煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的優(yōu)化

張立軍

摘? 要：在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，對于能源，尤其是煤礦資源的需求愈演愈烈，所以我國加大了對煤礦資源的開采速度，同時(shí)對煤礦開采的資金投入也呈現(xiàn)出逐年增長的態(tài)勢。在煤礦開采作業(yè)中，排水系統(tǒng)運(yùn)行的效率將直接影響煤礦的開采作業(yè)水平。所以，為了加大煤礦的開采效率，保證煤礦工作的安全，則必須要對排水系統(tǒng)運(yùn)行的高效性給予積極的關(guān)注。鑒于此，該文將對煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高方法進(jìn)行具體分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦;排水系統(tǒng);運(yùn)行效率;提高方法

中圖分類號：TD442? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

眾所周知，煤礦資源對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及民眾的生活方面有著積極的影響。其中，在煤礦開采過程中，由于地下水的存在，導(dǎo)致礦井會在開采階段而出現(xiàn)正常的涌水現(xiàn)象，如果涌水現(xiàn)象劇烈，則可能會導(dǎo)致一系列突發(fā)性的水災(zāi)在礦井中出現(xiàn)，如不能妥善、快速地將水排放出去，則勢必會影響礦下作業(yè)人員的生命安全，導(dǎo)致煤礦開采作業(yè)無法有效完成。另外，在排水系統(tǒng)中，其在運(yùn)行過程中也會消耗較高的電能，所以為了降低電費(fèi)支出，保證井下開采可以順利進(jìn)行，采取措施來提升煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行的效率是尤為關(guān)鍵的。

1 強(qiáng)化煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要性

通常來講，在重力的作用下，水資源會更傾向往低處流動(dòng)，對于煤礦開采作業(yè)來講，絕大部分的開采作業(yè)均是在地面以下完成，如果礦井中的積水無法快速、及時(shí)的從礦井中排送出去，則一旦水位超過水倉的承載范圍后，便會導(dǎo)致礦井中存在大量的積水，對采煤工人的安全造成直接的影響，同時(shí)也會導(dǎo)致煤礦開采無法安全、有序地進(jìn)行，甚至還會引發(fā)更為嚴(yán)重的后果。

相關(guān)研究表明，當(dāng)有一噸煤炭資源從礦井中開采出來后，則可能會需要將近百噸的水排出到礦井之外。另外，加入涌水量很大，則可能要有數(shù)十倍于正常礦水的水量要排出到井外，以此來確保礦井中的煤炭開采可以有序進(jìn)行。另外，對于排水系統(tǒng)的離心泵來說，其功率在幾千瓦至上千瓦之間，并且根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，離心泵的電量消耗占據(jù)煤礦總用電量的1/5左右。所以，為了降低煤礦的電費(fèi)支出以及保障井下采煤人員的安全，則要求煤炭開采企業(yè)對排水系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與效率予以嚴(yán)加關(guān)注，在提升排水系統(tǒng)效率的同時(shí)，有助于更好地保障煤炭開采人員的生命安全，同時(shí)也可顯著降低電費(fèi)支出成本，對煤炭開采企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升有著至關(guān)重要的意義。

2 現(xiàn)階段我國煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)狀

在對我國部分煤礦礦井中的排水系統(tǒng)進(jìn)行性能方面的測試后發(fā)現(xiàn)，絕大部分煤礦中的排水系統(tǒng)滿足我國頒布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范中的要求，然而，其中也或多或少地存在一些問題，象管網(wǎng)效率普遍較低以及水泵的工作效率較低等，所以也因此導(dǎo)致單臺水泵的工作性能十分不理想，導(dǎo)致整個(gè)排水系統(tǒng)的性能有所下降。另外，對于煤礦中的主排水系統(tǒng)而言，其工作效率也存在較低的問題，并且耗電量大，對煤礦開采企業(yè)的運(yùn)行成本形成了極大的負(fù)面作用。此外，從實(shí)際開采工作上來看，即便煤礦排水系統(tǒng)的工作效率較低，則基本也不會對礦井的正常排水造成影響，同時(shí)也不存在引發(fā)安全事故的隱患，所以通常煤礦開采企業(yè)的管理層對此不以為然，但是如不提升煤礦排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，則會極大地影響煤礦開采企業(yè)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，對其今后發(fā)展是極為不利的。

3 導(dǎo)致煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率低的原因

3.1 配置存在缺陷

對部分煤礦開采企業(yè)進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，部分煤礦礦井中所用的排水系統(tǒng)的配置不合理，象水泵與電機(jī)不匹配等，導(dǎo)致水泵的排水性能難以充分地發(fā)揮出來，導(dǎo)致整個(gè)排水系統(tǒng)的效率無法有效提升。另外，部分煤礦開采企業(yè)排水系統(tǒng)中的水泵揚(yáng)程設(shè)置的較大，對主排水系統(tǒng)的性能未給予過多地考慮，從而導(dǎo)致水泵的運(yùn)行效率難以提升，并存在能耗增加的隱患，導(dǎo)致煤礦企業(yè)的用電成本急劇增加。

