[科普中國]-礦山排水

概念

礦井涌水量呈季節(jié)性周期變化，雨季（或溶雪期）達高峰，最大涌水量可為正常涌水量的1.5～3倍或更多。焦作煤田是中國涌水量大的礦區(qū)，據(jù)1977年統(tǒng)計，總涌水量每日達60萬米3，年排水耗電3.2億度，年排水費用達1700萬元，噸煤排水費3.61元，占原煤成本21%。排水方法有自流排水和機械排水兩種。為防止礦山水災，露天和地下開采均須有良好的排水系統(tǒng)和設(shè)備。1

排水系統(tǒng)分直接排水、分段（接力）排水和集中排水。直接排水的設(shè)備投資和運轉(zhuǎn)費用較少，且管理方便；雖所需水泵揚程大，水管承壓高，但只要有合適的水泵和水管，應優(yōu)先采用。①當?shù)V井多水平生產(chǎn)時，如上部水平涌水量大于下部，宜將下部涌水先排至上部水平，再由上部水平排至地面，稱分段排水；②如下部水平的涌水量大，則宜分別直接排至地面，以免各水平都安設(shè)大流量水泵，稱直接排水；③如上部水平涌水量很小時，將上水平的水自流放到下水平，上部水平可不設(shè)水泵，稱集中排水。

巷道水溝的斷面依流量、坡度、溝壁粗糙度和允許流速而定。水倉容量應不小于礦井4～8小時的正常涌水量，以防因電網(wǎng)或水泵的短時故障淹沒井巷，也利于平衡礦井用電負荷。水倉入口應設(shè)篦子，水中含有大量雜質(zhì)時，還應設(shè)沉淀池，防止淤泥和雜物吸入水泵。主要水倉應由兩個獨立水倉組成，以便輪流清理。2

礦山排水設(shè)備的任務(wù)在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中，各種來源的水不斷地涌入礦井。礦水積聚在巷道中，不但影響生產(chǎn)，而且還威脅著井下工作人員的健康和安全。所以，礦山排水設(shè)備的任務(wù)就是將這些礦水及時排送至地面，為井下生產(chǎn)創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保證井下工作人員安全工作和機械、電氣設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)。因此，要求排水設(shè)備必須安全、可靠、經(jīng)濟工作。2

安全規(guī)程對排水設(shè)備的要求裝在井下的主排水設(shè)備即使在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)事故，也會出現(xiàn)淹沒坑道的危險。為了保證井下的安全生產(chǎn)，對主排水設(shè)備提出一下要求：

A、排水設(shè)備必須保證在20小時內(nèi)排除24小時內(nèi)礦井的涌水，以保留備用時間；

B、排水設(shè)備應有備用量，以保證出現(xiàn)事故時接替使用和檢修，同時還必須滿足排除最大涌水的需要；

C、主排水設(shè)備的泵房應有防止突然被涌水淹沒的措施 D、主排水設(shè)備應在盡可能高的效率下工作。

E、主排水設(shè)備必須安全、可靠而經(jīng)濟地工作，以保障礦井安全生產(chǎn)。2

礦用水泵礦井必須裝備工作、備用和檢修三套水泵。工作水泵的能力，應能在20小時內(nèi)排出礦井一晝夜的正常涌水量。備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70%，工作水泵和備用水泵的總能力應能在20小時內(nèi)排出礦井一晝夜的最大涌水量。檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25%。水文地質(zhì)條件復雜的礦井，還要在主泵房內(nèi)預留增設(shè)水泵的位置。必須裝備兩路水管，其通過能力分別與工作水泵和備用水泵相適應，使兩水泵能同時開動，以保證雨季排水。

礦用水泵按使用特點可分固定式和移動式兩類。固定式水泵安裝在泵房內(nèi)，多用臥式離心泵，如主排水泵、區(qū)域水泵和輔助水泵。主排水泵和區(qū)域水泵均為多級離心泵。中國生產(chǎn)DS450-100型多級離心泵，流量為450m3/h，單級揚程100m，最大級數(shù)為7，最高效率達80%。輔助水泵一般是單級懸臂泵。排酸性水時需用耐酸泵。移動式水泵用于井巷掘進和被淹沒礦井的排水。為適應不同的工作條件，所用水泵種類甚多，除常用的臥式離心泵和立式離心吊泵外，尚有往復泵、蝸桿泵、噴射泵（壓力水揚水器）、氣升泵（壓氣揚水器）和潛水泵等。1

礦用水泵的分類A、按水泵葉輪數(shù)目分類 可分為單級泵和多級泵

單級泵：泵內(nèi)只有一個葉輪，揚程較低，一般在8～100米。

多級泵：泵內(nèi)由多個葉輪組成，泵的總揚程為所有葉輪產(chǎn)生揚程之和，揚程較高，一般在70～1000米，高的揚程可達1800米。

B、按水泵傳動軸的安裝位置分類 可分為臥式水泵和立式水泵 臥式水泵的傳動軸均為水平安裝。 立式水泵的傳動軸均為垂直安裝。

C、按水泵葉輪的進水方式分類 可分為單側(cè)進水式水泵和雙側(cè)進水式水泵 單側(cè)進水式水泵簡稱單吸泵，單吸泵的葉輪上只有一側(cè)進水口，葉輪兩側(cè)壓差較大。

雙側(cè)進水式水泵簡稱雙吸泵，雙吸泵的葉輪兩側(cè)都有進水口，流量比單吸泵大一倍。

D、按水泵的工作介質(zhì)分 可分為清水泵、渣漿泵和泥漿泵。1