煤礦井下排水系統(tǒng)研究分析

趙 陽

（淮北礦業(yè)集團(tuán) 蘆嶺煤礦 保運(yùn)一區(qū)，安徽 淮北 235000）

煤礦井下排水系統(tǒng)研究分析

趙 陽

（淮北礦業(yè)集團(tuán) 蘆嶺煤礦 保運(yùn)一區(qū)，安徽 淮北 235000）

對(duì)于煤礦企業(yè)來說,安全是首要的大事,事關(guān)企業(yè)的發(fā)展和穩(wěn)定,事關(guān)廣大干部職工的利益和需求。本文首先探討了煤礦井下排水系統(tǒng)的重要性，緊接著對(duì)礦井排水系統(tǒng)的要求做出了分析，最后研究了多種不同的礦井排水方式并做出了對(duì)比。

煤礦；井下排水系統(tǒng)；安全

0 引言

煤炭行業(yè)作為我國的支柱行業(yè)，其安全問題日益凸顯，如何使煤礦安全生產(chǎn)成為了制約煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵問題。煤礦井下排水系統(tǒng)作為煤礦生產(chǎn)的六大系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著排除井下積水的重要任務(wù)，即是把流入井下巷道中的積水排送至地表。在煤礦開采過程中，由于地層中含水的涌出，會(huì)有大量的礦井水日夜不停地匯集到井下，此外，突發(fā)的突水事故會(huì)使涌水量突然增加，如不能及時(shí)的把積水排送至地表，井下生產(chǎn)可能受到阻礙，更甚者會(huì)造成重大的安全事故，因此及時(shí)有效的排出井下積水顯得尤為重要。

1 礦井排水系統(tǒng)的要求

1）水泵：必須有工作、備用和檢修水泵。工作水泵的排水能力，應(yīng)能在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的正常涌水量（包括充填水及其它礦井用水）；備用水泵排水的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 75％；工作及備用水泵的總排水能力，應(yīng)能在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的最大涌水量；檢修水泵的排水能力應(yīng)不小于工作水泵能力的20％。水文地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的礦井，可考慮在泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置。

2）水管：必須有工作和備用的水管。工作水管的排水能力應(yīng)能配合工作水泵在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的正常涌水量；工作和備用水管的總排水能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在 20 小時(shí)內(nèi)排出 24小時(shí)的最大涌水量。

3）配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時(shí)開動(dòng)工作與備用水泵。有突水淹井危險(xiǎn)的礦井，可考慮另行增建抗災(zāi)強(qiáng)排能力泵房。

2 礦井常見的幾種排水方式

2.1 壓入式、吸入式及壓、吸并存式排水方式

根據(jù)水泵吸水井的水位是否高于水泵吸水口位置，可分為壓入式和吸入式兩種排水方式。水泵吸水井的水位高于水泵吸水口位置，這種排水方式叫做壓入式排水；水泵吸水井的水位低于水泵吸水口位置，這種排水方式叫做吸入式排水。

1）壓入式排水方式。壓入式排水時(shí)，因?yàn)樗梦谖恢玫陀诒慌潘乃娴奈恢?，所以水泵啟?dòng)前，只需打開水泵吸水側(cè)閘閥，水就會(huì)自動(dòng)灌滿泵體，水泵灌滿水后，便可啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，然后逐漸打開水泵排水側(cè)的閘閥，水泵就可以進(jìn)行排水；同時(shí)，吸水管和水泵內(nèi)不需要排空氣，排水系統(tǒng)不需要安裝真空泵、射流泵等引水裝置，并且泵的吸水管路上也不需要安裝底閥，啟動(dòng)非常方便。壓入式排水時(shí)，水泵內(nèi)有一定的水壓，水泵工作時(shí)一般不會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，排水系統(tǒng)的效率較高。 但是，壓入式排水方式存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，它的缺點(diǎn)是一旦發(fā)生泵房、水倉隔水墻漏水或垮塌、排水（供電）設(shè)備發(fā)生較大故障,或者操作人員操作失誤等情況，就容易發(fā)生水淹泵房的重大安全事故。因此，壓入式排水要求水倉周圍巖層沒有裂縫；泵房、水倉隔水墻和泵房的排水供電設(shè)備必須有很好的可靠性；排水泵工必須要有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)素質(zhì)和工作責(zé)任心。這種排水方式一般較少采用，采用時(shí)要進(jìn)行可靠性論證，并確保要有安全可靠的排水措施。