3.2 管路和水泵超期服役

對于礦井而言，其中的涌水存在相對復(fù)雜的組成成分，并且其中的雜質(zhì)也較多，所以當(dāng)煤礦排水系統(tǒng)工作一段時(shí)間之后，則一定程度的污垢層便會在水泵或者管道中形成，并且隨著工作時(shí)間的延長，容易堵塞，并且也會隨著排水管理出現(xiàn)程度不等的腐蝕，進(jìn)而使阻力系數(shù)在排水管理中進(jìn)一步加大，對排水系統(tǒng)的排水能力造成直接的負(fù)面影響。此外，在部分礦井中，當(dāng)中所用的排水系統(tǒng)較為陳舊，并且維護(hù)保養(yǎng)方面也存在一定的問題，導(dǎo)致排水系統(tǒng)的效率較為低下，并且在工作期間，電能消耗也較大，同時(shí)性能的發(fā)揮也較為有限。

3.3 水倉容積小

在部分礦井中，其中的水倉容積比較小，如果同時(shí)存在淤積問題，則會造成水泵的啟動(dòng)變得更加頻繁，同時(shí)也會增加電機(jī)的負(fù)荷，對排水系統(tǒng)形成一定的危害，并且也會增加設(shè)備出現(xiàn)故障的概率，導(dǎo)致保養(yǎng)、維護(hù)成本進(jìn)一步提升。除此之外，對于部分礦井而言，水泵的合理工作時(shí)間未予以有效的設(shè)置，同時(shí)也沒有對排水系統(tǒng)所存在的漏水問題予以有效解決，導(dǎo)致排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率大為降低。

4 提高煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的方法

4.1 使用現(xiàn)代化的排水系統(tǒng)

具體為：1）煤礦開采企業(yè)要注意加大現(xiàn)代化排水泵的使用力度，同時(shí)也有助于實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。另外，隨著我國社會環(huán)境保護(hù)意識的提升，相關(guān)法律已經(jīng)明確了煤礦排水系統(tǒng)所用的排水泵要具有一定的高效性以及節(jié)能性，所以加大現(xiàn)代化排水泵的使用力度是非常重要的。要對排水泵的先進(jìn)性予以關(guān)注，并且有助于降低排水泵出現(xiàn)故障的概率。2）設(shè)置更加現(xiàn)代化的排水系統(tǒng)，其中，為了提升排水系統(tǒng)的整體性以及先進(jìn)性，可使用計(jì)算機(jī)來對排水系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證排水系統(tǒng)的工作精度與速度滿足實(shí)際排水要求，不僅可以極大地提升排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)也有助于降低能耗。3）加大對電機(jī)選型的關(guān)注，排水系統(tǒng)的整體性能與電機(jī)型號密切相關(guān)，所以要根據(jù)礦井的排水量來合理地確定電機(jī)型號，使排水泵的性能可以得到進(jìn)一步的發(fā)揮。

4.2 建立完善的管理制度

管理制度的有效建立，有助于從制度上保證煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。具體為：1）加強(qiáng)煤礦開采工作的管理力度，認(rèn)真細(xì)致地做好礦井地質(zhì)勘探工作，并對地下水特點(diǎn)以及巖層厚度予以準(zhǔn)確記錄。2）做好排水系統(tǒng)的管理工作，首先要對排水系統(tǒng)的工作時(shí)間予以合理地設(shè)置，其次是當(dāng)排水系統(tǒng)工作時(shí)，相關(guān)人員要注意予以規(guī)范化的操作，并做好雜質(zhì)的清理工作，最后做好排水系統(tǒng)的日常維護(hù)、管理等工作，如出現(xiàn)故障，則要及時(shí)查明原因，采取更換等措施。結(jié)合排水設(shè)備的使用頻次，確定合理的保養(yǎng)周期，并綜合評價(jià)維修保養(yǎng)工作，不斷總結(jié)、優(yōu)化。

4.3 合理規(guī)劃排水管線

在滿足排水設(shè)備效率的前提下，應(yīng)選擇較大直徑的排水管線。為保證涌水完全排出礦井，可在排水泵出水口設(shè)置一定長度的管線。管道材料應(yīng)選擇綠色建材，確保使用年限。管線損壞棄用時(shí)，不會污染環(huán)境。

5 結(jié)論

總之，為了滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我國今后還將繼續(xù)加大對煤炭資源的需求，所以對于煤礦開采企業(yè)來講，為了保證煤礦開采工作可以有條不紊地進(jìn)行，必須要對煤礦排水系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高予以關(guān)注，同時(shí)也有助于降低其能耗成本，對進(jìn)一步促進(jìn)煤礦開采企業(yè)以及煤炭市場的發(fā)展有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]寇彥飛，楊潔明，寇子明.基于安全節(jié)能的礦井自動(dòng)化排水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭工程，2016，48（1）：31-34.

[2]苗立永， 楊磊， 趙林東，等.井工煤礦節(jié)能評估指標(biāo)體系構(gòu)建的探討與研究[J].煤炭工程， 2015，47（6）：146-148.

[3]湯慶勇.基于組態(tài)監(jiān)控和PLC技術(shù)構(gòu)建下的煤礦排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)芻議[J].電子世界， 2014（9）：113-114.