礦山排水節(jié)能技術(shù)與實(shí)踐

張繼斌

摘 要：在礦山開采過程中，產(chǎn)生的工業(yè)廢水需要經(jīng)過一定的處理之后才能排到作業(yè)面以外，從而保障作業(yè)面的安全。在排水的過程中，水泵設(shè)備是主要的能源消耗之一。結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對礦山企業(yè)排水節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了深入探討，主要從節(jié)能排水的意義和具體的節(jié)能措施兩方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：礦山開采；節(jié)能排水；水泵設(shè)備；節(jié)約能耗

中圖分類號：TD744 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0035-02

1 排水節(jié)能的意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，礦山工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位越來越重要，但不容忽視的是，與之相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題和能源利用問題也日漸凸顯，這些問題成為制約礦山開采企業(yè)效率的關(guān)鍵因素。在地下礦資源開采的過程中，會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，對工業(yè)廢水進(jìn)行處理并合理地排放對于礦業(yè)開采和環(huán)境保護(hù)而言是極為重要的一項(xiàng)措施。同時，礦井水的及時排放也有利于保障地下開采作業(yè)的安全性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國各地的煤礦開采項(xiàng)目中，每年需要排出約2.2×109 m3的礦井水，大重型煤礦每年排放的礦井水就達(dá)到約1.5×109 m3，這個量相當(dāng)于每開采1 t煤就要排放3 m3的礦井水。而在一些地下水資源充沛的大水礦區(qū)，每開采1 t煤甚至要排放出10 m3以上的礦井水。

在礦井水的排放和處理過程中，水泵是應(yīng)用最多的設(shè)備之一，也是單機(jī)聯(lián)系運(yùn)轉(zhuǎn)時間最長、耗電量最大的設(shè)備。因此，礦山排水能否做到節(jié)能，在很大程度上是要看水泵設(shè)備能否經(jīng)濟(jì)、節(jié)能地運(yùn)行。而且，對于多數(shù)礦業(yè)開采項(xiàng)目而言，因地下環(huán)境復(fù)雜，涌水量多且不均勻，地下排水系統(tǒng)也就相應(yīng)復(fù)雜，變化量大，這就導(dǎo)致各排水設(shè)備余量大。另外，管路的布置又容易受到地下開采作業(yè)巷道的影響，由此增加了管道的長度和能量損失，水泵設(shè)備有很大一部分功效會因此而產(chǎn)生浪費(fèi)。再有，礦山開采企業(yè)員工的生活和生產(chǎn)用水，也需要用循環(huán)泵來進(jìn)行加壓處理。在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，綜合解決礦山開采過程中生活、生產(chǎn)用水的排放，在降低能耗的同時提高水泵設(shè)備的利用效率，不僅會給企業(yè)帶來實(shí)質(zhì)性的經(jīng)濟(jì)效益，而且對于社會的可持續(xù)發(fā)展來說，更是必不可少的舉措之一。

2 排水用泵節(jié)能的應(yīng)用

2.1 采購優(yōu)質(zhì)、高效的設(shè)備

要想實(shí)現(xiàn)排水節(jié)能，無論是電機(jī)還是水泵，都要選擇技術(shù)先進(jìn)且效率高的，從而提高排水系統(tǒng)的整體效率。近年來，各行各業(yè)在市場經(jīng)濟(jì)中都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，水泵的鑄造技術(shù)和質(zhì)量也不例外。水泵的鑄造水力模型的水力尺寸大小會直接影響到水泵工作時的性能參數(shù)大小，甚至是各零部件表面的粗糙程度，也和水泵的效率指標(biāo)有一定的關(guān)系。因此，企業(yè)在采購水泵設(shè)備時，一定要在懂行情、了解水泵工作原理的基礎(chǔ)之上選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，選擇技術(shù)先進(jìn)且制造精密的水泵，以此來提高工作效率，達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的目標(biāo)。

2.2 水泵運(yùn)行節(jié)能技術(shù)的分析

水泵運(yùn)行的工況是否處于最高效率點(diǎn)，水泵的運(yùn)行工況能否滿足實(shí)際需求并與之相匹配，水泵系統(tǒng)的定期檢修能否使其處于最佳的工作狀態(tài)——以上這幾點(diǎn)都與水泵運(yùn)行效率的高低有著直接的關(guān)系。針對這幾點(diǎn)工作完善其研究和管理，對于礦山用泵節(jié)能工作是非常有益的。企業(yè)應(yīng)當(dāng)安排設(shè)備管理人員，定期對水泵性能進(jìn)行測試，以便于隨時掌握水泵的運(yùn)行狀況，從而對機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和評價，找出運(yùn)行效率低的原因，并及時采取相應(yīng)的措施，從而提高水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。另外，在水泵運(yùn)行時，要盡量減少并聯(lián)運(yùn)行，尤其是單管并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)樗鼤?yán)重增加阻力；要避免放氣不徹底或是吸程過大運(yùn)行， 以防止水泵產(chǎn)生汽蝕、喘振等故障，降低排水效率；要注意水泵避峰運(yùn)行，以降低電費(fèi)。通常情況下，水泵功率大時，避峰運(yùn)行效果較佳。

