滨湖两镇境内。矿井于1988年开始组织建井，1993年试生产，1997年11月正式投产达标，矿井设计生产能力30万吨/年，核定生产能力65万吨/年。井田地质构造属中等型。水文地质属中等类型，主要充水含水层有三灰、五灰、十下灰、十二灰、十四灰、奥灰。矿井-320水平中央泵房排水系统担负着矿井主要的排水任务，各采区涌水排到-320中央泵房的水仓中，再由中央泵房的排水系统排出矿井。矿井最初设计时，采用传统的继电器控制排水系统，主排水泵是四台多级离心泵型号为200D-43*9，扬程为387m，每台水泵的额定流量为280m3/h；水泵电机采用电抗器降压起动，电机型号为YB24004-4TH，电机额定电压为6kV，额定功率为450KW。排水泵房的起停操作和判断，完全依赖于工人的操作经验和已有的操作规程。这种系统存在的主要问题是操作工序复杂，操作水平因人而异，工人的劳动强度大，不适合现代化的要求。另外，人工操作也存在着较大的安全隐患，容易损坏部件，不利于降低煤矿企业的运行成本。

本课题针对留庄煤矿现有排水系统存在的问题和不足，对替代人工监控的水位监测系统做了研究，应用先进的可编程控制器（PLC）控制系统来取代老式的继电器控制的排水系统，并用现代化的通讯技术实现了排水系统的远程测控。

1.煤矿井下排水自动控制系统的设计

1.1自动化系统的硬件设计

本系统的硬件由井下和地面两部分组成。井下硬件设备主要包括矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、本安控制显示台、矿用隔爆型以太网交换机、电动闸阀、真空管路电动球阀以及各种检测传感器。地面硬件设备主要包括数据服务器、工业控制计算机、地面以太网交换机、监控电视墙等设备。井下和地面通过光缆进行通信，实现数据交换及更新。图1.1为系统结构示意图。

1.1.1井下设备：

（1）本安控制显示台：即井下操作台，操作台主要用于系统工作方式的选择和井下就地控制水泵的启停。操作台可以选择的操作方式有：①井下自动方式，PLC通过对输入参数的判断，自动控制水泵的启停；②井下手动方式，本系统保留了原有的操作方式，通过操作台上的按钮，按照原有开停水泵操作顺序依次操作启动各设备；③远程控制方式，允许地面集控室通过计算机对水泵进行控制。

（2）矿用隔爆兼本安型可编程控制箱：中央泵房设置矿用PLC控制箱一台，PLC通过判断各输入模块采集的各监测传感器的信号，按照程序要求自动控制水泵的工作，并通过通讯接口与地面集控室各计算机进行数据交换，根据地面计算机和操作台的命令控制水泵的启停。

（3）矿用隔爆型以太网交换机：内有数据光端机和视频光端机，将井下PLC数据与井下摄像头视频转换为光信号，通过光缆与地面集控室各设备进行通讯。

（4）主要监测传感器：①负压传感器：选用矿用本安型压力传感器监测水泵吸水管内的真空度，每台水泵安装一台。②正压传感器：选用矿用本安型压力传感器监测水泵出水口水压，每台水泵安装一台。③水位传感器：水位传感器用于监测水泵吸水井内的水位高低，内环水仓与外环水仓各安装一台。水仓水位的测量是排水控制系统的关键环节。系统采用了2 套水位检测装置来监测水仓中的水位，一套为 2 组浮球开关，分别用于检测内外环水仓几个水位点，包括超低限水位，低水位、高水位、超高限水位。另外一套是超声波水位传感器检测，用于探测水位细微变化，能够用来判断水位上升或者下降的趋势。它属于非接触式传感器，性能不受被检测介质的影响，精度较高。④流量传感器：采用超声波流量计监测排水管路的流量，每条排水管路安装一台。

1.1.2地面设备

在地面设置集控室用于各设备的安装及操作，主要设备有：地面交换机、数据服务器、视频服务器、电视墙等设备。

1.2系统工作原理

该系统选用了PLC作为中心控制器，完成模拟量输入、数字量输入输出、与上位机通信等功能。其中，需要处理的模拟量输入信号包括水仓水位高度，水泵出水口压力，真空度，水泵轴温，排水管流量，电机运行电流等。数字量输出控制信号包括各离心泵电动球阀的开关信号，各水泵电机的开关信号，排水管电动闸阀的开关信号等。数据监测模块检测各传感器状态，并将检测数据通过通讯模块传送至监控计算机，PLC控制水泵自动排水工作流程如图2.2所示。PLC控制器还对电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等变量进行检测，如果变量值超过设定范围，则进行超限报警。

PLC控制器通过以太网接口连接上位监控主机。主排水系统运行的模拟图可动态地显示在监控主机上，同时显示出4台水泵的运行参数。系统自动记录井下主排水系统设备的所有检测数据及工作状态，运行和故障数据，并可显示排水系统的故障点，便于操作人员查找问题。

本系统中设计有两条排水管路，用四台离心式排水泵进行排水，并且每一台排水泵都通过电动闸阀分别和两个排水管路相连接，这样，当其中一个管路出现故障或需要维修时，可以继续通过另外一个管路排水，排水工作不会中断。

城市排水系统改造:路在何方 篇4

正当许多城市积水盈尺, 人们为之焦头烂额之时, 江西赣州虽然一度降水近百毫米, 市区却没有发生明显的内涝。这很大程度上要归功于北宋赣州知州刘彝规划修建的排水系统福寿沟。当地专家称, “此次赣州不发生洪涝, 完全得益于这套现在看来都相当先进而科学的城市排水系统”。

在这一事实面前, 我们不禁要思考, 为什么我们好多高楼林立的大中城市, 经不起几天暴雨, 便积水成涝, 难道它们的排水系统真的还不如九百多年前的宋代?好多城市年复一年地维修、改造排水系统, 为什么却仍然年复一年地发生内涝?我们的城市排水系统出的问题, 到底该怎么解决?带着这些困惑, 记者深入到各地寻觅答案。

广州5月6日夜间至7日凌晨, 广州各地普降大暴雨甚至特大暴雨, 中心城区多处出现严重内涝, 全市共发生内涝点118个, 35个地下车库变成“水库”。

5月26日中午, 又一场瓢泼大雨突袭羊城, 多处主干道出现水浸, 道路交通一度受阻。

6月2日晚至3日早晨, 广州市区遭受今年入汛以来最强降水袭击, 市区共出现54处水浸街, 部分工厂停产。

6月15日下午, 暴雨又至, 市区又出现多处水浸, 解放北、岗顶等主干道以及怡乐路等旁支路段, 无一幸免, 水深处接近1米, 傍晚城市交通一度瘫痪……

这只是今年广州进入汛期以来的部分水浸案例。城市内涝, 在广州不独今年发生, 只不过今年最严重;上世纪九十年代以来, 每逢雨季, 广州就会发生不同程度的水浸街。这次的特大暴雨让一度埋在地下的城市排水系统问题浮出水面。

去年5月, 广州政府就曾对市民承诺, 到2009年底基本缓解中心城区水浸街问题。其实, 广州政府每年都会出台相关措施, 如给排水设施体检、修补排水管道、对低洼地段填平等, 然而收效甚微。年年整治、年年内涝, 钱没少花, 问题依旧。

黄石花园小区一位业主表示, 前两年他亲眼看到小区更换排水管, 换完还是被淹了。

问题首先出在排水设计标准上。“目前的排水设计标准太低, 且不科学, 无论建筑本身可防水位多高, 如果周边市政排水设施不畅, 都仍会出现灌水的可能”, 广东省城乡规划院高级规划师李志说。

据了解, 广州老城区排水管道设计标准多为一至两年一遇, 即便是新城区的排水管道也是按三年一遇的标准建设, 这都是沿用前苏联模式的结果。前苏联位于高寒地区, 大部分地区降水较少, 广州照搬苏联模式显然难以适应自身多雨的特点。

雨污不分流是造成排水系统梗塞的另一重要原因。目前广州有许多管道雨污不分流, 狭窄的管道一旦下大雨就承担不了排水功能, 通过排水口涌出地面, 造成大面积水浸。特别是在老城区一些地段, 雨污合流, 加之管道老化, 雨水把泥沙冲入管道内, 管道承受不了, 于是频频“罢工”。

单是按照新的排水标准和分流方法改造排水管就足以解决问题吗?

