淺談煤礦主排水泵的重要性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我們對(duì)能源的需求也越來越迫切。煤炭的開采和利用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。然而，我國(guó)煤田地質(zhì)條件十分復(fù)雜，是世界上突發(fā)水事故最嚴(yán)重的國(guó)家之一，礦井水害一直是制約我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一，受水威脅的煤炭?jī)?chǔ)量占探明儲(chǔ)量的27%，采礦中頻繁發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。為了保證礦井下工作人員的安全和礦井的正常運(yùn)作，優(yōu)良的排水系統(tǒng)是關(guān)鍵，因而主排水泵在煤礦圣餐中的重要性是不容忽視的。

礦用主排水泵的選擇

在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，如果排水泵選擇不當(dāng)，將導(dǎo)致泵在工作中流量偏大或偏小，揚(yáng)程偏高或偏低，材料不耐磨蝕等，這不僅在使用上不能滿足生產(chǎn)要求，而且效率低，壽命短，容易造成浪費(fèi)和損失。甚至在緊急情況下，由于無法達(dá)到預(yù)期工作狀態(tài)而引發(fā)事故。因此，排水泵的選用是一項(xiàng)十分重要的工作。

《煤礦安全規(guī)程》[1]規(guī)定主要排水設(shè)備必須有工作、備用和檢修水泵。其中工作水泵的能力應(yīng)能在20小時(shí)內(nèi)排出24小時(shí)的正常通水量；備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70％，并且工作和備用水泵的總能力應(yīng)能在20小時(shí)內(nèi)排出礦井的最大涌水量；檢修水泵的能應(yīng)不小于工作水泵能力的25％。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)具體情況，另外增設(shè)水泵。

在選擇水泵時(shí)，首先要了解煤礦水文地質(zhì)情況。需確定最大涌水量及正常涌水量，了解礦井涌水的特性，包括粘度、比重、毒性、腐蝕性等等。充分考慮水的泥沙含量、粒徑分布、硬度和所含成分對(duì)水泵性能的影響。酸性水對(duì)排水設(shè)備有很大的腐蝕作用，目前國(guó)內(nèi)的抗酸性水的水泵種類較多，技術(shù)相較成熟，如不銹鋼、陶瓷技術(shù)等。因此在選擇水泵時(shí)，除了滿足技術(shù)上的要求還要考慮經(jīng)濟(jì)合理。

所選水泵應(yīng)滿足流量、揚(yáng)程及不同時(shí)期的排水要求。根據(jù)裝置的最小流量和最大流量。選泵時(shí)，以最大流量為依據(jù)，若沒有給出最大流量，通常可取正常流量的1.1倍。裝置系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程，除了考慮最低吸入液面和最高輸水高度外，還要考慮管路的不知情況，一般取系統(tǒng)揚(yáng)程的1.05-1.1倍。目前用于排水的泵主要有一下三類：離心式，軸流式和混流式[2]。離心式水泵適合用于高揚(yáng)程的場(chǎng)合，且能在揚(yáng)程變化較大的情況下運(yùn)行。軸流式水泵由于功率曲線比較陡，揚(yáng)程的微小變化就會(huì)引起功率和效率的大幅度變化，因此適用于低揚(yáng)程大流量的場(chǎng)合。混流泵的功率曲線較為平坦，揚(yáng)程的變化對(duì)功率影響很小，因此適合揚(yáng)程變化大的場(chǎng)合。此外混流泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低，還具有較強(qiáng)的抗氣蝕性。再選擇水泵類型的時(shí)候，不僅要充分滿足技術(shù)要求，還要做到經(jīng)濟(jì)、高效。

確定好流量和揚(yáng)程這兩個(gè)性能參數(shù)后，再根據(jù)裝置系統(tǒng)的要求確定采用何種泵型。一般礦用排水泵選用D型、MD型及PJ型等系列的泵。D型和MD型系列的泵主要區(qū)別在于材質(zhì)的不同，后者的抗磨損性能更好；PJ型泵是從英國(guó)引進(jìn)的高揚(yáng)程礦用排水泵，具有較強(qiáng)的耐磨損性能外，還具有效率高，氣蝕性能好，運(yùn)行平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)及低轉(zhuǎn)速高揚(yáng)程等特點(diǎn)。

