礦井排水節(jié)能對策研究

張成春

摘 要：礦井排水是確保礦井安全生產(chǎn)的重要條件，它對保障礦井職工生命財(cái)產(chǎn)安全有著重要的意義。礦井排水系統(tǒng)是將礦井水通過一定的排水系統(tǒng)排到地表，減少礦井水帶來的危害。以前煤礦井下排水系統(tǒng)大多都是采用繼電器控制方法，人工監(jiān)測，這種方式不僅控制系統(tǒng)復(fù)雜，線路過長，造成設(shè)備可靠性低，耗電量大，造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)排水管水垢缺乏清理，日積月累影響排水效率，加之水泵的老化等因素，嚴(yán)重降低水泵的工作效率，故文章主要論述，如何在設(shè)備安全工作的同時(shí)，最大限度地提高設(shè)備的綜合效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：礦井排水；節(jié)能；對策

1 認(rèn)識(shí)礦井排水的現(xiàn)狀

礦井排水主要依靠排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)較為復(fù)雜，水泵運(yùn)行耗電量一般都較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全國煤礦平均耗電量排水設(shè)備占大約百分之三十，同時(shí)隨著涌水的增加，用電量隨之增長。煤礦排水系統(tǒng)采用繼電器控制，其線路復(fù)雜，容易造成線路破損，同時(shí)隨著水泵的使用，設(shè)備會(huì)慢慢老化，效率降低，增加耗電量量。井下工作環(huán)境比較惡劣，排水管容易被污泥堵塞，如不及時(shí)地清理，將增加排水管路阻力且降低水泵的運(yùn)行效率，這是排水系統(tǒng)耗電量大的重要原因。

2 礦井排水節(jié)能的意義

礦井排水系統(tǒng)的任務(wù)就是將礦井水排出地面，以保證礦井生命財(cái)產(chǎn)安全，排水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，輕則影響礦井正常的生產(chǎn)，重則發(fā)生淹井事故，給礦井造成無法估量的損失。由于礦井排水設(shè)備較多，耗電量較大，所以必須提高水泵運(yùn)行效率，正確選擇水泵，設(shè)計(jì)合理的排水系統(tǒng)，制定礦井排水節(jié)能管理制度，減少能源浪費(fèi)，就顯得至關(guān)重要。在礦井排水過程中，能源消耗大，同時(shí)礦井排水系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)，故做好礦井排水節(jié)能工作，對于提升礦井經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)發(fā)展有著重大意義。

3 礦井排水節(jié)能的對策

3.1 更新排水設(shè)備

合理選取排水裝置及管路、實(shí)現(xiàn)設(shè)備高效運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)排水節(jié)能的根本途徑。礦井排水系統(tǒng)要求排水泵具有耐腐蝕和耐磨損性，礦井必須引進(jìn)先進(jìn)、高效排水設(shè)備，定時(shí)地維修水泵，及時(shí)地清理泵內(nèi)及管路水垢，防止堵塞。如果清理不及時(shí)，水垢越積越厚，將影響水泵運(yùn)行效率，造成資源浪費(fèi)。目前國內(nèi)主要排水系統(tǒng)使用的是繼電器控制法，采用用人工檢測，而國外發(fā)達(dá)國家已采用PLC控制與變頻控制相結(jié)合的方式，可以很好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)繼電器的不足和缺陷，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，提升了自動(dòng)化控制水平，最終實(shí)現(xiàn)無人值守，提升了經(jīng)濟(jì)效益，保證了安全生產(chǎn)。該系統(tǒng)能幫助工作人員及時(shí)了解設(shè)備的具體狀況，利用最少的資源進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。該系統(tǒng)主要是由電動(dòng)閘閥、電動(dòng)球閥、配水電動(dòng)閘閥、變頻器和PLC組成，它擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對排水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控，在第一時(shí)間內(nèi)幫助技術(shù)人員做出正確的判斷，利用PLC對排水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，該系統(tǒng)可以直接接入以太網(wǎng)，構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)它還支持多種圖形格式，配備簡便的繪圖工具，可以方便快捷的模擬各種工作（故障）狀態(tài)，它還可以存儲(chǔ)各種歷史數(shù)據(jù)，可以方便工作人員利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析，它可以及時(shí)、準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行情況，從而制定科學(xué)的檢修計(jì)劃。這種自動(dòng)化排水系統(tǒng)是各種管理設(shè)備的綜合體，它集合了監(jiān)控技術(shù)、傳輸技術(shù)和軟件技術(shù)等，排水系統(tǒng)的節(jié)能自動(dòng)控制必將帶來礦井排水系統(tǒng)控制方式的全新的方式和理念，根據(jù)管路特性確定匹配的水泵，使水泵工作在最佳工況點(diǎn)，這些都可以間接地提高水泵工作的可靠性和效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.2 提高井下水資源的綜合利用