“我们的城市‘硬质化’太高了!”华南理工大学环境科学与工程学院陆少鸣教授表示, 满街的水泥路面, 都是无法自然渗水的物质, 学术上称作城市“硬质化”, 后果是降水将全部进入城市的排水系统, 导致排水系统不堪重负。

在南方的多雨气候下, 绿地、公园除了休憩娱乐等用途, 还能起“汇水”作用, 让大雨来临时的径流量减少。陆少鸣透露, 新出台的《广州雨水规划》, 会将“增加绿地, 减少雨水径流”写入, 未来在人行道、广场要采用透水砖, 还可以选择滞洪区、低洼地做蓄水景观。

另外, 乱扔垃圾与野蛮施工造成排水管网堵塞, 直接影响了有效排水。市政部门有关人士表示, “水浸案例中, 因垃圾等障碍物阻塞排水通道造成的占了三成多。”而近年来, 有的施工单位随意将泥浆水、水泥油直接排入市政管渠;有的破坏了原有排水系统, 没有及时修复;有的遗留下未完成的排水工程;有的不注意将排水设施及时迁改等, 造成水浸。对此, 广州市水务部门表示, 将积极督促建设单位做好排水迁改工作, 对破坏或损坏市政设施的行为将依法进行处罚。

目前, 广州正在逐步推进排水管道的改造。专家也表示, 解决水浸街最彻底的办法, 就是重新改造下水管道, 但这一工程量实在太大, 非一朝一夕所能完成。陆少鸣表示, 广州这样的大都市, 基础设施如公路、地铁等建好后, 要想再改变地下的管道结构, 难度特别大。

广州也正在逐步推进雨污分流改造。届时, 生活污水将通过污水管道直接进入污水治理厂, 雨水则通过雨水管道进入河涌。在新建小区和新区内实施雨污分流比较容易, 在铺设管道时直接铺设不同的管道即可, 但老城区的管道已经铺好, 要改变比较困难, 目前只能结合老城区的改造来做。

杭州地势地貌有其特殊性。在杭州, 雨水降下来后, 顺着马路、暗渠, 一路流进雨水管道, 再通往东河、中河等几百条不同的河流。这些河流绝大部分都汇集进市区水位最低的运河里, 最终浩浩荡荡奔向北部的杭嘉湖地区。因此, 在杭州城区的排水系统中, 密集如毛细血管的河道发挥着至关重要的作用。

以天目山路为例。这里原是城市公路, 一般只开车, 不过人。公路两边都有泄洪沟。后来城区扩展, 天目山路成了主干道, 原先的泄洪沟被建成了绿化带, 排水只能靠地下涵洞和暗渠, 过水量远远不够, 暴雨降临时大量积水滞留路面。

不过, 这几年, 市政和城管部门对天目山路进行了大改造, 增加了暗渠, 增加边窨井、增加管道串接。今年7月终于经受住了暴雨的考验。整个路段只有水淌过, 没有水滞留。

而在沈半路、艮山路、德胜路东端, 暴雨过后还是产生了积水。这几条路积水的根本问题不是雨水管道不够, 而是大量新建道路、部分河道堵塞, 导致水流无处可去。这些地块原本有很多小河、沟渠、稻田等, 地势都比居住地低, 下雨时田里也会蓄水。可现在田变成了路, 路面自然也就漫起了积水。

另外, 在新建道路的过程中, 一些河道没有疏浚好, 出现淤泥、堵塞, 影响了水流速。要彻底根除这一区域的顽疾, 就必须把河道按规定水位整治好。

杭州市政协委员黄炳元就建议:各种可能影响河道及水流的工程建设必须报林水部门登记备案, 对可能造成河道及水流堵塞的工程必须有施工期间的应急管道;在水量变化较大的、承担市区出水的低洼河流, 如运河、古新河等, 两岸建立二级或多级梯形生态河堤。下降的岸坡滩地, 平时可作为市民的健身娱乐和亲水平台、游步道、自行车慢行道等, 汛期可作为蓄洪和滞水场所。

据了解, 杭州正在建设中的两大蓄排水工程建成后可大大缓解城区积水问题。

一是闲林水库。大刀沙泵站主体去年完工, 今年大坝开工建设, 主体工程明年完成。此工程建成后, 下游小和山高教园区和留下街道的防洪能力将由5年一遇提高到20年一遇。主城区备用水量从1.5天增加到10天;同时还将改善大坝下游至西溪湿地河道水环境。

另一个是三堡排涝泵站。按照工程进度, 预计将于2011年主汛期来临前投入使用。届时, 可以实现快速降低主城区水位。在运河水位高时, 就启动泵站, 把运河水往钱塘江排。

南京“从10年前开始, 我市就一直在推进城市排涝设施的改造。”南京市市政公用局局长陈雷对上世纪一场水灾记忆犹新。“1999年, 8月30日凌晨两点至次日上午八点, 6小时降雨150毫米, 城区大范围积水, 不少居民家进水, 只能安置到附近的学校。”

“这场雨, 浇醒了我市对防汛排涝设施的模糊认识。不管哪个城市, 在罕见强度的大雨下, 雨水不可能立即排空。但我们要尽量做到不让老百姓家进水。”陈雷说。

此后, 南京市每年向城区防汛排涝设施建设投资1亿多元, 尤其重视改造城市排水管网。但是, 经过改造的管网建设标准仍只是5年一遇。

“大规模地提升全市的管网标准并不实际。”南京市政设计研究院总工程师金管德说, 根据气象部门统计, 南京市每年雨天在120天左右, 其中大于50毫米的仅17天。在这17天里, 也只有前3小时集中降雨量达到全天的60%时, 部分地区才会出现积水。一味地扩大管网, 投入过于巨大。

“但对薄弱地区, 特别是居民区, 投入一定要加大。”金管德说, 一些建于上世纪七八十年代的老小区, 常年淹水, 管道标准明显落后, 应该加大这些地区的管网改造。部分地势低洼的小区, 应提高标准, 建设一些蓄水池或泵站。

1998年以来, 南京市共有20多条河道消失, 全长超过15公里。与此同时, 绿地也在消失。南京工业大学环境学院教授梅凯说, 10毫米的雨落在绿地, 只会有1、2毫米留在地面, 而如果落在沥青路面, 将有8.5—9.5毫米留在地面上。7月7日部分地区淹水, 一个重要原因就是随着城市化进程的加快, 不少原有的田地陆续建起了高楼, 城市管网的排水能力已远远达不到标准。

而工程施工造成周边城市排水管道临时改道或堵塞, 严重影响正常排水, 也成了雨后积水的一个主因。不少工地肆意向管道中排放混凝土或泥浆水的恶劣行为屡禁不止。

为了让城区居民彻底告别淹水苦, “今年起, 我市将加大投入, 计划3年内投资20亿元, 加快推进城区防汛排涝设施的建设。”陈雷说。

首先要进行的还是里圩、龙江、金川门、观门口、集合村、燕子矶等6座泵站改造扩容和提高包括淮海路、南昌路、龙西路、高楼门等地区的管网排水能力。

其次, 被覆盖的河道将进行全面疏通, 让河道的水流动起来。对于施工工地, 管理部门将加强管理, 尽快恢复受施工影响区域的排水功能。而针对非市政管养道路, 将借每年道路改造的机会, 申请立项, 待改造达标后, 纳入市政统一管养。