礦用主排水泵的安裝

礦用排水泵一般在進(jìn)入礦井安裝之前應(yīng)該解體檢查，然后重新裝配。泵的裝配必須嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家提供的說明書進(jìn)行。水泵的安裝位置應(yīng)該滿足允許吸上真空高度的要求，其安裝基礎(chǔ)必須水平、穩(wěn)固，基礎(chǔ)上的預(yù)留孔要根據(jù)水泵的尺寸澆注。如果同一機(jī)房?jī)?nèi)有多臺(tái)機(jī)組，則機(jī)組與機(jī)組之間、機(jī)組與墻壁之間都應(yīng)留有800mm以上的距離。管路系統(tǒng)中水泵的進(jìn)水管口徑應(yīng)該比泵的進(jìn)口大1—2檔，出水管口徑不得小于泵的出口，進(jìn)、出水管的具體規(guī)格應(yīng)通過計(jì)算最佳流速并通過嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)比較來確定。水泵進(jìn)水管的重要性要大于出水管，進(jìn)水管必須具有良好的密封性，并盡可能地減短長(zhǎng)度（但泵的進(jìn)口前管路最好有4倍直徑長(zhǎng)的直管段），以及減少閥門和彎頭、變徑管等管路部件的數(shù)量，如有彎頭，還應(yīng)盡可能加大彎頭的彎曲半徑。同時(shí)，為使運(yùn)行時(shí)進(jìn)水管內(nèi)不聚集空氣，一般要求進(jìn)水管略微上斜與水泵的進(jìn)口相聯(lián)接，進(jìn)水管的吸入口應(yīng)該保證有一定的淹沒深度，底閥的入水深度必須大于進(jìn)水管直徑的1.5倍，吸入口離池底和池壁距離最好大于0.75m，最小不得小于0.5m（因有煤塊會(huì)堆積）。另外，進(jìn)水管吸入口應(yīng)設(shè)有過濾裝置。所有與泵連接的管路應(yīng)具有獨(dú)立、牢固的支承，以消減管路的振動(dòng)和防止管路的重量壓在泵上。

儀表安裝方面，真空表不能安放在進(jìn)水管彎頭處，也不要太靠近射流泵，最好安裝在進(jìn)水直管段離泵進(jìn)水法蘭兩倍口徑的地方，或放于泵法蘭處，真空表前應(yīng)有閥門可斷開壓力。壓力表一般放于泵出水段法蘭處。壓力表量程要有一定富裕量，壓力表前應(yīng)裝有閥門可關(guān)閉，并有緩沖裝置，以便讀數(shù)穩(wěn)定。

礦用排水泵的安裝要求礦用排水泵和電動(dòng)機(jī)一般采用聯(lián)軸器聯(lián)接，這時(shí)要保證軸心在同一直線上，且應(yīng)以泵的軸線為基準(zhǔn)找正，以防機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)及軸承單面磨損。聯(lián)軸器應(yīng)該具有一定的間隙：原則上兩聯(lián)軸器的間隙多少根據(jù)泵的平衡機(jī)構(gòu)允許磨損量而定，礦用排水泵間隙一般為5-8 mm。

結(jié)語

煤礦井下主排水泵大多是采用多級(jí)水泵，作用于多級(jí)泵上的軸向推力可達(dá)幾十個(gè)千牛，隨著水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，平衡盤和平衡環(huán)的磨損會(huì)越來越嚴(yán)重。為了延長(zhǎng)平衡盤的使用壽命，可以將鑄鐵平衡盤和平衡環(huán)改用烙鐵或者硬質(zhì)合金，這對(duì)保證煤礦井下主排水泵運(yùn)行安全也是非常必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]《煤礦安全規(guī)程》[M]. 煤炭工業(yè)出版社，2001

[2]《礦山固定機(jī)械手冊(cè)》[M]. 煤炭工業(yè)出版社，1985

【作者單位：河南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心】