1矿井概况
1.1矿井基本情况
渑池曹跃矿业有限责任公司位于陕渑煤田西中部，是河南能源义煤公司西部矿井之一，行政区隶属渑池县张村镇，井田面积9.968km2。矿井于1958年开始筹建，1965年建成投产，原设计生产能力30万吨/年，现设计生产能力45万吨，2009年核定生产能力42万吨/年。矿井水文地质类型划分为中等。矿井正常涌水量为194.64m3/h，最大涌水量264.80m3/h。
1.2矿井排水能力概况
矿井排水系统为二级排水结构，由二水平水仓经斜巷管道排至一水平水仓，再由一水平水仓直排至地面污水处理厂。一水平水仓容积1200m3，二水平水仓容积1400m3，一、二水平水仓均配备了DF280-43×6型315KW多级泵各三台，杨程258米，流量280m3/h，单台水泵排水能力219m3/h，三台水泵最大排水能力550m3/h。一水平水仓排水管路为预埋垂直管两趟，直达地面污水处理厂，管道直径为200mm，排水高度为238米，管与管之间为焊接连接。二水平水仓排水管路为斜巷排水管两趟，排水高度为206米，排水管道直径为200mm，每根管长为6米，管与管之间为螺丝连接。在每年汛期来临前，矿井都对井下排水系统进行了联合试运转，试运转发现总排水能力逐年都在下降，今年更是低于最大排水能力的30%。
2矿井排水能力下降问题
经调查，每年机电部门都对一、二水平六台排水泵进行检修，水泵都处于正常运行状态。二水平斜巷排水管也是2012年更换的新管道，一水平排水沟流量测定也处于正常状态。综合分析问题原因是一水平至地面排水管路始建于1976年，因预埋管原因至今未无法更换。长年使用造成管壁上积垢较厚、局部会有栓塞，严重降低了排水功效。
3方案选择
根据分析的问题原因，制定了两套方案：方案一：从地面重新打两个钻孔至一水平水仓，并埋设两条直径300mm新管道供一水平排水使用。该方案的优点：新管路性能更加良好，能够从根本上解决现有管路直径小的问题。可以显著的提高一水平的最大排水能力；缺点：工程量大、时间长、费用高。方案二：对现有管路进行疏通作业，清除管路内壁上的附着物以及局部栓塞，使排水能力恢复正常。该方案的优点：工程量小、时间短、费用低；缺点：没有疏通用的钻塔和钻头工具，需要通过租赁和自主创新解决了排水功效下降问题。通过两套方案的优缺点对比，确定选用方案二，一方面工期时间短，钻塔租赁费用远低于重新打孔工程费；另一方面可以调动职工的创新力，利用公司现有的防治水人员和钻探队专业技术人员，解决排水管除垢问题。
4创新设计
4.1四翼垂直透孔钻头
四翼垂直透孔钻头采用直径1.5m×50mm的光钻杆，在钻杆前端200mm处，用电焊焊上四个翼，翼长300mm，直径160mm。然后在四翼后面150mm位置焊接四周交叉毛刷，毛刷直径为220mm，长度500mm。
4.2可弯曲透孔钻头
可弯曲透孔钻头利用1寸的旧钢丝绳2.5米，前端的绳头打散，使其散开后直径在220-250mm之间，后端再与钻杆牢固的链接在一起，再把钢丝绳的前端和后端之间，每隔200mm进行捆扎，防止钢丝绳散劲影响使用，铁扎头上焊接100mm长毛刷。这种钻头专门钻刷排水管路底端的弯头和拐弯处。
5效益分析
该技术的创新，解决了井下预埋排水管因无法更换造成排水能力下降的问题。疏通后的管路由原来的排水一次需用时1小时45分钟缩短至50分钟，大大提高了排水功效。为公司节约排水电费50万元/年。
6结束语
此次排水管路疏通工作从平整场地、租赁钻塔、自主设计到施工结束共用时7天，成功清除管壁内积垢。为义煤公司在管道疏通方面的技术应用和推广，奠定扎实基础。
作者：张连伟 单位：曹跃矿业有限责任公司