北京8月21日凌晨到夜间, 北京市普降大到暴雨, 北京气象局200多个观测站中, 有48个站点的降雨量超过50毫米。这是今年北京汛期以来持续时间最长的一场降雨, 也是今年平均降雨量最大的一场雨。

部分道路、村庄受降雨影响发生积水现象, 朝阳区十八里店乡老君堂村内街巷水漫成河, 而大兴区芦求路一铁道桥下积水, 造成交通中断。此外, 京藏高速也受降雨影响, 持续堵塞。

此前, 北京市防汛办已经做了大量的防汛检查工作。防汛办当时就表示, 北京城市排水设施设计标准并不算高。一般雨水排水管道的设计标准为“一年一遇”至“三年一遇”, 应对30毫米、50毫米的雨不会出现严重的积水情况。但如果雨下到了50毫米以上, 甚至到了100毫米的时候, 道路就会出现短时的积水、滞水情况。

北京水务局局长程静介绍说, 北京市发生积水后有关部门的应急能力是极强的。从2004年开始, 相关部门为奥运会期间北京的排水能力做了大量的准备, 要把北京现有排水设施的排水能力充分发挥出来。到了2008年, 做到了一个场馆一个预案, 一个立交桥一个预案, 如果一个地方下雨了, 哪支队伍来抢修, 水往哪儿排, 都写在预案里, 做到了绝对的精细。

但是, 应急方案的精细不能掩盖基础设施的不足。北京市现有的5227公里地下排水管网中, 雨水管道1600公里、合流管道680公里, 共2000公里的雨水排水管网, 通过清河、坝河、通惠河和凉水河这四大排放系统进行排水。

也就是说, 北京城区排水系统有超过三分之二属于分流制, 即雨水和污水沿不同的管道排入合流, 但仍有相当一部分地区的雨水和污水走同一管道, 属于合流制。

而北京建筑工程学院教授李海燕公布的调查显示, 北京市相当多的排水管道患有“肠梗阻”, 近八成的雨水排水管道内有沉积物, 约一半的雨水排水管道内沉积物的厚度占管道直径的10%至50%, 个别管道内沉积物厚度甚至占到管道直径的65%以上。

另一个不容乐观的情况是, 目前北京超过80%的路面被混凝土、沥青等不透水材料覆盖, 雨水无法渗透, 因而不得不进入城市的排水管网被排走。

正因为这样一些缺陷的存在, 超过50毫米的降水一来, 果然还是发生了内涝。

不过, 情况已经开始改变。北京市市容委表示, 北京市已在有条件的地区铺设渗水砖。采用沙石、渗水砖等铺路不仅可以很好地分流降水, 还可以为蓄水提供条件。在目前城区硬化面积不断加大的情况下, 浪费掉降水是非常可惜的, 所以要把这些降水利用起来, 这样, 既减低了径流量, 也减轻了防洪的压力, 有百利而无一害。

赣州今年多轮暴雨之后, 赣州仍未发生内涝, 这使福寿沟一时间声名远播。

其实, 据史料记载, 在宋朝之前, 赣州也经常饱受水患。直到北宋熙宁年间 (公元1068年—1077年) , “善治水利”的刘彝来此任知州, 在规划赣州城区街道的同时, 根据街道布局和地形特点, 采取分区排水的原则, 建成了两个排水干道系统。因为两条沟的走向形似篆体的福、寿二字, 故名福寿沟。其中, 福沟排城东南之水, 寿沟排城西北之水。采用明沟和暗渠相结合, 并与城区的池塘相连贯的方式, 这样既可避免沟水外溢, 又可利用废水养鱼和种植水生植物。福、寿两沟通过城墙下面的水窗, 将废水分别排入章江和贡江。

赣州市博物馆文博专家万幼楠分析说, 在现代, 如果下水道的坡度不够, 一般都要用抽水机, 而福寿沟完全利用城市地形的高差, 采取改变断面、加大坡度等方法, 确保水窗内能形成强大的水流, 足以带走泥沙, 排入江中。

而刘彝设计的水窗非常符合水力学原理:每当江水水位低于水窗时, 即借下水道水力将水窗冲开排水;当江水水位高于水窗时, 则借江水之力将水窗自外紧闭, 以防倒灌。

就这样, 福寿沟作为一个主次分明、排蓄结合的排水网络, 近千年来一直承载着赣州老城区的排雨排污功能。有专家评价, 以现在集水区域人口的雨水和污水处理量, 即使再增加三四倍流量都可以应付, 也不会发生内涝, “古人的前瞻性真令人赞叹”。

然而, 今天的福寿沟的功能实际上已经打了折扣。

据万幼楠介绍, 按照刘彝当初的设计理念, 福寿沟仅是整个赣州排水防洪体系中的一环, 而与福寿沟相通的数百口水塘会在暴雨时发挥重要的调蓄作用。可是, 经过近几十年的城市扩张, 水塘只剩下两口, 护城河早已被填平。

前几年, 赣州市城区也出现过积水淹没到汽车顶的景象。但是赣州市城管局市政工程管理养护处办公室主任王荣洪并不认为这意味着福寿沟不管用了。因为古老的福寿沟毕竟只能辐射到老城区那2.7平方公里, 而被淹的地方大多是后建的新区。

比如814大道, 最初设计标准过低, 改了几次, 都没能改善内涝的问题。直到赣州市政府发布《中心城区排水专项规划》, 委托某省城乡规划设计院的科研工作者, 参照天气、人口密度、环境等诸多因素, 才最终确定了排水管线等技术参数。王荣洪认为, 如今赣州基本解决内涝问题得益于此。

随着城市建设的飞速发展, 福寿沟在整个城市排水系统中所占的比重越来越小, 负担的排水量不及赣州市总排放量的十分之一。近年来赣州之所以遇洪不涝, 除了福寿沟仍然在承担重要职能, 新的城市防洪排涝体系发挥着更为主要的作用。

王荣洪用照片记录了新区截污钢管和排水系统建设的场景:“和福寿沟相比, 我们现在已经实现了雨污分流, 管径超过1.8米, 开一辆车进去没问题!”

“人无远虑, 必有近忧。”现代的钢筋混凝土、挖土机械是古代所没有的, 可是, 如果城市规划者观念落后, 没有长远之计, 急功近利, 恐怕是难免要愧对古代治水先贤的。

其实, 一遇大雨就受到“洗礼”, 已经不是哪一个城市的问题, 而是中国城市集体面对的现代性难题。中国近现代的城市进化史, 大多一路表面光鲜地走来, 而忽视了地下的隐患。一边是城市化进程不断加快、城市规模不断扩大、城市人口不断增加;一边是边发展边建设, 先扩张后改造, 甚至治表在先, 远虑在后。而导致这一现象的深层原因, 是经济发展观和官员政绩观出了问题。

中国社科院学者袁晓勐直言不讳地说:“目前, 部分城市的规划体制、城市规划队伍、城市规划理念等还带有严重的计划经济色彩, 普遍表现为重生产、轻生活, 重收益、轻环境, 重短期、轻长期, 重地面、轻地下, 遇到城市灾害也就束手无策。”

有分析人士认为, 在现实生活中, 相当一部分城市管理者将更多的时间、资金与精力用在招商引资等可望迅速出GDP的项目上, 而忽视城市水利这一“埋在地下的政绩”。而水利投入上财力支撑不足, 基础设施匮乏, 是城市弱不禁“雨”的一个重要原因。

除了重视与投入不够以外, 规划策略的缺陷也导致了不良后果:不顾实际地采用前苏联模式, 仅在5—10米深的地下建设排水管网。有专家言, 一百多年前豪斯曼设计的巴黎下水道里能撑船, 而中国一般的排水管网只跑得动老鼠。

