基于浮球式的煤礦井下自動(dòng)排水裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

康馬超

（晟泰能源投資有限公司，山西 晉城 048000）

引言

隨著現(xiàn)代礦井開(kāi)采深度的增加，礦井排水工作越來(lái)越重要。在煤礦井下安裝有大量的隔膜泵和潛水泵等排水設(shè)備，可保證礦井安全生產(chǎn)[1-3]。在煤礦井下主要水源有老窯積水、采掘工作面積水、采空區(qū)積水、打鉆過(guò)程中鉆孔放出來(lái)的水，潛水泵如果長(zhǎng)時(shí)間在淤泥污水中抽水，就容易被堵塞，造成排水不暢甚至燒毀潛水泵，增大了安全隱患。若采用自動(dòng)排水方式，可有效縮短排水時(shí)間，減輕人力、物力的投入[4-6]。浮球式自動(dòng)排水裝置便能夠?qū)崿F(xiàn)隔膜泵和潛水泵的自動(dòng)開(kāi)停，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)隔膜泵和潛水泵高水位自動(dòng)開(kāi)啟、低水位自動(dòng)停止。

1 浮球式自動(dòng)排水裝置的設(shè)計(jì)分析

1.1 工作原理

浮球式自動(dòng)排水裝置的設(shè)計(jì)原理是重力與浮力原理（見(jiàn)圖1），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，主要包括浮漂體，設(shè)置在浮漂體內(nèi)的大容量微型開(kāi)關(guān)和能將開(kāi)關(guān)處于通、斷狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及與開(kāi)關(guān)相連的三芯電纜，可與各種液泵配套，被廣泛用于給水、排水及含腐蝕性液體的液位自動(dòng)控制。

圖1 浮球式自動(dòng)排水裝置原理圖

1.2 性能與特點(diǎn)

1）便于操作，性能穩(wěn)定可靠，不因液面波動(dòng)而引起誤動(dòng)作。

2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便，能夠有效提高排水能力。

3）具有無(wú)毒、耐腐蝕、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

4）節(jié)省安裝時(shí)間，減少安全隱患。

5）可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、自動(dòng)排水、定期維護(hù)檢修。

6）減小失爆和對(duì)電源的依賴性，尤其適用于回風(fēng)巷。

2 浮球式自動(dòng)排水裝置的應(yīng)用

2.1 礦井概況

晟泰能源投資有限公司青洼煤礦2205綜放工作面位于一水平二采區(qū)，主采煤層為2號(hào)煤層，煤層厚度3.7~4 m，平均煤厚3.82 m，工作面標(biāo)高最低+913 m、最高+994.3 m。工作面采高2.6 m，放頂煤厚度1.22 m。煤層傾角5.69°~6.69°，平均6.33°左右。工作面正常涌水量5~10 m3/h，最大涌水量20 m3/h。本工作面采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法與綜采放頂煤采煤工藝。

2.2 應(yīng)用效果

浮球式自動(dòng)排水裝置主要被應(yīng)用于該礦井下南、北盤(pán)區(qū)采煤、掘進(jìn)工作面、輔運(yùn)巷、皮帶巷水倉(cāng)、集中水倉(cāng)的排水以及各個(gè)排水點(diǎn)的排水。

由于浮球式自動(dòng)排水裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全適用、實(shí)用性強(qiáng)，一方面完全實(shí)現(xiàn)了井下積水的無(wú)人管理自動(dòng)抽排，安全性能高，提高了安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化水平，減少了人員操作維護(hù)管理工作，大大減少了水泵燒毀數(shù)量，減少了人員配置，另一方面有效解決了各區(qū)隊(duì)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣而造成的人手嚴(yán)重不足的問(wèn)題，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，僅人工費(fèi)就可為礦井節(jié)約大量資金。

3 結(jié)論

除上述應(yīng)用效果外，該裝置可被回收到別處重復(fù)利用，操作安全，開(kāi)關(guān)、水泵均為防爆電氣設(shè)備，各種保護(hù)齊全可靠，適用范圍廣，具有廣闊的應(yīng)用前景和極為廣泛的推廣價(jià)值。