煤礦井下排水系統研究分析

趙 陽

（淮北礦業集團 蘆嶺煤礦 保運一區，安徽 淮北 235000）

煤礦井下排水系統研究分析

趙 陽

（淮北礦業集團 蘆嶺煤礦 保運一區，安徽 淮北 235000）

對于煤礦企業來說,安全是首要的大事,事關企業的發展和穩定,事關廣大干部職工的利益和需求。本文首先探討了煤礦井下排水系統的重要性，緊接著對礦井排水系統的要求做出了分析，最后研究了多種不同的礦井排水方式并做出了對比。

煤礦；井下排水系統；安全

0 引言

煤炭行業作為我國的支柱行業，其安全問題日益凸顯，如何使煤礦安全生產成為了制約煤礦生產的關鍵問題。煤礦井下排水系統作為煤礦生產的六大系統之一，擔負著排除井下積水的重要任務，即是把流入井下巷道中的積水排送至地表。在煤礦開采過程中，由于地層中含水的涌出，會有大量的礦井水日夜不停地匯集到井下，此外，突發的突水事故會使涌水量突然增加，如不能及時的把積水排送至地表，井下生產可能受到阻礙，更甚者會造成重大的安全事故，因此及時有效的排出井下積水顯得尤為重要。

1 礦井排水系統的要求

1）水泵：必須有工作、備用和檢修水泵。工作水泵的排水能力，應能在 20 小時內排出礦井 24 小時的正常涌水量（包括充填水及其它礦井用水）；備用水泵排水的能力應不小于工作水泵能力的 75％；工作及備用水泵的總排水能力，應能在 20 小時內排出礦井 24 小時的最大涌水量；檢修水泵的排水能力應不小于工作水泵能力的20％。水文地質條件相對復雜的礦井，可考慮在泵房內預留安裝一定數量水泵的位置。

2）水管：必須有工作和備用的水管。工作水管的排水能力應能配合工作水泵在 20 小時內排出礦井 24 小時的正常涌水量；工作和備用水管的總排水能力，應能配合工作和備用水泵在 20 小時內排出 24小時的最大涌水量。

3）配電設備：應同工作、備用和檢修水泵相適應，并能夠同時開動工作與備用水泵。有突水淹井危險的礦井，可考慮另行增建抗災強排能力泵房。

2 礦井常見的幾種排水方式

2.1 壓入式、吸入式及壓、吸并存式排水方式

根據水泵吸水井的水位是否高于水泵吸水口位置，可分為壓入式和吸入式兩種排水方式。水泵吸水井的水位高于水泵吸水口位置，這種排水方式叫做壓入式排水；水泵吸水井的水位低于水泵吸水口位置，這種排水方式叫做吸入式排水。

1）壓入式排水方式。壓入式排水時，因為水泵吸水口位置低于被排水的水面的位置，所以水泵啟動前，只需打開水泵吸水側閘閥，水就會自動灌滿泵體，水泵灌滿水后，便可啟動電動機，然后逐漸打開水泵排水側的閘閥，水泵就可以進行排水；同時，吸水管和水泵內不需要排空氣，排水系統不需要安裝真空泵、射流泵等引水裝置，并且泵的吸水管路上也不需要安裝底閥，啟動非常方便。壓入式排水時，水泵內有一定的水壓，水泵工作時一般不會產生氣蝕現象，排水系統的效率較高。 但是，壓入式排水方式存在一定的風險性，它的缺點是一旦發生泵房、水倉隔水墻漏水或垮塌、排水（供電）設備發生較大故障,或者操作人員操作失誤等情況，就容易發生水淹泵房的重大安全事故。因此，壓入式排水要求水倉周圍巖層沒有裂縫；泵房、水倉隔水墻和泵房的排水供電設備必須有很好的可靠性；排水泵工必須要有很強的業務素質和工作責任心。這種排水方式一般較少采用，采用時要進行可靠性論證，并確保要有安全可靠的排水措施。

2）吸入式排水方式。吸入式排水方式是指排水的水面低于水泵的吸水口位置。與壓入式排水方式相比，吸入式排水方式具有安全性高，工作可靠等優點。在不發生全井重大供電等意外事故的情況下，一般不會造成水淹泵房事故。目前，我國礦山井下的排水一般都采用這種排水方式。 吸入式排水方式的缺點：水泵需要安裝排真空裝置或底閥和灌引水裝置；排水的效率較壓入式排水方式低；當水泵安裝吸水高度不合理時，可能會導致水泵發生氣蝕。

3）壓、吸并存的排水方式 。壓、吸并存的排水方式是指以泵房標高為準設有上、下兩個水倉，上部水倉水位的高度比水泵吸水口位置高，下部水倉的水位高度比水泵吸水口低，上部水倉的水采用壓入式排水，下部水倉的水采用吸入式排水，這種排水方式叫做壓、吸并存的排水方式。這樣，即可以發揮壓入式排水的優點，又可以發揮吸入式排水的優點，從而保證了泵房排水的安全。當壓入式排水泵房發生故障時，就可以把水倉的水放到下水倉，全部采用吸入式排水，一般不會造成跑水淹泵房事故。

2.2 移動式和固定式排水方式

根據水泵位置是否移動，可以分為移動式排水和固定式排水兩種方式。

1）移動式排水方式。移動式排水方式是指水泵的位置隨著工作面得移動或水位的變化而移動的排水方式，如排出立井、斜井掘進工作面的涌水以及排干被淹沒的礦井、水平或局部下山的積水，但一般情況下只為礦井的局部排水服務。

2）固定式排水方式。固定式排水方式是指水泵的位置固定不變，礦井的涌水均由該泵房排出的排水方式。固定式排水方式是礦井的主要排水方式。固定式排水方式主要是指吸水井內的水經底閥、吸水管進入水泵，經過水泵加壓后，經由閘閥的逆止閥，再沿排水水管路排至地面的流水溝。為了減小底閥對水流的阻力，提高排水效率，目前，大多數固定式排水系統中，均不采用底閥排水。 礦井固定式排水方式還可以分為集中式和分段式兩種。

3 結語

礦井主排水系統是煤礦大型設備的重要組成部分，其能否正常運行直接關系到整個礦井的安全生產。礦井主排水系統一般由若干主排水泵、排水管路以及配套電機等組成，統一安置于井底的中央泵房內。此系統具有可靠性要求高，啟泵、停泵操作繁瑣等一系列的缺點，所以，如何提高礦井中央泵房的自動化程度，做到科學管理、運行并滿足煤礦生產調度綜合自動化的要求，顯然以成為急需解決的問題。

隨著煤炭生產技術的快速發展，井下排水效率和自動化水平已經成為制約煤炭生產的關鍵因素，其工作的安全性、可靠性以及工作時間的合理配置，對礦井的安全、高效生產有著重大的意義。同時，隨著現代化煤礦建設的步伐加快，對井下中央泵房自動化程度的要求也日益突出。

[1] 李澤松.井下水泵房自動排水系統的研究[D].太原理工大學,2005：1-8.

[2] 譚一川.煤礦工業水泵自動化監控系統研究與應用[D].重慶大學,2009：4-5.

[3] 李亞峰.水泵及水泵站[M].機械工業出版社,2009.07.