礦山水泵運行現狀及機械性能改造

馬彥東

遼寧有色勘察研究院有限責任公司 遼寧沈陽 110000

1 改進礦山水泵的重要性

水作為礦井災害中最嚴重的一種災害，長期以來，關于防治礦井水災的各種策略亦層出不窮。目前，在下山巷道掘進過程中，由于只是用了普通的單級水泵或者多級水泵，一旦水被抽干，就意味著水泵會吸入空氣，無法吸水，遭遇水多的時候，就會使礦井中存在大量的水，從而影響礦井工作人員的正常施工，甚至影響其生命安全。本著安全生產，預防為主的原則，從礦山水泵的角度出發，了解其運行的現狀，找到存在的問題，設計出更加安全可靠的水泵運行系統，才能更好地滿足礦井開采需求，確保工作人員的生命安全。

2 礦山水泵運行現狀

2.1 水泵運行工況效率低

調查顯示，盡管礦山水泵本身的效率較高，但是，由于得不到有效地使用，從而使得其運行工況效率低，達不到生產的要求。王要是因為許多礦業集團所選用水泵的揚程高或流量太大，從而使得水泵的運行工況點偏離了工業利用區的經濟合理段，沒有發揮出高效泵的作用，也將不同程度地提高生產成本。

2.2 水泵自身效率低

目前，我國尚有許多礦山企業為了節省成本開支而沒有對其機械設備及時進行技術更新，有許多礦并還使用老型號的低效泵。由于這些老型號的水泵本身效率就非常低，難以滿足當今礦產開采的需求，從而使得并下作業員工的安全性得不到保障。此外，盡管有一些礦并雖然采用較先進的或型泵，然而，由于缺乏相關技術人才，不能及時檢查和修理設備，導致機械損失、水力損失、容積損失加大，效率明顯降低。

2.3 水泵管路效率低

許多礦山企業由于在生產工藝設計時沒有充分考慮到礦山水泵管路效率的問題，而導致管路工作效率低下。王要是由于相關技術人員在進行排水管路與水泵匹配挑選時，不夠合理，往往存在管徑偏小或管路阻力偏大的現象。因為，礦山水泵的噸水百米電耗最低工況指的就是系統效率最大工況，然而，管理系統效率在工業利用區內隨流量增加而增大，如果一味地以礦山水泵的工作效率最高點作為選擇水泵的基本原則的話將不僅達不到降低能耗的目的，反而容易造成排水管路掛垢嚴重，使管路阻力增大，導致管路效率降低，并且影響到礦井下員工的人身安全。

3 礦山水泵機械性能改造

3.1 對水泵的內部損失進行控制

水泵的使用主要是通過將電機機械能轉換為流體機械能的過程，在這個過程中是存在諸多形式的能量損失的，由于這些損失的產生過程是十分復雜的，水流流體的運動情況也是充滿復雜性，對于這些損失的計算并沒有精確的計算方法和計算結果，需要從影響這些損失出現的因素進行管理，來實現對其內部損失的控制。首先需要針對水泵的機械效率進行控制，水泵機械效率和泵機的葉輪具有的幾何形狀有著密切的關系。在進行具有高揚程水泵的設計中，想要實現機械效率的提高，就需要其轉速較高并且葉輪的直徑也比較小，還要盡可能的采用多級泵，或者合理的增加葉輪葉片出口的安裝角，這樣來有效的避免葉輪直徑的過大，造成損失的增加，然后還要對水泵內部流動損失進行控制。為了避免其水泵內部的流動損失過大，在水泵的裝配中要保證合理，其葉輪的出口和導水圈也要吻合，并且還要合理的確定其過流部件流速值，避免脫流情況的出現。

3.2 進行水泵的合理選型

水泵的節能效果受到諸多因素的影響，其和管網設計的合理性以及匹配性具有直接的關系，因此，在進行水泵的設計中一定要保證其流量以及揚程和管網需要的標準具有一致性。為了防止水泵額定參數比實際的運行參數過大而造成可靠性的降低，就需要根據實際的情況來采用切割葉片和更換葉輪的方法來對水泵實現有效的技術改造。在現階段我國的礦山水泵使用中，水泵類型是十分繁多的，對于那些效率指標不高的水泵要進行及時的更換，還可以設計一些效率高的模型葉輪來對原來的葉輪進行更換，從而實現有效的節能目的。

3.3 水泵的調速節能

在水泵的運行過程中，往往存在一定的葉輪以及軸承的磨損情況，面對這種情況就可以采用變速調節的方式來進行減輕，這樣就可以實現對設備使用性能的提高，改善其啟動的性能。另外，還可以采用變頻技術來對電機進行有效的調速。在水泵的設計中，由于層層的加碼，會留有很大富裕量，這對能源的消耗是存在一定的浪費的。

3.4 機械密封的替換改造

為了滿足礦井開采的需求，適應復雜苛刻的工作環境，需要了解礦山水泵能否適應十分惡劣的環境，在機械性能改造的時候更要注意這一點。為了保證水泵能夠在抽真空等非正常操作環境中實現穩定工作，需要允許介質中含有比較多的固體成分和粉塵顆粒，同時還可以抗沖耐腐蝕。為了滿足上述需求，可采用波紋管機械密封，這種密封的優勢在于其性質是彈性的，而且采用的是S形焊接波紋管，強度高，穩定性好，具備優秀的性能，實現水泵的有效運轉。

通過上述對策可知，為了提高礦山水泵的效率，就要提高其機械性能，從而達到節能的目的。礦山水泵的運行效率和自身效率得到提升，就可以使其符合礦井開采的實際需求，避免水災導致的礦井災害，確保作業人員的生命安全。

總之，礦山水性能和運行狀況備受人們關注，目前其運行還存在很多問題，影響了礦井開采的質量，甚至威脅到作業人員的生命安全。因此，企業要加大技術突破力度，引進先進的技術和專業的技術人員，結合礦產實際情況和礦山水泵的實際運行情況，找到問題所在，認真分析原因，制定相應的解決措施，從而提高我國礦產開采的質量