從煤礦井下排出的礦井水，經(jīng)處理后可作為井下消防、防塵用水，也可用于地面草地綠化帶的澆灌，恢復(fù)生態(tài)。礦井水是由地表水慢慢滲透至地下，或者是由地下水匯聚在一起，所以礦井水是我們需要的淡水資源，同時(shí)也是一種特殊的水資源。由于我國現(xiàn)在地表水的不斷污染，部分地方已嚴(yán)重缺水，有資料顯示，我國每年礦井排水量大約兩億噸，其中三分之二都是中性水，若是可以突破礦井水的處理方法，把它處理后可以飲用，必將緩解缺水地區(qū)對地表水的依賴。但是由于我國的水處理技術(shù)尚處于起步階段，同時(shí)人們對礦井水的認(rèn)識(shí)不夠，很少考慮將礦井水進(jìn)行綜合開發(fā)和利用，大部分礦井將礦井水白白排掉，而沒有加以綜合利用。我國目前礦井水資源利用率只有百分之二十左右，有些地方的煤礦對水資源利用率更低。礦井水資源的浪費(fèi)，增加了企業(yè)成本，隨處排放礦井水還會(huì)造成地面水土資源的惡化。由于地面水污染處理成本高，而礦井水來自地下水，處理成本較低，是一項(xiàng)前景廣闊的項(xiàng)目。礦井水資源化可以開辟新的水源，減少淡水資源的開發(fā)，將會(huì)對全球水資源短缺的現(xiàn)狀有著很大的緩解作用，同時(shí)可以減少長距離調(diào)水，解決礦區(qū)缺水的問題，并且可以減少對水土的污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的增長。

3.3 利用不同的排水方式

礦井可根據(jù)不同的情況設(shè)計(jì)不同的排水方式，只有制定合適的排水方案，才能用最少的耗電量來完成排水任務(wù)。礦井排水方式一般分為：壓入式、吸入式和吸壓并存排水方式。當(dāng)被排水的高度高于水泵的吸水口高度時(shí)，采用壓入式排水法，這樣水泵啟動(dòng)時(shí)，只需啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，慢慢打開排水側(cè)的閘閥，而不需引水裝置引水，就可以排水了。采用吸入排水方式，將會(huì)增加排水泵的揚(yáng)程，耗電量也會(huì)相應(yīng)增加，而且啟動(dòng)緩慢。當(dāng)水面低于水泵的吸水口高度，這時(shí)候就要用吸入式排水法，在電機(jī)啟動(dòng)前需先啟動(dòng)引水設(shè)備，就可以通過引水裝置把水灌滿水泵。同時(shí)排出兩個(gè)不同高度的水倉，較高的要壓入式排水法，較低的就要用吸入式排水法，同時(shí)發(fā)揮兩種方法的優(yōu)勢，兩種方法相互彌補(bǔ)，可以減少啟動(dòng)程序，降低設(shè)備的故障率。根據(jù)礦井實(shí)際排水的需要采用不同的排水方式，這樣可以節(jié)省電能和人力。

4 結(jié)束語

排水系統(tǒng)節(jié)能可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)：設(shè)備的節(jié)能、礦井水的后續(xù)使用等，其高效運(yùn)行直接關(guān)系到煤炭企業(yè)的運(yùn)營成本，必須引起煤炭企業(yè)的高度重視?，F(xiàn)國家大力提倡節(jié)能減排，故礦井排水系統(tǒng)節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用符合社會(huì)發(fā)展的趨勢，煤炭企業(yè)要順應(yīng)節(jié)能減排的趨勢，降低能源消耗，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀，處理好對環(huán)境的污染問題，引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能排水系統(tǒng)和節(jié)能改造。

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