對煤礦主排水泵應用相關問題的探討

馬鳳和

【摘 要】由于在煤礦生產(chǎn)過程中，礦井涌水這一常見問題通常會伴隨生產(chǎn)全過程。所以煤礦井下排水系統(tǒng)也就成為是生產(chǎn)設備不可或缺的重要組成部分。為了確保煤礦井下生產(chǎn)安全、有效進行，必須及時把涌入礦井的水排出去，否則不僅會淹沒設備，還會對礦井和井下作業(yè)人員構成嚴重威脅。本文對主排水泵相關問題展開探討，以期通過井下排水工作的完善，推動煤礦生產(chǎn)效益的不斷提升。

【關鍵詞】主排水泵；作用；選用與安裝；效率提升；常見問題處理

煤礦井下主排水系統(tǒng)的作用是排出井下涌水，主要包括水泵、吸水管路和相關附件等。其不僅是確保井下生產(chǎn)安全的固定設備，而且由于煤礦生產(chǎn)的特性，在礦井生產(chǎn)的過程中礦井涌水的排出問題時刻存在。因此，深入探討和分析井下主排水泵使用中的相關問題具有十發(fā)重要的現(xiàn)實意義。

1.煤礦生產(chǎn)對礦井主排水泵的要求

礦井主排水泵房擔負著排出井下積水的重要任務，是礦井防治水的重要組成部分，是保證礦井安全的關鍵環(huán)節(jié)。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定主排水設備應滿足如下要求：

1.1 必須有工作、備用和檢修水泵

工作水泵的能力，應能在20h內排出礦井24h的正常涌水量。備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力，應能在20h內排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25%。

1.2 配電設備應同工作、備用以及檢修水泵相適應，并能同時開動工作和備用水泵

為了確保主排水泵的安全高效運轉，應用自動化控制技術很有必要。這種現(xiàn)代工業(yè)化控制和監(jiān)測裝置，除能完成水泵的單機控制外，還可通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸接口模塊與設置，在井上調度指揮所有排水泵等被控設備，最終實現(xiàn)水泵的自動化控制，提高生產(chǎn)效益和可靠性。

2.礦井主排水泵的選擇與安裝

2.1礦用主排水泵的選用

礦用排水泵的選用是一項十分重要的工作，如果選擇不當，將導致泵在工作中流量偏大或偏小，揚程偏高或偏低，材料不耐磨蝕、腐蝕等，這不僅在使用上不能滿足生產(chǎn)要求，而且效率低、壽命短，造成浪費和損失。甚至在緊急狀況下，由于無法達到預期工作狀態(tài)而引發(fā)其他事故。

選型主要依據(jù)流量和揚程。需要知道裝置的最小流量和最大流量，選泵時以最大流量為依據(jù)，在沒有給出最大流量的情況，通常可以取正常流量的1.1倍。裝置系統(tǒng)所需要的揚程，除了考慮最低吸入液面和最高輸水高度外，還應考慮管路系統(tǒng)的布置情況，一般選泵時取系統(tǒng)揚程的1.05～1.1倍。確定好流量和揚程這兩個性能參數(shù)后，再根據(jù)裝置系統(tǒng)的要求確定采用的具體泵型，并依據(jù)具體的礦井生產(chǎn)的實際情況確定采用何種配置。

2.2礦用主排水泵的安裝

礦用排水泵一般在下井安裝之前應該解體檢查，然后重新裝配。泵的裝配必須嚴格按照技術說明書進行。

水泵的安裝位置應該滿足允許吸上真空高度的要求，其安裝基礎必須水平、穩(wěn)固，基礎上的預留孔要根據(jù)水泵的尺寸澆注。管路系統(tǒng)中水泵的進水管口徑應該比泵的進口大1～2檔，出水管口徑不得小于泵的出口，進、出水管的具體規(guī)格應通過計算最佳流速并通過嚴格的經(jīng)濟比較來確定。

水泵進水管必須具有良好的密封性，并盡可能地減短長度（但泵的進口前管路最好有4倍直徑長的直管段），以及減少閥門和彎頭、變徑管等管路部件的數(shù)量，如有彎頭，還應盡可能加大彎頭的彎曲半徑。同時，為使運行時進水管內不聚集空氣，一般要求進水管略微上斜與水泵的進口相聯(lián)接，進水管的吸入口應該保證有一定的淹沒深度，底閥的入水深度必須大于進水管直徑的1.5倍，由于可能會有煤塊堆積，吸入口離池底和池壁距離最好大于0.75m，最小不得小于0.5m。另外，進吸入口應設有過濾裝置。所有與泵連接的管路應具有獨立、牢固的支承，以消減管路的振動和防止管路的重量壓在泵上。