越来越多的决策者已经认识到小修小补无济于事, 城市排水系统的维护、改造方法必须改弦更张。在广州, 就有一些资金雄厚的部门开始向发达国家学习, 建设“共同沟”——在城市地下建一个隧道空间, 将市政、电力、通信、燃气、给排水等管线集于一体。

但对大多数城市来说, 城市格局已经形成, 尤其是在人口密度高、建筑密度高、交通密度高的大城市, 建筑物见缝插针, 地下管网交错, 重新打造一个地下网络, 难度实在太大。

而且, 国内外一些针对排水体制的研究表明, 建立理想的分流制或将合流制改为完全分流制的成功率很小, 且投资巨大, 管理困难。因此, 专家提醒, 选择“共同沟”、“完全分流制”排水系统一定要慎重。

另外, 也存在这样一种声音:我们总是考虑如何“排”水, 可是也应该考虑如何让水往地下“渗”。如果能把水留在地下, 然后再慢慢蒸发出来, 就可以改善土壤和空气的湿度、质量, 有益绿化, 形成良性循环。为此, 就需要大量恢复绿地、水池, 保护天然河湖, 在有条件的地区以脱水材料铺路。

2017年排水泵站改造工作计划 篇5

一：九原尾闾泵站工作安排

1、准备完成原有配电室---新建配电室的电缆沟砌筑

2、准备完成提升泵站内墙的刮白

3、准备完成围墙的加高

二：南郊尾闾泵站工作安排 1、4月9日完成基础柱及地梁砼的浇注 2、4月12日回填完房心土3、4月18日浇注配电室梁、柱、顶板的砼4、4月25日完成墙体的砌筑。

三：包哈1号泵站工作安排

1、由于基础太深，土质不好，放坡系数较大，需要对现有平面位置向西移动4米向北移动3米才具备施工条件，等设计答复。

四：昆河泵站工作安排

1、由于基坑土质不好需要换填等设计院答复

五：110泵站工作安排

城市排水管网改造方法的探讨 篇6

关键词：排水管网；改造方法

一．我国城市排水系统的现状

目前，城市污水处理存在问题主要有两方面：一是污水处理厂的建设投资，二是厂外污水收集管网的配套。前者通过切实贯彻谁污染、谁付费原则，理顺相关政策法规，吸纳多元投资，可望得到较好解决；而后者不但有改造资金庞大的特点，还有改造效果的问题，与前者相比在现阶段还得不到应有的重视，因此成为不少城市污水处理系统的瓶颈。

如何将城市污水有效地截流到污水处理厂，这是许多城市碰到的难题，解决不好的话城市污水处理厂就“无米可炊”，治理污染的巨大的投资就无法发挥应有的效益，城市水环境污染困扰就得不到真正解决。当前，我国城市排水管网虽有一些雨污分流，但合流混排还是居多，大量未经处理的污水直排河沟、海域等自然环境，致使纳污水体水质恶化，严重影响市民生活和城市景观，截污整治势在必行。传统的排水管网改造方式是实行严格的清污分流措施，并在此基础上，将污水通过污水干管汇流至污水处理厂净化处理，雨水通过雨水管就近排人自然水体。这是一种基于理想状态的模式，实施上投资大、难度高，而且截污效果事倍功半。造成截污效果差原因很多：一方面有的区域污水排水管网建设滞后，雨污排放无法分流；有的开发商偷工减料，擅自将污水管接人雨水管；有的住户改动住宅使用功能布局，污水排人住宅的雨水管；另外，管道破漏、错接、堵塞造成污水进人雨水管的也不为少数。这样就算在晴好天气条件下，许多雨水管、渠内仍是川流不息。这样，加大排水管理执法力度，开展专项整治，规范污水排放路径非常必要，但按照我们现在的投资能力和管理水平，要想彻底理顺，解决这一动态的间题可以说是十分困难。另一方面，雨水也不是没有污染，在弱降雨时段流人雨水管的地面径流污染物浓度相当高，甚至比一般生活污水还脏，这些雨水未经处理直接排人自净能力很小的河沟，水体发黑发臭就在所难免。

二、城市排水管网改造主要面对的一些问题

2.1排水系统本身存在的问题

（1）管网年久失修，破损严重。城市排水设施年久失修，破损严重，建国前大部分管线早已超过其使用年限。

（2）排水设施维修养护费投资逐年减少，造成排水设施欠帐逐年增多。随着城市建设的发展，在未来几年内生活污水排放量将进一步增加，排水管网的建设远远满足不了排水量增加的需求，与城市发展极不相匹配。由于资金投入逐年减少，现有的排水设施得不到及时的更新改造，使春秋两次季节性的管线清扫养护无法进行，仅仅能够维持更换丢失的井盖、雨水算子，处理部分地区的跑、冒、漏。由于资金短缺使排水主线不能及时进行大面积扫除，导致户线频频冒水，居民群众对此反映强烈。每公里的排水设施维修费用与周边城市相比差距较大。

2.2排水建设方面问题

排水系统本身具有系统性、连续性、协调性的特点，这就要求我们在排水设施的建设改造上必须保证排水系统内部各环节的协调运转、不能将其割离孤立对待。应该在排水建设及改造上有较为详细的排水管网改造专业规划做指导，而目前在排水设施的改造上存在着“头痛医头，脚痛医脚”的弊端，带有很大的盲目性和随意性，同时在城市建设中，只注重房屋建设，忽略相应排水配套建设，在局部不能合理控制排水。对于管道的容量、承受能力没有科学的数据做依据，造成乱接、乱排、随意增容，使管网系统极为混乱，给有限的管道空间带来了极大压力。

三、排水管网改造的方法

3.1疏通与勘察旧排水管网

排水管网改造前必须充分掌握旧排水系统的情况。对于没有资料记录的要实地勘察并进行疏通，检测哪些管道是否可以继续使用，并做好记录。对于保存有资料的也要做同样的工作，以免部分管道经过修改与资料不符。这些工作是必要进行的，不能马虎了事，为排水管网改造做好充分准备。在勘察旧排水管网时，可以尝试采用内窥摄像（CCTV）检测对管道进行CCTV内窥检测是目前国外对排水管道检测的常规方法。原理是通过摄像机器人对管道内部进行全线摄像检测，然后通过专业人士对管道状况进行评估从而确定排水管道的状况。这是目前国际上最科学的了解排水管的方法。通过对排水管网内部全面深人的了解后，由专业的检测工程师对所有的影像资料进行判读，通过专业知识和专业软件多管道现状进行打分汇总，最后提交给决策者最醒目的数据。通过这些数据，就能够科学的全面了解管道的现状。制定下一步改造方案。

3.2建立完善的排水管网

GIS系统在排水管网改造过程中，应结合现有排水管网系统档案，利用现代管线探测技术，如进行CCTV内窥检测，查清城镇排水管网的平面位置、管径、埋深、高程、材质等管线属性，测绘地下管线图，通过专门的计算机软件对地下管线信息系统进行管理，建立完善的城镇排水管网地理信息系统（GIS)，为以后排水管网的维护、管理提供及时、可靠、准确，全面的信息。同时结合地理信息系统所需实现的功能，根据数据组织方案，建立数据与其它软件的交流接口，使GIS与管网模型系统、在线监测和调度系统等实施数据交换，成为管网系统的进一步管理的基础数据平台，可为城市防洪减灾、环境监测等系统提供数据支持，从而实现排水管网数据的科学化管理。

3.3排水管网与污水厂的建设要贯彻“三同时”

城市排水管网与污水厂的建设应作为一个整体系统工程来做，要贯彻同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”政策，这是控制污染发展的重要途径。例如只把污水厂建设作为重点，放松了其收集区域污水管网的同期建设等多种主客观原因。这些区域的污、废水得不到有效收集，未能送至污水厂，仍向河渠里排放，污染得不到有效控制，而且污水处理厂已建成，污水又收集不进来，污染依旧存在，造成了污水厂建设的浪费。所以，污水厂与管网建设应在合理期限内有机结合在一起搞建设。