2.3 重視管道的安裝和維護(hù)

排水管道的合理安裝與日常維護(hù)管理，也是確保排水系統(tǒng)節(jié)能的重要措施。安裝管道時，應(yīng)選擇合理的管路截面積和流速，并采購內(nèi)表面光滑的管道，從而降低管道排水過程中的摩擦損失。管道的走向布置要合理，既要躲開施工作業(yè)面，避免作業(yè)過程中對管道產(chǎn)生的破壞，同時又要盡可能地減少管道彎頭的角度和數(shù)量。在需要拐角處，可安裝適當(dāng)彎曲半徑的機(jī)制彎頭或漸變?nèi)?，避免使用直角三通或肘形彎頭，應(yīng)將進(jìn)出水口做成喇叭狀，從而保證管路接頭的密封性和光滑程度。管道布置完成之后，要加強(qiáng)對管路的支撐，避免管道內(nèi)壓力波動帶來的管道破壞，這些措施都能夠在一定程度上降低管理的局部阻力，從而節(jié)約能耗。另外，管道的日常巡查和維護(hù)工作也不可小覷，否則，排水系統(tǒng)工作時間久了，各種因素都會導(dǎo)致管道堆積或是泄漏、彎折，從而降低工作效率。

2.4 設(shè)備的檢修和維護(hù)

應(yīng)定期對水泵設(shè)備進(jìn)行檢修，以提高工作效率。水泵的機(jī)械效率與液體介質(zhì)、水輪表面的摩擦損失、水泵軸承摩擦損失等因素有關(guān)；水泵的容積效率與葉輪、殼體間隙增大、回流增大、軸封等泄漏損失有關(guān)。因此，在掌握了設(shè)備的工作原理和問題產(chǎn)生的原因之后，要定時對水泵系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，更換磨損的零配件，降低摩擦和泄漏，這是提高水泵工作效率、節(jié)約能耗的有效措施。

2.5 建立嚴(yán)格的現(xiàn)場用水管理制度

礦業(yè)開采現(xiàn)場要建立嚴(yán)格的節(jié)約用水管理制度，提高職工節(jié)約用水的意識，尤其是要節(jié)制生活區(qū)的用水浪費(fèi)情況，建立用水分配、使用、計(jì)量、考核、獎罰制度和工業(yè)洗煤水的循環(huán)利用制度，提高水資源的重復(fù)利用率，降低資源消耗。礦區(qū)地下排水節(jié)能還要考慮到地表水的防治，應(yīng)避免礦井水排水量增大。對于作業(yè)面采空區(qū)的地表沉陷和裂縫等，要及時進(jìn)行填塞，以防止河流水和附近水庫水源流到井下，進(jìn)而增加排水的成本。

3 結(jié)束語

礦產(chǎn)資源開采效率過低，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重是我國礦業(yè)發(fā)展中所面臨的兩大重要問題。對于礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)來講，在今后的發(fā)展過程中從根本上認(rèn)識節(jié)能、降耗的重要作用，不僅有利于社會的可持續(xù)發(fā)展，與企業(yè)自身也有著直接的利害關(guān)系。企業(yè)應(yīng)從項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)、設(shè)備采購和運(yùn)行管理等多個環(huán)節(jié)入手，將節(jié)能理念深入貫徹到項(xiàng)目開展的每個細(xì)節(jié)管理中去，這樣才能提高工作效率，節(jié)約能耗，從而為企業(yè)乃至社會創(chuàng)造更大的價值。

參考文獻(xiàn)

[1]王柏華.礦山水泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價分析[J].礦山機(jī)械，2005（2）.

[2]楊淑平.淺談礦井排水設(shè)備的效率和節(jié)能[J].中州煤炭，2004（2）：20-22.

[3]李甲亮，姜軍，王亞博.煤礦礦井水資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)[J].能源環(huán)境保護(hù)，2004（2）：20-22.

〔編輯：曹月〕