对煤矿主排水泵应用相关问题的探讨

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【摘 要】由于在煤矿生产过程中，矿井涌水这一常见问题通常会伴随生产全过程。所以煤矿井下排水系统也就成为是生产设备不可或缺的重要组成部分。为了确保煤矿井下生产安全、有效进行，必须及时把涌入矿井的水排出去，否则不仅会淹没设备，还会对矿井和井下作业人员构成严重威胁。本文对主排水泵相关问题展开探讨，以期通过井下排水工作的完善，推动煤矿生产效益的不断提升。

【关键词】主排水泵；作用；选用与安装；效率提升；常见问题处理

煤矿井下主排水系统的作用是排出井下涌水，主要包括水泵、吸水管路和相关附件等。其不仅是确保井下生产安全的固定设备，而且由于煤矿生产的特性，在矿井生产的过程中矿井涌水的排出问题时刻存在。因此，深入探讨和分析井下主排水泵使用中的相关问题具有十发重要的现实意义。

1.煤矿生产对矿井主排水泵的要求

矿井主排水泵房担负着排出井下积水的重要任务，是矿井防治水的重要组成部分，是保证矿井安全的关键环节。《煤矿安全规程》规定主排水设备应满足如下要求：

1.1 必须有工作、备用和检修水泵

工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

1.2 配电设备应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作和备用水泵

为了确保主排水泵的安全高效运转，应用自动化控制技术很有必要。这种现代工业化控制和监测装置，除能完成水泵的单机控制外，还可通过工业以太网传输接口模块与设置，在井上调度指挥所有排水泵等被控设备，最终实现水泵的自动化控制，提高生产效益和可靠性。

2.矿井主排水泵的选择与安装

2.1矿用主排水泵的选用

矿用排水泵的选用是一项十分重要的工作，如果选择不当，将导致泵在工作中流量偏大或偏小，扬程偏高或偏低，材料不耐磨蚀、腐蚀等，这不仅在使用上不能满足生产要求，而且效率低、寿命短，造成浪费和损失。甚至在紧急状况下，由于无法达到预期工作状态而引发其他事故。

选型主要依据流量和扬程。需要知道装置的最小流量和最大流量，选泵时以最大流量为依据，在没有给出最大流量的情况，通常可以取正常流量的1.1倍。装置系统所需要的扬程，除了考虑最低吸入液面和最高输水高度外，还应考虑管路系统的布置情况，一般选泵时取系统扬程的1.05～1.1倍。确定好流量和扬程这两个性能参数后，再根据装置系统的要求确定采用的具体泵型，并依据具体的矿井生产的实际情况确定采用何种配置。

2.2矿用主排水泵的安装

矿用排水泵一般在下井安装之前应该解体检查，然后重新装配。泵的装配必须严格按照技术说明书进行。

水泵的安装位置应该满足允许吸上真空高度的要求，其安装基础必须水平、稳固，基础上的预留孔要根据水泵的尺寸浇注。管路系统中水泵的进水管口径应该比泵的进口大1～2档，出水管口径不得小于泵的出口，进、出水管的具体规格应通过计算最佳流速并通过严格的经济比较来确定。

水泵进水管必须具有良好的密封性，并尽可能地减短长度（但泵的进口前管路最好有4倍直径长的直管段），以及减少阀门和弯头、变径管等管路部件的数量，如有弯头，还应尽可能加大弯头的弯曲半径。同时，为使运行时进水管内不聚集空气，一般要求进水管略微上斜与水泵的进口相联接，进水管的吸入口应该保证有一定的淹没深度，底阀的入水深度必须大于进水管直径的1.5倍，由于可能会有煤块堆积，吸入口离池底和池壁距离最好大于0.75m，最小不得小于0.5m。另外，进吸入口应设有过滤装置。所有与泵连接的管路应具有独立、牢固的支承，以消减管路的振动和防止管路的重量压在泵上。