3.4因地制宜，合理选择排污体系

排污体系的选择，即使是同一城镇，同一区域，也就因地制宜，做到合理规划。

（1）对于河岸标高较低，与河涌最高水位之间不适合设置溢流排口的，可采用雨污分流，路面设雨水明渠代替雨水管。

（2）对于河岸标高与河涌最高水位之间可设置溢流排口的，为减少投资，可采用雨污合流。由于溢流排口设在河涌最高水位以上，无须安装拍门。河岸标高较低的排污管并未设溢流排口，暴雨天可能导致雨水倒灌到低洼渠道，但由于水头损失的存在可减少这方面的影响。

（3）对于河岸标高与河涌最高水位之间距离较大的，可采用雨污分流。减少下雨时雨水对污水厂的进水浓度的冲出。

3.5延河岸修筑截污渠代替截污管进行截污

目前，截污工作大多采用沿着道路铺设截污管进行截污。但铺设管道时必须封路，并破坏原有的道路进行挖土，一方面影响交通；另一方面将原有道路破坏后再重新铺设，造成资金浪费，资源得不到合理利用。而且，许多居民房屋、厂房密集建设，甚至延伸致河岸，致使铺设截污管工作量高、难度大。因此，可以考慮采用延河岸修筑截污渠进行截污，尽管河涌被收窄，但无须拆迁沿岸建筑，做到便民安民。截污渠修筑时必须确保防渗措施到位。

四、结语：

船闸检修排水泵控制系统改造方案 篇7

飞来峡水利枢纽船闸设计中包括2台检修排水长轴深井泵,其型号为900JO/K800X2 110kW,担负着船闸廊道检修时的排空重任,但这2台检修排水泵控制方式落后、元器件质量差,时间继电器等元件在使用多年后,电气性能发生变化,控制继电器存在易烧毁、接点易粘等故障。设计人员要结合具体工程背景,对水泵的电气控制部分进行技术改造,为设备提供良好的运行环境,保证其检修过程中的安全性。

2船闸检修排水深井泵电气控制部分存在的问题

2.1水泵电机的启动控制方式落后

检修排水泵的电机起动方式以自耦变压器降压起动为主。它容易在电机的启、停过程中,对电机和水泵冲击产生先天性干扰,严重影响电动机和水泵的运行质量和寿命;自耦变压器起动中主接触器数量不少于3个,任一接触器疏漏,都将造成不能启动电机和水泵的故障。

2.2电机保护方式不合理

热继电器是检修排水泵电机主回路中的主要元素,其对电动机进行保护。它是电机中仅有的单一性电气保护装置。传统双金属片式热继电器的电机保护原理是:经过热继电器发热元件的电流比额定电流大,使金属触片发生变形,直至其与热继电器两端的触头不再接触,使电机电源回路处于切断状态,进行电机保护。能量的转换和金属触片形状的改变,都需要具体的热积累和形变过程为辅助,当出现水泵电机堵转时,易造成电机的烧毁事故。

2.3水泵无法进行自动启停控制及无远方监控功能

船闸检修集水井缺乏完整的水位计。船闸检修实践中,运行人员要将廊道漏水问题,作为现场启动和监视的重要参考要素。将电机电流和泵出水口的出水量作为停泵与否的重要考量指标。目前船闸检修排水泵的运行状态及相关信息未上送至监控系统,每次船闸检修期间,需运行人员到现场进行操作和监视。

3改造方案

3.1用电机软启动器代替现有电机启动用自耦变压器降压起动回路

软启动器具有极为明显的优势,其既有良好的节能性,又能够对电机进行平滑启停。同时,对电机和水泵的干扰也比较小。借助其内部电子保护装置能够对电机进行过载保护。并配备有RS232、RS485等网络通信接口对部分软启动器进行辅助,可实现程序的自动化控制。所以,应用电机软启动器对当前的自耦变压器降压起动回路进行提高,能够为电机营造良好的软启软停环境。

3.2在电机的主回路中加装电机保护器

运行人员可以借助电机保护器弥补热继电器自身的不足。相较于热继电器,其具备更加完善、可靠的保护功能。其保护主体主要是电机在缺相状态下的运行、起动、过载、过流、堵转、过欠压等。运行人员也可以将电机保护器安装在水泵电机主回路中,提高电机安全系数。

3.3增加两只投入式水位变送器

投水式水位变送器具有测量精度层面的优势,且温度漂移小,能够长期稳定工作,原理是借助静压法对水位变送器进行测量,并将变送器输入的直流电压控制在12V~36V,在水中放置感测探头,结合具体水位高度,在变送器中输出直流电流,并将其控制在4~20mA,直接在液晶指示表上显示具体水位高度,并将其作为启停泵的水位值设定要素。同时,借助变送器输出信号,将另一个水位计与PLC监控系统进行连接。

3.4增加一套现地PLC装置

在检修排水泵电机控制回路中增设PLC系统,借助其内部编程优势,对水泵电机进行自动切换,有效避免常规控制元件的浪费,使电路接线更加简单,降低故障发生率。

3.5完善远方监控系统

(1)集水井水位开关量分别送船闸公用PLC装置和现地控制PLC装置,实现控制、设备运行状态及设计故障信息显示和报警。设备运行状态开关量送公用LCU和现地PLC,借助PLC装置上送船闸公用PLC装置,实现水泵故障信号监测。

(2)水位有关模拟量送现地PLC装置,服务于监控系统的控制和显示,且现地PLC不处理模拟量。

(3)借助船闸公用PLC装置控制信号对水泵远方运行控制信号进行输送,使其送到现地PLC启动具体控制流程。如图1所示。

摘要：对飞来峡水利枢纽船闸排水泵中存在的问题进行总结,发现其电机保护不合理,启动方式落后,水泵无法实施远程监控。对于这些问题,对其排水泵控制系统提出了可行的改造方案,从启动器、电机保护器、投入式水位变送器、现地PLC装置等方面进行改造,很好的解决了上述问题。

排水系统改造 篇8

义络煤业矿井排水为二级排水, 即三水平涌水由三水平泵房水泵经三水平副斜井排水管道排至二水平, 经二水平大巷内水沟流至二水平中央水仓内, 再由二水平泵房水泵经八号眼斜巷排水管道排至一水平大巷内, 经一水平大巷和平硐内水沟自行排出井口。二水平水仓容积3 900 m3, 分主仓和副仓, 排水设备“七泵四管”, 安装2台280D-43×6型水泵、5台450D-60×5型水泵;排水管路4趟, 其中2趟Ø273 mm×8 mm、1趟Ø219 mm×8 mm、1趟Ø325mm×8 mm, 均为无缝钢管;三水平水仓容积3 700m3, 分主仓和副仓, 排水设备“五泵二管”, 安装5台水泵均为280D-43×6型;排水管道2趟, 均为Ø273mm×8 mm无缝钢管。

2 系统改造的必要性

目前, 义络煤业矿井三水平实际正常涌水量为470 m3/h, 最大涌水量为927.4 m3/h。据此要求, 三水平泵房有效排水能力要能达到1 000 m3/h。三水平泵房现安装的5台280D-43×6水泵, 各配备YB450S1-4×6 k V×315 k W型电动机1台, 电控使用真空高压软启动, 抽真空系统使用射流泵, 每台泵的理想排水能力为280 m3/h。

矿井正常涌水时系统工作方式为2台泵工作、2台泵备用、1台检修, 最大涌水时系统工作方式为3台水泵联合运行。故当矿井处于汛期最大涌水量时, 3台水泵房理想排水能力为840 m3/h (3×280m3/h) <1 000 m3/h, 不能满足矿井安全生产要求, 对系统进行改造十分必要[1,2]。

