高壓水泵在井下排水中的運(yùn)用研究

趙革慶

摘 要：為保證排水供電較高的可靠性，現(xiàn)需要升級(jí)改造井下排水系統(tǒng)。詳細(xì)分析了改造的總體方案，仔闡述了其中具體設(shè)計(jì)方案，有助于解決成本解決及縮減維修量，指導(dǎo)后續(xù)研究的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：高壓水泵；下排水中；改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.201

高壓水泵中應(yīng)用比較廣泛的就是微型高壓水泵。其壓力較高，體積小，容易攜帶，同時(shí)可應(yīng)用于車(chē)載電瓶帶動(dòng)等，往往用作清洗及抽水等。不同種類(lèi)微型水泵，在礦藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中因?yàn)榇髿饨邓爱a(chǎn)用水等涌入礦井，這部分水成為礦井涌水量，一般是采掘量的很多倍。高壓水泵在井下排水中發(fā)揮了重要作用，維持著排水的正常及安全。以往研究中探討是否在既有基礎(chǔ)上增加排水水泵及供電變壓器，而由于受到泵房場(chǎng)地及維修等因素的影響，本次研究決定整改井下排水變成高壓一段排水，現(xiàn)將此次設(shè)計(jì)方案及投入及節(jié)約費(fèi)用情況進(jìn)行如下分析。

1 井下排水中高壓水泵應(yīng)用的研究意義

通常金屬礦地質(zhì)條件較為復(fù)雜容易出現(xiàn)透水事故。為避免此種情況的出現(xiàn)結(jié)合國(guó)家“十一五”科技支撐項(xiàng)目需求，有關(guān)高壓水泵在井下排水中的運(yùn)用研究文獻(xiàn)內(nèi)容較少，參閱相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，對(duì)高壓水泵在井下排水中的運(yùn)用進(jìn)行研究，升級(jí)高壓水泵，將新設(shè)計(jì)用于應(yīng)對(duì)礦井被淹情況，維持系統(tǒng)正常排水，當(dāng)?shù)V井產(chǎn)生淹井透水事故時(shí)，處在高壓水密閉的極端條件下，依然可正常排水，保證排水工作的可靠性。

2 優(yōu)化高壓水泵整體方案

泵的型號(hào)：D300/80×6，流量300立方每小時(shí)，揚(yáng)程480米。MD155/67×8，流量155立方每小時(shí)，揚(yáng)程536米。在剛開(kāi)始時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，在排水管路上，改變現(xiàn)在的六寸管路，變成八寸管路，590水平已有低壓泵經(jīng)過(guò)調(diào)整，變成4臺(tái)MD280高壓泵，延伸現(xiàn)有的2條高壓電纜至590水平泵房，不再使用四中段變電所及650水平變電所、水泵房，補(bǔ)充4臺(tái)高壓?jiǎn)?dòng)柜及2臺(tái)高壓進(jìn)線柜，650水平巷道涌水通過(guò)水道集中進(jìn)入590水平污水倉(cāng)，經(jīng)過(guò)改造，通過(guò)590水平污水泵將650水平涌水及590水平污水揚(yáng)至地表水倉(cāng)。

排水能力：剛開(kāi)始選取水泵型號(hào)MD280，流量每小時(shí)280m3，這20h排除量接近5000m3，當(dāng)涌水量增大時(shí)，需要20h排完一晝夜涌水。本次改造也有其優(yōu)點(diǎn)及不足：優(yōu)點(diǎn)：①精簡(jiǎn)流程，改變已有低壓兩段排水生成高壓一段排水，縮短了排水時(shí)間，節(jié)省排水電費(fèi)，避免維修成本的消耗；②排水量大，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，還能提供需求排水需求；③可二次使用拆下的設(shè)備，以往650水平設(shè)備用作590水平設(shè)備。缺點(diǎn)：一次性投入過(guò)大，施工周期長(zhǎng)，會(huì)對(duì)正常生活構(gòu)成影響[1]。

