智能排水控制系统在下山掘进巷道中的应用
0 前言?杨村煤矿位于充州煤田的西北缘,北邻杨庄煤矿，东邻兴隆庄煤矿，东南邻鲍店煤矿，南邻田庄煤矿和横河井田,西以煤系露头为边界。根据矿井生产规划,为保证矿井的原煤产量和工作面的正常接续，矿井准备开拓十采区。1? 采区水文地质概况 ?十采区位于杨村井田的南翼东部,为下山采区。主采１6上煤层、1７煤层,直接充水含水层为十下灰，间接充水含水层为十三-十四灰含水层、奥灰含水层。十采区为走向ｎe～sw、倾向se的单斜构造,煤(岩）层倾角４~15°，平均为8°,地质构造简单。
采区内含水层有:第四系含水砂层、石炭系太原组十下层石灰岩、本溪组第十三~十四层石灰岩和奥陶系石灰岩。其中直接充水含水层为太原组十下层石灰岩。各含水层之间以粘土、粉砂岩、铝质泥岩和泥岩等为隔水层，水力联系较差。?１.１ 第四系含水砂层??第四系厚度1８0.80~211.６０m,平均厚度192.15ｍ，南薄北厚，分上、中、下三组，上组、下组为含水层组,中组为隔水层组。 ?第四系上组厚约56.50～65.1０m,平均厚58.６5ｍ，为棕黄色粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾等相间组成，粘土类厚度占５5％左右。本组较稳定的含水层2～4层，属孔隙型潜水、承压水,以地表水为补给水源。上组与下部基岩含水层无直接的补泄关系,采动对上组水基本无影响。
第四系下组厚51．67～64.22m，平均厚6０.79ｍ，由浅灰、白色、灰绿色粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾等相间组成，粘土类
厚度占5５%左右。据含水性可分为上、下两段，均为弱含水层，属孔隙型承压水。下段含水层（“三含”含水层)厚４．３８~8.10m,平均6.24m。下段含水层通过风化带与基岩各含水层之间有直接的水力联系，是煤系含水层的主要补给水源。
1.2 太原组第十下层石灰岩?厚度5.０7~７．２9ｍ,平均厚度6.１４ｍ,十下灰透水性强,连通性好，富水性中等至弱,属溶洞裂隙承压水，以静储量为主。十下灰是16上煤层开采的主要充水含水层。?１．３ 本溪组第十三、十四层石灰岩?十三灰、十四灰在十采区合并为一个含水层,厚６.69～１6．９7m，平均厚度１２.1９m。单位涌水量q=0.0００31６(l１4-8）~０.001027l／ｓ.m（yｓo-1)，渗透系数k=0.0０7２86m/ｄ（yso－1)～0.037６m/d（l14－8）,水质类型为hｃo■--ｃａ■.ｎa■型,2006年10月底水位为-81.94m(l14-9孔)。十三、十四灰是下组煤开采的间接充水含水层。??1．４ 奥陶系石灰岩?奥灰由多层厚层状石灰岩组成，距离顶界面50m以下的半晶质石灰岩中, 发育较多的小溶洞及半闭合状裂隙，含水较强，属裂隙溶洞承压水。采区内奥灰上部含水层富水性中等至弱,单位涌水量ｑ=0.020３（ｙs0-1）~０．0６1l/ｓ.m (l14-8)，渗透系数ｋ＝0.０3688（ｙs0－1)～2.80m/ｄ（ｌ14-8)，水质类型以sｏ■■．ｈcｏ■--ca■.na■型为主,20０6年10月底水位为＋2５.89m（o-5）。2? 问题的提出
?根据十采区水文地质情况，综合考虑相邻采区水文条件以及井下消防洒水等因素,十采区涌水量预计为:q■=110m3／h ；ｑ■
=335m3/h。十采区皮带下山设计长度为670m,沿１5度下山掘进，十采皮带下山上变坡点与下变坡点实际落差为116m,巷道掘进过程中最大涌水量可达到3０m3／ｈ。施工过程中采用二级排水方式进行排水。迎头使用2台风泵不间断的向紧跟迎头排水箱里排水，人工通过控制电泵开关将水箱内积水通过电泵排至中间水仓硐室内，后通过37ｋw电泵将水仓硐室内积水排到排水管路。水箱内电泵每隔2分钟需要启动一次，水仓硐室内３7ｋw电泵每隔10分钟需要启动一次,每班必须安排两名职工专门负责排水工作，造成极大的人力资源浪费。?３ 有效方案的确定?３．1 方案一
１）基本构成??该系统由浮漂、导向装置、触发装置、行程开关等几部分组成。浮漂和触发装置连接为一体,导向装置固定在排水箱一侧或水仓硐室一帮。
２)工作原理??导向装置固定在排水箱一侧或水仓硐室一帮，浮漂随水位上升和下降带动触发装置触动行程开关来控制电泵，实现自动排水。正常状况下，行程开关1处于打开状态,行程开关２处于闭合状态,当浮漂随着水位上升到设定位置时，同浮漂连接的触发器触动行程开关1,使行程开关１闭合,电泵进行排水工作;当浮漂随水位降低时,行程开关１、行程开关2处于闭合状态,电泵处于工作状态。当浮漂随水位下降到一定位置,触发器触动行程开关2,行程开关1、2均断开，水泵断电,停止排水工作。水泵停止工作后行程开关2自动恢复闭合状态。 ３）智能排水系统的优点
自-智能排水控制系统在下山掘进巷道中的应用