3 改造设计方案

3.1 总体方案

根据实际情况, 将2台原280D-43×6型主排水泵 (1#、3#) 更换为450D-60×5型水泵, 则水泵的理想排水能力为450 m3/h, 并为1#主排水泵配备YB2560-4×6 k V×1120 k W型电动机1台, 电控使用真空高压软启动[1]。沿三水平副井绞车坡再敷设1趟273 mm×8 mm主排水管路, 3趟管路在水泵房内通过闸阀相互连通, 既能独立工作又能并联运行。排水系统改造方案如图1所示。

3.2 水泵底座基础改造设计

根据义络煤业排水系统实际情况, 对原水泵底座基础结构进行改造, 利用20#、28#工字钢和20 mm铁板制作新的450D水泵底座[2], 在原280D底座预埋的6条螺栓基础上再增加6条预埋螺栓 (图2) 。

4 系统改造设计验算及完善

4.1 水泵排水能力与台数计算

按正常涌水量确定设备所需排水能力。已知矿井正常涌水量470 m3/h、最大涌水量1 000 m3/h。设备排水能力Q1= (24/20) ×Qr;H1=K (Hh+5.5) 。其中, Qr为矿井正常涌水量, 取470 m3/h;H1为矿井排水扬程;Qmax为矿井最大涌水量, 即1 000m3/h;K为扬程损失系数, 对于斜井, K=1.20~1.35, 倾角大时取小值, 此处取1.25;Hh为井筒深度。代入数据, 计算得Q1=564 m3/h, H1=278 m。

计算扬程选择水泵时, 要考虑富余, 应比计算值大5%~8%。已知所选450D-60×5型水泵的单级扬程为60 m, 则5台水泵总扬程为300 m>297.4 m (278 m×107%) , 满足实际需要[3,4]。

选用MD450-60×5水泵和MD280-43×6水泵各1台作为工作水泵, 排水能力730 m3/h;选用MD450-60×5水泵和MD280-43×6水泵各1台作为备用水泵, 排水能力730 m3/h。根据检修水泵的排水能力应不小于工作水泵排水能力25%的要求, 选择1台MD280-43×6水泵作检修水泵。矿井正常涌水量期间, 工作水泵排水能力730 m3/h>564m3/h;矿井最大涌水量期间, 工作和备用水泵的总排水能力1 460 m3/h>1 000 m3/h, 满足实际需要。

4.2 排水管路计算

义络煤业现有排水管路为2趟Ø273 mm×8mm无缝钢管。该无缝钢管排水管路在经济流速范围内最大排水量390 m3/h。根据常用“管径、流速与流量关系”标准, Ø273 mm×8 mm无缝钢管的最大流量及流速应限制在480 m3/h、2.72 m/s以内[3]。现有排水管路最大排水量780 m3/h, 大于矿井正常涌水量470 m3/h。排水管每天最大流量19 200 m3 (20 h) , 小于矿井每天最大涌水量24 000 m3。

因此, 原有2趟管路虽能满足矿井正常涌水量要求, 但无法满足工作和备用水泵及管路的最大排水能力, 在20 h内排出矿井24 h的最大涌水量[4]。据此, 增设Ø273 mm×8 mm排水管路1趟。3趟管路 (2用1备) 的总排水能力为28 800 m3>24 000m3 (1 000 m3/h×24 h) , 可以满足矿井最大涌水时的排水要求。

4.3 排水时间计算

根据水泵排水时间Tz=24Qr/Q (其中Q为工作水泵的排水能力) , 则矿井正常涌水时工作水泵的排水时间为15.45 h<20 h;矿井最大涌水量时水泵排水时间为16.43 h<20 h。均满足满足矿井实际要求。

5 结语

通过三水平泵房排水系统设计改造, 义络煤业矿井排水能力得到了提升, 使矿井防治水工作迈上了一个新平台, 对矿井预防水灾及安全生产起到了重要作用。

参考文献

[1]张爱玲, 李岚, 梅丽凤.电力拖动与控制[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[2]唐殿全, 郭振中.煤矿机械修理与安装[M].北京:煤炭工业出版社, 2004.

[3]于励民, 仵自连.矿山固定设备选型使用手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2007.

排水系统改造 篇9

1 工作面概况及地质构造

(1) 工作面概况。二111060工作面为该矿首个走向长壁回采工作面, 位于11采区西部, 倾向135°, 回采方向为45°。其四邻无采掘工程, 地面无村庄和水体 (图1) , 地面标高+365.8~+385.2 m, 工作面标高为-248~-214 m。该工作面走向长为1 133 m, 倾向长136 m, 煤厚0.42~14.20 m, 平均厚5.09 m, 密度1.43 t/m3, 工业储量112.156万t, 可采储量106.548万t。

(2) 地质构造。该工作面地质构造相对简单, 在掘进过程中实际揭露断层30条, 其中底板断层有8条, 落差在0.4~4.6 m之间, 倾向SW、NW, 角度40°~87°, 预计对回采有一定影响。在掘进中煤层厚度变化大, 局部顶、底板起伏较大, 预计工作面内有隐伏地质构造, 具体位置有待进一步揭露。该工作面沿走向回采, 煤层底板起伏不定, 形成了若干低洼处, 给排水工作带来了许多不便。

2 水文地质条件分析

2.1 物探及钻探情况

(1) 物探情况。该工作面形成系统前, 采用了直流电法和瞬变电磁2种物探手段对其底板富水性进行探测, 探测结果基本一致, 该工作面没有低阻值异常区, 且未呈现出局部电性异常体的变化特征[1], 因此无明显构造发育, 底板隔水层良好, 没有突水水源及导水通道。

(2) 底板孔探查。Ⅲ期三维地震控制工作面内外共计10条断层, 其中有6条在工作面内, 对其进行了底板超前探放水工作, 共施工7个钻孔, 钻进438.8 m。其中, 轨道侧25钻场探SF58断层, 孔深60.5 m, 单孔涌水量3 m3/h。经水质化验, 根据库尔洛夫表示式[2], 该水源为HCO3-Na型, 符合底板砂岩水水质特征, 其余钻孔均未见水情。

(3) 顶板孔探查。在掘进期间, 该工作面局部出现淋水, 尤其是运输巷开口向里1 050~1 170 m处有大量淋水, 最大淋水量为2 m3/h。在20 m范围内每4 m垂直顶板施工1个泄水孔, 孔深为5 m, 经过疏放, 现在已经无水。该钻孔施工在巷道的315°方向侧, 施工完毕后, 其下部 (即135°方向) 淋水明显减小, 说明此处顶板砂岩水径流方向为135°。在切眼运输巷向里25, 48, 53 m处淋水位置共设计5个顶板砂岩泄水钻孔, 目标层位为顶板大占砂岩和香炭砂岩, 淋水量约0.035 m3/h。在工作面回采200 m后, 切眼内淋水严重, 因此在运输巷对切眼淋水位置进行了超前探, 目标层位顶板大占砂岩和香炭砂岩, 共设计3个钻孔, 未见水情。根据以上情况分析, 该工作面顶板砂岩水富水不均一, 有明显的径流带且具有方向性。

2.2 充水因素分析

该工作面四邻无采空区, 不存在老空水威胁。其主要充水水源为顶、底板砂岩水和底板灰岩水。在掘进期间多处出现顶板淋水现象, 因此, 在工作面开始回采后顶板砂岩水会大量参与到老空水中。根据SF58断层探查及二112050工作面回采过程中底板砂岩曾发生较大涌水情况, 预计底板砂岩水会对该工作面回采产生一定影响。奥陶系灰岩为该地区的强含水层, 属底板间接充水含水层[3], 该含水层距二1煤层58.9 m, 正常情况下不会对工作面产生影响。但如果煤层底板有穿透奥灰层的断裂存在, 同时又处在奥灰水径流带时, 有可能造成煤层底板突水[4], 从而导致涌水量呈逐渐变大趋势甚至突水。