礦用排水泵的安裝要求礦用排水泵和電動機一般采用聯(lián)軸器聯(lián)接，這時要保證軸心在同一直線上，且應以泵的軸線為基準找正，以防機組運行時產(chǎn)生振動及軸承單面磨損。聯(lián)軸器應該具有一定的間隙，礦用排水泵間隙一般為5～8mm。

3.提升礦井排水泵效率的措施

3.1延長排水泵高效運行的時間

實踐表明，由于井下環(huán)境復雜，排水泵維持70%以上效率的持續(xù)運行時間常無法達到預期，造成效率過快降低的原因主要是氣蝕和磨損。這可以通過維修，及減少泵中各種損失來解決。具體措施如下：

（1）定期檢修水泵，及時更換損壞嚴重的葉輪、口環(huán)、平衡盤、密封圈等，保持密封良好，間隙合理，以減少泄漏。此外，經(jīng)大修后的水泵應先經(jīng)技術性能測定后再下井安裝。

（2）將葉輪，特別是一、二級葉輪、口環(huán)和平衡盤等易損零部件更換成耐磨損抗氣蝕較好的材質，如可用耐磨性更好的銅質葉輪替換傳統(tǒng)鑄鐵葉輪，能有效提高水泵使用壽命。

（3）為了能將效率低的水泵及時升井大修，每一泵房管路的出水口應裝置流量測定裝置，如標準堰口、噴嘴等，以便經(jīng)常測定水泵的流量和效率。

3.2使富裕揚程控制在合理范圍內

由于設計時將各損失估計過高，水泵選型不當，造成實際揚程過高，電機過載，水泵氣蝕現(xiàn)象加劇、效率降低，進而造成能源浪費。調整水泵揚程最簡單的方法是車削葉輪外徑和拆去一級或幾級葉輪。

3.3及時清挖水倉

為了減少吸水阻力，煤礦井下可在拆除吸水底閥，采用射流或真空泵灌水的基礎上，還應對水倉和吸水井進行及時清挖，以避免出現(xiàn)水泵籠頭堵塞、流量下降，甚至于燒壞水泵的現(xiàn)象。這也是減少水泵零部件氣蝕和磨損，延長水泵高效運行時間非常重要的方法。

3.4降低管道阻力、提高管路效率

煤礦井下水質硬度大，易結垢，若管路使用時間長，則管道內壁結垢嚴重，有效通流面積降低，管道內流速提高，損失揚程增加，管路效率降低。因此，為了降低管道阻力，應及時清除管內結垢，以提高排水泵工作效率。

4.排水泵常見故障的原因及解決

4.1啟動時水泵不吸水，壓力表及真空表的指針劇烈跳動

原因： 注入水泵的水不夠，吸入管與儀表漏氣。解決方法： 處理漏氣處，確保水泵內注滿水。

4.2水泵不吸水，真空表指示高度真空

原因： 底閥沒有打開或已被於塞，吸水高度太大。解決方法：檢查或更換底閥，降低吸水高度到設計范圍。

4.3壓力表指示正常，水泵仍不出水

原因： 閘閥、逆止閥未打開，選型不合理。解決方法： 確保閘閥、逆止閥打開，確保水泵理論揚程高于實際揚程。

4.4水泵震動大

原因： 水泵軸線與電機軸線不在同一條中心線上。解決方法： 矯正水泵和電機聯(lián)軸器外圓同心及端面間隙。

4.5軸承溫度高

原因： 軸承潤滑不良，軸承質量欠佳。解決方法： 檢查或清洗軸承，注入適量的潤滑油，更換軸承。

4.6工作泵和備用泵不能同時啟動

原因： 配電能力不能滿足要求。解決方法： 減少線路負荷，提高供電能力。

5.結語

排水泵的合理、高效運行是事關礦井生產(chǎn)的安全與效率，因此，以具體生產(chǎn)實際情況為依據(jù)，正確選擇、安裝和使用主排水泵，對于保證井下安全和設備經(jīng)濟運行有極大的現(xiàn)實意義。 [科]

【參考文獻】

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