淺談影響煤礦排水泵運行性能的因素及改進措施

■李油生 ■福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364000

煤礦產生的地下水主要源于多方面，在我國有近五分之一的煤炭儲量受水害的威脅。通常礦井的排水量能達到采煤量的2 至7 倍，甚至有的礦井可達數十倍，這就需要有可靠的井下排水設備將水安全可靠排到地面，以便給井下開采創造適宜的環境。影響煤礦排水泵運行性能的相關因素主要有設備選型、維修周期與質量以及吸入口的控制等相關方面。因此，在影響排水泵運行性能的因素方面有很多值得注意和研究的地方。

1 煤礦如何選用型號合適的排水泵

一般而言，煤礦使用的排水泵無故障運行的時間一般不超過1000小時，由于礦井的特殊需要，選用煤礦排水泵時要充分考慮使用環境、排水效率和可靠性。

1.1 排水泵的選型

選用排水泵以最大流量為依據，流量大的泵價格高，但可以安排在電價低廉的時段作業。可取正常流量的1.1 倍，在揚程方面適宜選用揚程為系統揚程的1.05 至1.1 倍的排水泵，同一個排水泵根據礦井水深要配備不同揚程的葉輪。大型礦井中央泵房排水可選用高壓D 型多級泵為主排水泵，區段排水或截流排水則可選用價格便宜，配件通用且維修方便的IS 系列排水泵，注意要充分考慮礦井最大涌水量和突發水的因素而要確保排水能力要有充足的余量，而采區或工作面則可選用保護裝置齊全的潛水電泵進行排水，從而組成完整的礦井排水系統網絡，才能確保排水泵的安全運行和礦井排水可靠。

1.2 選用耐磨泵

當煤水中各種顆粒較多，煤礦采區排水用泵必須充分考慮抗磨蝕，MD 型泵抗磨損能力相對更強。耐磨鑄鐵制的泵效率較老款的泵高10%至20%，使用壽命也更長。且由于煤礦井下瓦斯、水中巖塵和煤塵含量高，選用隔爆型電機驅動的排水泵比較適宜。

1.3 選用耐腐蝕泵

煤礦開采過程產生的礦坑水當pH 值小于4 時，因礦坑水會腐蝕排水泵葉輪等，降低其使用壽命，會導致普通排水泵連續工作時間短且維修頻率高，費時費力。因此，在礦坑水腐蝕性明顯時應選用耐酸泵提高排水泵使用壽命。

2 維護檢修安排

煤礦礦井排水泵的內部構件應經常養護和維修，各種易損件包括各葉片、葉輪以及導葉和平衡盤等，在其損壞或磨損后及時進行維修和更換，特別注意要保證維修質量。排水泵在每年雨季前要安排大修，且雨季來臨前很有必要對排水泵進行性能測試，確保排水泵性能可靠。雨季結束后適宜安排中修，同時要綜合考慮效率和電耗的因素，靈活安排排水泵的維修和養護。排水泵檢修時，應合理控制好間隙，間隙過大會降低效率;間隙太小會縮短使用壽命，應用較多的主力泵型在這方面都有可借鑒的成功經驗。

3 改進措施

3.1 降低水泵內部損失，使水泵使用效率提高

水泵在原動機的機械能轉變為流體機械能時，就會產生不同能量損失的現象，這些損失可以分為三類:(1)容積損失;(2)機械損失;(3)流動損失。因為水泵內部流體運動具有復雜性，這些損失到現在還不能進行準確的計算，都是采取試驗的方式進行測定，之后再通過經驗與相關理論進行計算，要想促使水泵自身的效率有所提高，就必須要將這些損失降低。首先。水泵的機械效率受到泵機葉輪的形狀的直接影響，所以，在選取水泵的過程中，必須要選擇或者設計一些轉速相對較高，并且葉輪的直接較小的水泵;將葉輪蓋板的外表面與泵殼內表面的粗糙度有效降低，能夠促使水泵效率的提高。其次，將動、靜間隙所產生泄露流動的過流面有效減小，還可以盡可能將泄露流道的流動阻力不斷增加，有利于將水泵的容積損失降低，從而促使容積效率的不斷提高。最后，在設計或改進水泵的過程中，要將葉輪出口和導水圈裝配的較吻合，將水圈向返水圈翻轉時流道內的毛刺等進行清除;對于過流部件每個部位的流速值進行有效的確定;在流道中盡可能防止或降低脫流現象的出現等。

3.2 選擇合理的水泵設計參數

為了降低與避免由于水泵的額定參數不小于具體運行參數，所導致運行效率與可靠性的降低，必須要通過不同狀況分別采取更換高效葉輪與切割葉片的方式對水泵進行技術改進。現階段，我國采用的水泵模型較多，但是效率指標卻都不夠高，那么久可以采用高效水泵與之替換，也可以設計出效率高的葉輪與原值葉輪進行替換，不僅可以促使水泵效率的提高，還實現了節能的目標。

3.3 加強對污水沉淀的重視

最大程度的將水中的木屑攔擋在水泵外部，采取有效的污水沉淀措施，將煤礦中礦井水中含量的煤泥等有效的減小，避免或降低堵塞現象的發生。

3.4 避免外界空氣進入到水泵中

在具體操作過程中，必須有效避免外界空氣進入到進水管與水泵的進水段中。與此同時，還需要保證下限水位必須在過濾器法蘭端面的30—40cm 以上，不然空氣就會穿過水層進入到水管中。

4 吸入口的控制

吸入口是排水流程的起始環節，對于能否有效排水具有至關重要的作用。在吸入口的裝置中應充分考慮合理使用控制技術，控制好進水的雜質含量，控制好可能對排水泵造成腐蝕的其他不良因素，盡量把潛在的危害消除在吸入口。在吸入礦坑水時，會有小塊的物體夾雜在水中，并卡在第一、二級葉輪的流道內。水泵的故障產生的部位大約有一半會來自吸水端，在吸入口采用必要的防堵塞、防汽蝕等裝置可以有效降低故障發生率，延長排水泵壽命。可以使無底閥排水的水泵工作的效率提高1 至2 個百分點，同時，可免去底閥漏水、堵塞等麻煩。通過真空泵或噴射吸水器可以有效提高吸水高度并實現節電的效果。若取消水泵的底閥，需在進水口加裝一個有孔的鐵板濾網，鐵板濾網上可以鉆f6～16 的孔，這些孔的總面積原則上不應小于進水管截面積的4至6 倍;鐵板濾網底面距離吸水小井底部應大于等于50 厘米。

5 存在的問題和建議

煤礦在選用排水泵時，應充分考慮到使用的具體環境，同時要考慮維修、養護等方面的問題，并安排專人進行監護。目前，煤礦排水泵在使用中受到的影響因素較多，致使排水泵的使用效果和壽命都不是很理想。只有不斷加強排水泵的維護保養和操作工的操作技能，不斷的加強水泵的改進措施，才能不斷提升煤礦排水泵的性能和壽命。

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