2.3 工作面涌水量情况

二111060工作面回采32 m后, 工作面运输巷采空区发现出水, 水温24°, 颜色为乳白色, 水量为1.5 m3/h, 经过水质化验系顶板砂岩水。随后随着开采范围的扩大, 该工作面涌水量不断攀升, 逐渐增大到56 m3/h, 涌水量增加速度明显扩大, 随后稳定在40 m3/h。该采空区水系顶板大面积垮落导通顶板砂岩含水层后形成的, 并携带了大量岩石垮落时产生的岩粉。

3 排水系统设计

该工作面为走向长壁回采工作面, 运输巷标高低于回风巷, 煤层底板沿走向起伏不定, 工作面中形成了若干低洼处, 因此, 在排水系统设计时必须要考虑到这些低洼处。根据工作面的实际情况, 该矿编制了防治水方案和防治水措施, 将主排水阵地设在工作面运输巷 (由于回风巷标高较高, 因此采空区水将全部流向运输巷, 回风巷仅做日常排水) , 设置了2台排水能力为200 m3/h的电潜水泵和2台37k W的电泵紧跟工作面切眼作为主排水设备。采用双回路供电, 在工作面运输巷铺设一趟100 mm和一趟200 mm的排水管路, 在低洼处挖设泵坑, 利用电泵和逆止阀进行排水。该排水方案完全满足了工作面的排水需要, 在工作面回采初期发挥了重要作用。

4 排水系统存在问题

该工作面回采至切眼向外380 m处时, 运输巷遇一背斜 (图2) 。巷道由背斜的一翼进入背斜顶部后, 运输巷高程因此而抬升了7 m, 造成该巷道在其后65 m范围内, 回风巷运输巷高程翻转, 运输巷标高高于回风巷。在这65 m回采结束后, 同样的过程反过来又进行一次, 运输巷标高再次低于回风巷。

由图3煤层底板等高线可知, 在该工作面回采至A之前, 运输巷底板标高低于回风巷, AB段运输巷标高高于回风巷, B点向外则运输巷低于回风巷。因此, 工作面运输巷回采至Ⅰ-Ⅱ段时 (图4) , 老空水不能自流出工作面, 采空区会产生积水, 直至水位抬高到Ⅱ点, 形成积水面;在回采至Ⅱ-Ⅲ段时, 由于两巷标高相同或运输巷高于回风巷, 则采空区积水会大量涌入工作面并通过运输巷流出。这时, 40m3/h左右的涌水量进入工作面, 将严重影响工作面的生产, 出现拉水煤的现象, 且由于工作面回风巷并非主排水阵地, 其不能满足正常的排水需要, 因此排水系统的安全性也会大打折扣。同样, 当回采至Ⅲ点以后, 工作面回风巷标高高于运输巷, 则以上情况将反向重复, 对工作面的生产产生重大影响。

5 排水系统改进

根据以上情况, 在工作面两巷标高翻转期间, 坚决不能让老空水涌入工作面, 对工作面安全生产产生影响。为了达到这一目的, 经研究决定对翻转段进行排水系统改造, 施工防治水工程。

防治水工程如图5所示, 在Ⅱ处开始, 从巷道底板向下挖掘深为1 m的水沟, 此水沟按约2%的坡度向前施工 (中间最深处需破底约2 m) , 直至Ⅲ处结束。然后在Ⅲ处施工一堵密闭, 将200 mm的排水管路埋设进去, 水沟全部覆盖盖板。如此, 在Ⅱ处人为地将巷道底板压低, 使其低于回风巷标高, 则回采到此处时, 老空水会从这里直接流出;工作面继续向前回采, 则对水沟进行保护, 上覆荆笆盖板, 并压入煤袋, 使回采过程中不受破坏, 则采空区水会源源不断地从这里流出, 而不会进入工作面或回风巷。

因为工作面从此处向外直至车场联巷、运输巷的标高都远低于Ⅲ处, 因此排水系统改造完成后, 老空水可以自流出工作面而不用再使用潜水泵排水, 不但减少了开泵人员, 减少了设备的损耗和能源消耗, 还改善了工作面的生产环境。该排水系统改造完成后, 通过一段时间的排水, 水质变清, 完全可以作为生产用水。因此, 在运输巷口联巷处挖设一个水仓, 建立恒压泵站, 将上述排水管直接引入水仓中, 通过恒压泵站, 直接供给整个东区的生产用水。

6 实施效果

(1) 现场效果。在对工作面的排水系统改造结束后, 前期回采产生的老空水约40 m3/h全部通过管道直排至联巷口水仓中。因为工作面顶板富水不均, 在此后的很长一段时间工作面没有老空水出现。恒压泵站的建立, 不但有效利用老空水供给东区生产用水, 同时也减轻了井底泵房的排水压力, 变废为宝, 为矿井节省了大量的人力物力, 提高了效率。

(2) 经济效益。此次排水系统改造节省泵工1名, 一天三班, 到目前共节省1 188人次, 节省费用17.82万元;该工作面涌水量40 m3/h, 省1台30k W潜水泵进行排水, 节省电费20.53万元;在100m走向长度内确保工作面不出水煤, 按照水煤降低发热量吨煤减少收入5元, 储量10万t计算, 减少损失50万元;节省排水设备检修维护和损耗费用10万元。因此该排水系统改造工程共计节省98.35万元, 还给工作面带来了不可估量的安全效益。

7 结语

走向回采工作面可以根据工作面具体地质条件采取不同的排水方案或复合排水方案, 尽量减少排水难度, 提高排水系统的稳定性, 不但能够节支降耗, 提高效益, 还能有效提高工作面的安全水平。

摘要：走向长壁回采工作面通常回风巷标高高于运输巷, 采空区积水会全部涌入运输巷, 并通过运输巷排出工作面, 因此主排水阵地也通常设在运输巷。但当运输巷遇到背斜, 造成巷道标高抬高, 直至高于回风巷时, 会使采空区积水大量进入工作面并涌入回风巷, 给工作面的生产带来严重影响, 并对回风巷的排水工作造成极大困扰。分析了在这种情况下排水系统设计存在的问题, 提出了改进办法。改进后, 成功解决老空水排水问题。

关键词：排水系统改造,自流,回采工作面

参考文献

[1]胡文奇, 力宏艳.瞬变电磁法在工作面水文地质勘察中的应用分析[J].中州煤炭, 2012 (2) :46-48.

[2]葛亮涛, 叶贵钧, 高洪列.中国煤田水文地质学[M].北京:煤炭工业出版社, 2001.

[3]崔笃封, 郭振桥.不稳定煤层底板承压水综合探查与防治技术[J].中州煤炭, 2012 (2) :46-48.

