礦山排水節能技術與實踐

張繼斌

摘 要：在礦山開采過程中，產生的工業廢水需要經過一定的處理之后才能排到作業面以外，從而保障作業面的安全。在排水的過程中，水泵設備是主要的能源消耗之一。結合相關工作經驗，對礦山企業排水節能技術進行了深入探討，主要從節能排水的意義和具體的節能措施兩方面進行了詳細的分析。

關鍵詞：礦山開采；節能排水；水泵設備；節約能耗

中圖分類號：TD744 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0035-02

1 排水節能的意義

隨著我國經濟建設的快速發展，礦山工業在國民經濟中的地位越來越重要，但不容忽視的是，與之相關的生態環境問題和能源利用問題也日漸凸顯，這些問題成為制約礦山開采企業效率的關鍵因素。在地下礦資源開采的過程中，會產生大量的工業廢水，對工業廢水進行處理并合理地排放對于礦業開采和環境保護而言是極為重要的一項措施。同時，礦井水的及時排放也有利于保障地下開采作業的安全性。據相關數據統計，在我國各地的煤礦開采項目中，每年需要排出約2.2×109 m3的礦井水，大重型煤礦每年排放的礦井水就達到約1.5×109 m3，這個量相當于每開采1 t煤就要排放3 m3的礦井水。而在一些地下水資源充沛的大水礦區，每開采1 t煤甚至要排放出10 m3以上的礦井水。

在礦井水的排放和處理過程中，水泵是應用最多的設備之一，也是單機聯系運轉時間最長、耗電量最大的設備。因此，礦山排水能否做到節能，在很大程度上是要看水泵設備能否經濟、節能地運行。而且，對于多數礦業開采項目而言，因地下環境復雜，涌水量多且不均勻，地下排水系統也就相應復雜，變化量大，這就導致各排水設備余量大。另外，管路的布置又容易受到地下開采作業巷道的影響，由此增加了管道的長度和能量損失，水泵設備有很大一部分功效會因此而產生浪費。再有，礦山開采企業員工的生活和生產用水，也需要用循環泵來進行加壓處理。在提倡節能環保的今天，綜合解決礦山開采過程中生活、生產用水的排放，在降低能耗的同時提高水泵設備的利用效率，不僅會給企業帶來實質性的經濟效益，而且對于社會的可持續發展來說，更是必不可少的舉措之一。

2 排水用泵節能的應用

2.1 采購優質、高效的設備

要想實現排水節能，無論是電機還是水泵，都要選擇技術先進且效率高的，從而提高排水系統的整體效率。近年來，各行各業在市場經濟中都有了突飛猛進的發展，水泵的鑄造技術和質量也不例外。水泵的鑄造水力模型的水力尺寸大小會直接影響到水泵工作時的性能參數大小，甚至是各零部件表面的粗糙程度，也和水泵的效率指標有一定的關系。因此，企業在采購水泵設備時，一定要在懂行情、了解水泵工作原理的基礎之上選擇優質產品，選擇技術先進且制造精密的水泵，以此來提高工作效率，達到經濟節能的目標。

2.2 水泵運行節能技術的分析

水泵運行的工況是否處于最高效率點，水泵的運行工況能否滿足實際需求并與之相匹配，水泵系統的定期檢修能否使其處于最佳的工作狀態——以上這幾點都與水泵運行效率的高低有著直接的關系。針對這幾點工作完善其研究和管理，對于礦山用泵節能工作是非常有益的。企業應當安排設備管理人員，定期對水泵性能進行測試，以便于隨時掌握水泵的運行狀況，從而對機組設備的運行進行經濟性分析和評價，找出運行效率低的原因，并及時采取相應的措施，從而提高水泵的經濟運行效率。另外，在水泵運行時，要盡量減少并聯運行，尤其是單管并聯運行，因為它會嚴重增加阻力；要避免放氣不徹底或是吸程過大運行， 以防止水泵產生汽蝕、喘振等故障，降低排水效率；要注意水泵避峰運行，以降低電費。通常情況下，水泵功率大時，避峰運行效果較佳。

2.3 重視管道的安裝和維護

排水管道的合理安裝與日常維護管理，也是確保排水系統節能的重要措施。安裝管道時，應選擇合理的管路截面積和流速，并采購內表面光滑的管道，從而降低管道排水過程中的摩擦損失。管道的走向布置要合理，既要躲開施工作業面，避免作業過程中對管道產生的破壞，同時又要盡可能地減少管道彎頭的角度和數量。在需要拐角處，可安裝適當彎曲半徑的機制彎頭或漸變三通，避免使用直角三通或肘形彎頭，應將進出水口做成喇叭狀，從而保證管路接頭的密封性和光滑程度。管道布置完成之后，要加強對管路的支撐，避免管道內壓力波動帶來的管道破壞，這些措施都能夠在一定程度上降低管理的局部阻力，從而節約能耗。另外，管道的日常巡查和維護工作也不可小覷，否則，排水系統工作時間久了，各種因素都會導致管道堆積或是泄漏、彎折，從而降低工作效率。

2.4 設備的檢修和維護

應定期對水泵設備進行檢修，以提高工作效率。水泵的機械效率與液體介質、水輪表面的摩擦損失、水泵軸承摩擦損失等因素有關；水泵的容積效率與葉輪、殼體間隙增大、回流增大、軸封等泄漏損失有關。因此，在掌握了設備的工作原理和問題產生的原因之后，要定時對水泵系統進行檢修和維護，更換磨損的零配件，降低摩擦和泄漏，這是提高水泵工作效率、節約能耗的有效措施。

2.5 建立嚴格的現場用水管理制度

礦業開采現場要建立嚴格的節約用水管理制度，提高職工節約用水的意識，尤其是要節制生活區的用水浪費情況，建立用水分配、使用、計量、考核、獎罰制度和工業洗煤水的循環利用制度，提高水資源的重復利用率，降低資源消耗。礦區地下排水節能還要考慮到地表水的防治，應避免礦井水排水量增大。對于作業面采空區的地表沉陷和裂縫等，要及時進行填塞，以防止河流水和附近水庫水源流到井下，進而增加排水的成本。

3 結束語

礦產資源開采效率過低，礦區生態環境破壞嚴重是我國礦業發展中所面臨的兩大重要問題。對于礦產開發企業來講，在今后的發展過程中從根本上認識節能、降耗的重要作用，不僅有利于社會的可持續發展，與企業自身也有著直接的利害關系。企業應從項目的方案設計、設備采購和運行管理等多個環節入手，將節能理念深入貫徹到項目開展的每個細節管理中去，這樣才能提高工作效率，節約能耗，從而為企業乃至社會創造更大的價值。

參考文獻

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〔編輯：曹月〕