2）吸入式排水方式。吸入式排水方式是指排水的水面低于水泵的吸水口位置。與壓入式排水方式相比，吸入式排水方式具有安全性高，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。在不發(fā)生全井重大供電等意外事故的情況下，一般不會(huì)造成水淹泵房事故。目前，我國礦山井下的排水一般都采用這種排水方式。 吸入式排水方式的缺點(diǎn)：水泵需要安裝排真空裝置或底閥和灌引水裝置；排水的效率較壓入式排水方式低；當(dāng)水泵安裝吸水高度不合理時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致水泵發(fā)生氣蝕。

3）壓、吸并存的排水方式 。壓、吸并存的排水方式是指以泵房標(biāo)高為準(zhǔn)設(shè)有上、下兩個(gè)水倉，上部水倉水位的高度比水泵吸水口位置高，下部水倉的水位高度比水泵吸水口低，上部水倉的水采用壓入式排水，下部水倉的水采用吸入式排水，這種排水方式叫做壓、吸并存的排水方式。這樣，即可以發(fā)揮壓入式排水的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮吸入式排水的優(yōu)點(diǎn)，從而保證了泵房排水的安全。當(dāng)壓入式排水泵房發(fā)生故障時(shí)，就可以把水倉的水放到下水倉，全部采用吸入式排水，一般不會(huì)造成跑水淹泵房事故。

2.2 移動(dòng)式和固定式排水方式

根據(jù)水泵位置是否移動(dòng)，可以分為移動(dòng)式排水和固定式排水兩種方式。

1）移動(dòng)式排水方式。移動(dòng)式排水方式是指水泵的位置隨著工作面得移動(dòng)或水位的變化而移動(dòng)的排水方式，如排出立井、斜井掘進(jìn)工作面的涌水以及排干被淹沒的礦井、水平或局部下山的積水，但一般情況下只為礦井的局部排水服務(wù)。

2）固定式排水方式。固定式排水方式是指水泵的位置固定不變，礦井的涌水均由該泵房排出的排水方式。固定式排水方式是礦井的主要排水方式。固定式排水方式主要是指吸水井內(nèi)的水經(jīng)底閥、吸水管進(jìn)入水泵，經(jīng)過水泵加壓后，經(jīng)由閘閥的逆止閥，再沿排水水管路排至地面的流水溝。為了減小底閥對(duì)水流的阻力，提高排水效率，目前，大多數(shù)固定式排水系統(tǒng)中，均不采用底閥排水。 礦井固定式排水方式還可以分為集中式和分段式兩種。

3 結(jié)語

礦井主排水系統(tǒng)是煤礦大型設(shè)備的重要組成部分，其能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)。礦井主排水系統(tǒng)一般由若干主排水泵、排水管路以及配套電機(jī)等組成，統(tǒng)一安置于井底的中央泵房內(nèi)。此系統(tǒng)具有可靠性要求高，啟泵、停泵操作繁瑣等一系列的缺點(diǎn)，所以，如何提高礦井中央泵房的自動(dòng)化程度，做到科學(xué)管理、運(yùn)行并滿足煤礦生產(chǎn)調(diào)度綜合自動(dòng)化的要求，顯然以成為急需解決的問題。

隨著煤炭生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，井下排水效率和自動(dòng)化水平已經(jīng)成為制約煤炭生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，其工作的安全性、可靠性以及工作時(shí)間的合理配置，對(duì)礦井的安全、高效生產(chǎn)有著重大的意義。同時(shí)，隨著現(xiàn)代化煤礦建設(shè)的步伐加快，對(duì)井下中央泵房自動(dòng)化程度的要求也日益突出。

[1] 李澤松.井下水泵房自動(dòng)排水系統(tǒng)的研究[D].太原理工大學(xué),2005：1-8.

[2] 譚一川.煤礦工業(yè)水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].重慶大學(xué),2009：4-5.

[3] 李亞峰.水泵及水泵站[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.07.