给排水系统改造与BIM技术应用 篇10

近年来,提高质量和效率几乎成为各个行业的通用要求。摆在工程师面前的已不仅仅是完成项目委托的任务,而是更加关注整个项目从规划设计到后期执行过程是否满足高效、节能等要求,期待从更加全面的领域创造价值。于是,一个全新的指导理念———BIM(Building Information Modeling),正在国际和国内的工程建设行业的各个领域迅速应用和推广。

随着给排水新工艺、新技术的成熟和发展,业主对建筑现有系统提出了更高的要求。为改善现有建筑的用水质量,增强火灾自救和联动控制性能,消除安全隐患,供水与消防系统改造项目逐渐增多。由于工程既有条件所限,系统改造需要更充分地利用现状布局,各专业之间相互配合紧密,才能更好地发挥系统作用。建筑是各专业有机结合的整体,通过建筑信息模型可以模拟现场情况,对建筑、装饰、电气、通风空调、给排水、消防进行空间协调,保证建筑产品本身和描述产品的施工图没有常见的错、漏、碰、缺现象。

BIM是一项引领数字技术走向高层次的新技术,它的全面应用对提高生产效率,提升集成化程度,提高建筑各方面质量和效率,降低成本,产生深远影响。

2 工程概况

本工程为某大型工业生产基地二期扩建改造项目,该生产综合楼由地下1层,地上3层组成。地下1层设有消防水池(储存室内消防用水)、消防水泵房,总建筑面积:44 606.24m2。地下1层为不燃品库房,地上3层为生产车间、办公、报告厅、企业文化展厅、职工餐厅、会议、娱乐健身、观光厅等公共用房。

3 生活给水系统分析

生产综合楼的生活及生产水源为市政自来水,市政给水管网供水压力为0.30MPa,用水量标准根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015—2003)(2009年版)“表3.1.10公共建筑的生活用水定额及小时变化系数”,按照各部分使用功能性质,结合一期建筑运营中用水量变化特点以及当地气候条件等因素确定。

原系统供水方式为生活水池、水泵供水,自来水必须先放入水池,密封性差,经常会被杂物、赃物甚至动物尸体所污染,还会产生水垢、滋生细菌,严重影响职工身体健康。经过现场勘查,将原生活水池和水泵拆除,更换为无负压供水设备(见图1)。

4 消火栓系统分析

消火栓系统不分区,除设置消防队员使用的普通消火栓外,另设置消防卷盘。由于该建筑净高较高,经计算,消火栓的水枪充实水柱长度为13m,消火栓栓口压力为0.22MPa,火灾初期,未经消防专业训练人员难以使用,故增加了小口径消防卷盘,方便建筑内人员对初期火灾及时扑救。

火灾发生时,初期火灾扑救用水由3层消防水箱及消防稳压设备供给,消防泵启动后自动关停稳压装置。在本项目以下各处均可启动消防泵:1)消火栓箱处启泵按钮;2)各层火灾报警装置(烟感器和温感器或其他火警信号)传至消防控制中心处设置的启泵按钮;3)消防泵房内消防控制屏上的启泵按钮。2层、3层消火栓由于消防水箱设置高度不满足7m静水压力的要求,设置XBD6/4.17-50DLW/5稳压泵2台,SN1000X1.0气压罐1座,与自动喷水稳压装置共用稳压水泵及气压罐。此范围内的消火栓箱上的启泵按钮可以直接启动3层消防水箱间稳压装置吸取消防水箱储备的消防用水供给管网,同时也可启动地下室消防水泵房专用消防泵。

5 预作用自动喷水灭火系统分析

按《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)规定,不燃品库房考虑在地下1层设置自动喷水灭火系统,由于地下1层不采暖,所以考虑采用预作用自动喷水灭火系统。

火灾发生时,火灾探测器测到火灾,发出电信号开启电磁阀,排泄出预作用报警阀隔膜室的压力水,隔膜室水压下降,制动器在阀板上的压力减小,预作用报警阀阀板在消防水箱水压推动下开启,向阀后管网充水,预作用系统呈湿式状态。火灾探测器发出信号开启电磁阀的同时,又发出信号开启预作用系统的电磁阀,使自动排气阀排气,加速预作用系统管网充水变成湿式系统的过程。预作用阀开启向管网充水的同时,水流经过过滤器作用于压力开关,使其发出指令开启消防工作泵向系统供水,消防工作泵迅速达到设计工作压力,使预作用系统最不利喷头达到0.1MPa的作用水头,同时压力开关关闭供气管路上的电磁阀。预作用阀开启后,水流推动水力警铃报警。预作用报警阀的构造与雨淋阀有相似之处,其关闭密封是靠隔膜室的水压和弹簧压力通过制动器共同作用在阀板上,当阀前压力波动,隔膜室的水压相应波动,阀板前后压差不会产生变化,因此不会像湿式报警阀那样因阀后压力波动而误开报警装置,故预作用报警阀通向水力警铃的管道上不设置延迟器。

6 湿式自动喷水灭火系统分析

按《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)规定,本项目按丙类厂房考虑,在1~3层每层设置湿式自动喷水灭火系统。

当火灾发生时,环境温度升高,闭式玻璃球喷头内液体受热膨胀将玻璃球炸裂,使喷头开启洒水灭火。管网内水开始流动,推动水流指示器内叶片动作,经延迟期延迟25~30s后发出电信号,此信号传送至消防控制中心。与此同时,湿式报警阀因压差而动作,水流经延迟器后推动水力警铃发出声响报警并闭合压力开关向消防控制中心显示报警。以上电信号均可启动消防喷淋泵。如果在2层、3层发生火灾,此部分动作的水流指示器立即启动3层消防水箱间的增压稳压泵,以保证初期火灾时喷水的水量及水压,待地下室消防主泵启动后,自动切断消防稳压泵。

7 消防水炮灭火系统分析

生产车间有部分大空间场所,净高12~20m,采用普通自动喷水灭火系统,喷水强度无法满足灭火要求,所以在净高大于12m场所,采用ZSS-25型智能水炮。

ZSS-25水炮为探测器、水炮一体化设置。安装有大空间水炮装置的场所一旦发生火灾,火灾产生的红外信号会立即被装置上的启动传感器感知,经控制器组件分析处理后,启动装置在水平方向进行旋转扫描,一旦水平传感器接收到火源信号,装置立即停止水平旋转,同时启动垂直传动机构带动射水嘴和垂直传感器沿垂直方向扫描,一旦垂直传感器接收到火源信号,装置立即停止垂直扫描,此时装置完成了对火源的定位,打开电磁阀,启动水泵进行射水灭火。直到将火扑灭。装置发出信号关闭电磁阀,停止喷水。若有新火源,装置重复上述灭火过程。

8 BI M技术的应用与体会

由于工程现有条件所限,系统改造需要充分地利用现状布局,各专业之间相互配合紧密,才能更好地发挥系统作用。利用BIM模型可以对新型式、新结构、新工艺和复杂节点等施工难点进行分析模拟(见图2),从而改进设计方案以利于现场施工实现,使原本在施工现场才能发现的问题,尽早在设计阶段就得到解决,以达到降低成本、缩短工期、减少错误和浪费的目的。利用BIM模型的可视化特性,可以与业主、施工方、设备供应商、用户等对设计方案进行沟通交流,提高效率,减少错误。利用BIM模型对建筑物的各类系统(建筑、结构、机电、消防、电梯等)进行空间协调,保证建筑产品本身和描述产品的施工图没有常见的错、漏、碰、缺现象。

BIM是一项引领数字技术走向高层次的新技术,它的全面应用对提高生产效率,提升集成化程度,提高全周期的设计质量和效率,以及降低成本,将产生深远影响。应用BIM技术进行建筑全寿命周期的管理是必然趋势,也是实现项目精细化管理、企业集约化经营的有效途径。BIM的应用不仅限于设计阶段,而是贯穿了整个项目全寿命周期的各个阶段。它的优势在于多专业之间的协同设计,便于决策的室内外可视化设计,各部分可拆分的三维设计,计算与绘图融合方便修改,自动统计工程量生成材料表,支持可持续绿色节能环保设计。

通过使用BIM技术,工程师可以做CAD技术几乎无法完成的工作,合理利用空间布局和确定技术参数,从而使项目性能和质量有根本性的提高。

摘要：以某大型工业基地生产综合楼为例,简要分析给排水及消防系统情况,以及对运用BIM技术解决改造项目技术问题的思考。

关键词：给排水系统,BIM技术,改造项目

参考文献

[1]GB50015—2003建筑给水排水设计规范(2009年版)[S].

[2]GB50016—2006建筑设计防火规范[S].

[3]GB50084—2001自动喷水灭火系统设计规范[S].