設(shè)備經(jīng)過(guò)改在投資：MD280-65×8水泵3臺(tái)×7.0萬(wàn)元=21.0萬(wàn)元；8寸64公斤逆止閥4個(gè)×0.40萬(wàn)元=1.60萬(wàn)元；8寸64公斤閘閥9個(gè)×0.50萬(wàn)元=4.5萬(wàn)元；Y4502-4-710/6電機(jī)3臺(tái)×16.0萬(wàn)元=48.00萬(wàn)元；GGIA-630/6啟動(dòng)柜3臺(tái)×4.90萬(wàn)元=14.70萬(wàn)元；GGIA-630/6電源柜1臺(tái)×3.0萬(wàn)元=3.0萬(wàn)元；YJV22-3*70電纜600米×250元=15.00萬(wàn)元；DN200焊管200米×100元=2.00萬(wàn)元；DN200無(wú)縫鋼管1800米×200元=36.00萬(wàn)元；8寸底閥4個(gè)×400元=1600元；水泵基礎(chǔ)3萬(wàn)元；管路附件4萬(wàn)元；電纜溝及附件3.5萬(wàn)元。

改造后的電費(fèi)節(jié)約：現(xiàn)有的的低壓泵：基本電費(fèi)638400元+排水電量5127885度×0.57元=3561294元；改造后的高壓泵：基本電費(fèi)323760元+排水電量4198230度×0.57元=2716751元；節(jié)約電費(fèi)3561294元-2716751元=844543元；節(jié)約人工費(fèi)6萬(wàn)元，維修費(fèi)5萬(wàn)元；合計(jì)年可節(jié)約費(fèi)用954543元。

3 高壓水泵改造方案具體設(shè)計(jì)

3.1 高壓水泵的選型

①設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。井口標(biāo)高為及590水平泵房地坪標(biāo)高、地表水倉(cāng)最高水位標(biāo)高分別為1015米、590米、1017米，吸水高度2m。單條揚(yáng)水管長(zhǎng)約600米，吸水管長(zhǎng)5米，120°焊接彎頭及90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭分別為9個(gè)和4個(gè)，每套管路設(shè)底閥與閘板伐各1個(gè)。

②水泵所需靜揚(yáng)程。水泵所需靜揚(yáng)程HST=439.00m=820.00-383.00

+2。

③吸水管水頭損失。在設(shè)計(jì)中使用DN200×6普通焊管，長(zhǎng)度5 m。公稱(chēng)內(nèi)徑200底閥及90°彎頭各1個(gè)，吸水管水頭損失Hd=彎頭局部損失H彎0.17+底閥局部損失H底1.45+摩阻損失HS0.14=1.72m。

3.2 負(fù)荷線及電源線的選擇

①負(fù)荷線選擇。以電機(jī)額定電流68A為參照，查閱供電手冊(cè)得知，YJV22電纜22MM的載流量是140A，所以，選取的電機(jī)負(fù)荷線電纜型號(hào)為YJV22-3*25。②電源線的選擇。現(xiàn)階段公司井下排水電纜中YJV22*95排水電纜，載流量310A，YJV22-3*70排水電纜，載流量250A，均符合2臺(tái)泵同步運(yùn)轉(zhuǎn)需求，延伸這兩條電纜延伸至590水平。鉬業(yè)公司9年竣工，運(yùn)行期間，達(dá)到排水需求，保證礦山排水的無(wú)異常性，相比成本投入，節(jié)約的成本更多，縮減了維修量。

4 結(jié)束語(yǔ)

高壓水泵用于井下排水中，維持著系統(tǒng)排出的穩(wěn)定及正常。高壓水泵于高壓水密閉較復(fù)雜環(huán)境中還能正常排水，較為可靠；升級(jí)排水系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)大涌水量或深層開(kāi)采礦情況，集中實(shí)現(xiàn)礦井正常排水裝備及災(zāi)后強(qiáng)排水裝備的統(tǒng)一性，避免災(zāi)后人力及物力等資源過(guò)大損失。保障搶救人員生命安全，縮短復(fù)礦時(shí)間，節(jié)省成本[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊長(zhǎng)春.高壓水泵在井下排水中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2013（09）：202-204.

[2]張萬(wàn)忠，郭瑜，韓素茹等.礦井排水電機(jī)-水泵系統(tǒng)在高壓水作用下的穩(wěn)定性研究[J].建井技術(shù)，2011，32（z1）：35-38.