煤矿管泄漏检测与修复：保障矿井水资源有效利用

煤矿管道作为矿井生产系统的重要组成部分，承担着供水、排水、通风、喷雾降尘、气体排放等关键任务。其正常运行直接关系到矿井的安全生产和矿井水资源的有效利用。然而，由于煤矿管道长期处于复杂恶劣的地下环境中，容易受到压力、腐蚀、磨损等因素的影响，导致管道泄漏问题频发。因此，加强煤矿管道泄漏检测与修复工作，对于保障矿井水资源有效利用、确保煤矿安全生产具有重要意义。

 

二、煤矿管道泄漏的危害

（一）水资源浪费

煤矿管道泄漏会导致大量矿井水流失，造成水资源的严重浪费。这不仅增加了煤矿的生产成本，还可能影响矿区周边地区的生态环境，加剧水资源短缺问题。

 

（二）安全隐患

泄漏的矿井水可能会积聚在巷道中，形成水患，威胁矿工的生命安全。同时，管道泄漏还可能引发瓦斯泄漏、煤尘爆炸等安全事故，给煤矿生产带来巨大的安全隐患。

 

（三）环境污染

泄漏的矿井水中可能含有煤尘、岩粉、化学物质等污染物，如果直接排放到环境中，会对土壤、水源和空气造成污染，破坏生态平衡。

 

三、煤矿管道泄漏检测方法

（一）水浸传感器检测

水浸传感器主要利用水的导电性质实现检测。在煤矿管道安装上水浸传感器，当其接触到水时，电路会导通，从而发出泄漏报警。该方法能够实时监控煤矿管道的状况，一旦发现漏水，立即触发报警系统，并且传感器通过总线级联形成网络，能够快速将漏水信息传输到控制中心，实现快速预警。带有继电器的水浸传感器在检测到漏水时，还可以直接控制相关设备关闭或调整，避免损失扩大。

 

（二）流量平衡计算法

由于管道温度、压力、粘度、密度等因素影响，损失的水量与管道上下游流量差值仍有差异，可利用相关公式进行计算，从不同节点或观测位置对水管进行流量平衡计算，分别计算出各节点或观测位置的数据，然后借助合适的数值模型，对位置节点进行差分，确定矿井供水管道泄漏位置。

 

（三）负压波诊断法

管道发生泄漏时，由于物质损失，该处流体密度减小，相应的流体压力降低。由于流体的连续性，流体速度不会立即改变，但流体在泄漏点及其相邻区域之间的压力差异，并且会从高压流向低压区域，从而引起泄漏点相邻区域流体密度减小和压力降低，并逐渐从泄漏点处沿管道依次向上游、下游方向扩散，在水力学上称为负压波。同时，负压波实际传播过程的中衰减程度较小，可传播出数十千米。在具体应用时，首先需要在管道两侧安装压力传感器，然后便可通过对负压力波的波形特征来判断是否发生泄漏，并且根据负压力波传到上、下游传感器的时间差和负压力波的传播速度可进行泄漏点的定位。

 

四、煤矿管道修复方案

（一）更换破损管道

对于严重老化、腐蚀或损坏的管道，应及时进行更换。在更换管道时，应选择高强度、抗腐蚀、耐热耐压等性能优良的复合材料管道，如玻璃钢管、涂塑钢管、矿用PVC管、矿用PE管等。这些管道具有良好的耐压、耐腐蚀性能，能够适应煤矿复杂恶劣的地下环境，有效延长管道的使用寿命。

 

（二）采用复合材料修复

对于局部破损的管道，可以采用复合材料进行修复。例如，使用碳纤维复合材料对管道进行缠绕加固，能够提高管道的强度和刚度，增强管道的抗冲击和抗变形能力。还可以采用玻璃钢内衬修复技术，在管道内部形成一层光滑、耐腐蚀的内衬，有效防止管道内壁的腐蚀和磨损。

 

（三）焊接修复

对于金属管道的裂缝或破损处，可以采用焊接的方法进行修复。在焊接前，应对破损部位进行清理和打磨，确保焊接质量。焊接过程中，应选择合适的焊接材料和焊接工艺，严格按照焊接规范进行操作，以保证焊接接头的强度和密封性。

 

（四）密封修复

对于管道的微小泄漏点，可以采用密封胶、密封带等密封材料进行修复。在修复时，应先将泄漏点周围的表面清理干净，然后涂抹密封胶或缠绕密封带，确保密封效果。对于一些特殊的泄漏情况，还可以采用注浆密封的方法，将密封浆液注入到管道周围的缝隙中，形成密封层，阻止矿井水的泄漏。

 

五、保障矿井水资源有效利用的措施

（一）加强水资源管理

建立健全矿井水资源管理制度，加强对矿井水的开采、利用和排放的监管。制定合理的水资源利用计划，优化矿井水的配置，提高水资源的利用效率。

 

（二）推广节水技术

在煤矿生产过程中，积极推广节水技术和设备，如采用高效节水喷头、改进矿井排水系统等，减少矿井水的浪费。同时，加强对矿工的节水宣传教育，提高矿工的节水意识。

 

（三）实现水资源循环利用

对矿井水进行净化处理，使其达到一定的水质标准后，重新用于煤矿生产和生活。例如，将处理后的矿井水用于井下消防洒水、设备清洗、矿工生活用水等，实现水资源的循环利用，降低对外部水资源的依赖。

 

六、结论

煤矿管道泄漏检测与修复是保障矿井水资源有效利用和煤矿安全生产的重要环节。通过采用先进的泄漏检测方法，能够及时发现管道泄漏问题，为修复工作提供准确的信息。根据不同的泄漏情况，选择合适的修复方案，能够有效修复管道泄漏，恢复管道的正常运行。同时，加强水资源管理、推广节水技术和实现水资源循环利用等措施，能够进一步提高矿井水资源的利用效率，促进煤矿的可持续发展。在未来的工作中，应不断加强对煤矿管道泄漏检测与修复技术的研究和创新，提高检测和修复的效率和精度，为煤矿安全生产和水资源保护做出更大的贡献。