矿用排水泵的安装要求矿用排水泵和电动机一般采用联轴器联接，这时要保证轴心在同一直线上，且应以泵的轴线为基准找正，以防机组运行时产生振动及轴承单面磨损。联轴器应该具有一定的间隙，矿用排水泵间隙一般为5～8mm。

3.提升矿井排水泵效率的措施

3.1延长排水泵高效运行的时间

实践表明，由于井下环境复杂，排水泵维持70%以上效率的持续运行时间常无法达到预期，造成效率过快降低的原因主要是气蚀和磨损。这可以通过维修，及减少泵中各种损失来解决。具体措施如下：

（1）定期检修水泵，及时更换损坏严重的叶轮、口环、平衡盘、密封圈等，保持密封良好，间隙合理，以减少泄漏。此外，经大修后的水泵应先经技术性能测定后再下井安装。

（2）将叶轮，特别是一、二级叶轮、口环和平衡盘等易损零部件更换成耐磨损抗气蚀较好的材质，如可用耐磨性更好的铜质叶轮替换传统铸铁叶轮，能有效提高水泵使用寿命。

（3）为了能将效率低的水泵及时升井大修，每一泵房管路的出水口应装置流量测定装置，如标准堰口、喷嘴等，以便经常测定水泵的流量和效率。

3.2使富裕扬程控制在合理范围内

由于设计时将各损失估计过高，水泵选型不当，造成实际扬程过高，电机过载，水泵气蚀现象加剧、效率降低，进而造成能源浪费。调整水泵扬程最简单的方法是车削叶轮外径和拆去一级或几级叶轮。

3.3及时清挖水仓

为了减少吸水阻力，煤矿井下可在拆除吸水底阀，采用射流或真空泵灌水的基础上，还应对水仓和吸水井进行及时清挖，以避免出现水泵笼头堵塞、流量下降，甚至于烧坏水泵的现象。这也是减少水泵零部件气蚀和磨损，延长水泵高效运行时间非常重要的方法。

3.4降低管道阻力、提高管路效率

煤矿井下水质硬度大，易结垢，若管路使用时间长，则管道内壁结垢严重，有效通流面积降低，管道内流速提高，损失扬程增加，管路效率降低。因此，为了降低管道阻力，应及时清除管内结垢，以提高排水泵工作效率。

4.排水泵常见故障的原因及解决

4.1启动时水泵不吸水，压力表及真空表的指针剧烈跳动

原因： 注入水泵的水不够，吸入管与仪表漏气。解决方法： 处理漏气处，确保水泵内注满水。

4.2水泵不吸水，真空表指示高度真空

原因： 底阀没有打开或已被於塞，吸水高度太大。解决方法：检查或更换底阀，降低吸水高度到设计范围。

4.3压力表指示正常，水泵仍不出水

原因： 闸阀、逆止阀未打开，选型不合理。解决方法： 确保闸阀、逆止阀打开，确保水泵理论扬程高于实际扬程。

4.4水泵震动大

原因： 水泵轴线与电机轴线不在同一条中心线上。解决方法： 矫正水泵和电机联轴器外圆同心及端面间隙。

4.5轴承温度高

原因： 轴承不良，轴承质量欠佳。解决方法： 检查或清洗轴承，注入适量的油，更换轴承。

4.6工作泵和备用泵不能同时启动

原因： 配电能力不能满足要求。解决方法： 减少线路负荷，提高供电能力。

5.结语

排水泵的合理、高效运行是事关矿井生产的安全与效率，因此，以具体生产实际情况为依据，正确选择、安装和使用主排水泵，对于保证井下安全和设备经济运行有极大的现实意义。 [科]

【参考文献】

[1]管志胜.提高煤矿井下主排水泵系统效率的途径[J].煤炭技术，2006（7）.

[2]王俊梅.矿山主排水泵检测检验常见问题与对策[J].河南化工，2011（1）.