汲水箱在礦井排水系統中的應用研究

趙聰章,周儒生

（1.新疆拜城天辰礦業有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆庫車縣煤炭工業管理局，新疆 庫車842000）

汲水箱在礦井排水系統中的應用研究

趙聰章1,周儒生2

（1.新疆拜城天辰礦業有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆庫車縣煤炭工業管理局，新疆 庫車842000）

摘要：鑫源煤礦中央水泵房排水系統一、二號泵吸水管路過長，加上底閥的種種弊端，導致該泵房只有三號泵能排水，排水效率低。通過研究總結，使用簡易汲水箱替代多級離心式水泵的底閥，實現了水泵無底閥運行。具有維護容易快捷、使用可靠、結構簡單、制作方便等特點，應用效果良好，可推廣應用。

關鍵詞：排水系統；汲水箱；結構原理；效果

1　概況

鑫源煤礦+2050水平中央泵房三臺主排水泵（D85-45×4）共用一個吸水井，由于中央泵房三臺泵縱向排列安裝，一號泵吸水管路因位置無法安裝長期不能投入運轉。二號泵排水量只能達工況流量的1/3，且二、三號泵經常因無法灌滿引水（底閥泄漏）而無法正常工作，需經常性的拆卸維修或更換底閥，故障頻率高，維修強度大。所以，由于礦井中央泵房一、二號泵吸水管路過長，加上底閥的種種弊端，一直以來，該泵房只有三號泵能排水，排水效率低。針對中央泵房及水倉實際現狀和底閥一用多害，結合水泵的設計原理，進行分析研究，設計制作了汲水箱替代底閥，實現了無底伐排水。

2　汲水箱的結構參數及原理分析

2.1結構及參數

汲水箱結構及參數：汲水箱由箱體、進水管、出水管、真空表接口、自動排氣閥和排污閥組成，如圖1所示。汲水箱體用厚8毫米的A3鋼板焊接而成。為達到密封效果，箱體及進水管、出水管等各處連接部位的焊縫都要焊接嚴密，密封良好，應達到相應的抗滲漏技術要求，保證無漏氣現象出現。由于采用了汲水箱代替底閥（取消底閥），為防止雜物進入水泵，在吸水管進水口安裝粒度不大于20毫米的濾罩，在汲水箱內進水口位置設置粒度不大于5mm的濾網，并在汲水箱上部正對進水口位置設置檢查孔，便于清理濾網內的雜物。

2.2原理分析

有底閥水泵在啟動前泵體和吸水管內注滿引水，泵體內的水在葉輪離心力的作用下，經導流殼逐級加速經水泵排水口進入排水管，同時在水泵進水段形成真空，水倉中的水在大氣壓的作用下，通過底閥及吸水管進入泵體，形成連續排水。汲水箱替代底閥泵即將水泵吸水管底部為了起動前灌引水所裝的單向逆止閥（底閥）去掉。汲水箱安裝于泵與吸水管之間，初次使用打開水泵注水閥，排水管內的存水經注水閥、水泵到汲水箱。在汲水箱未注滿引水之前，汲水箱無任何泄漏之處，且無因長期使用而產生泄漏故障。泵啟動后泵體內的水在葉輪離心力的作用下，經導流殼逐級加速經水泵排水口進入排水管，汲水箱內的水進入泵體，在汲水箱內形成真空，水倉中的水在大氣壓的作用下，通過吸水管進入汲水箱，形成連續排水。

圖1

3　應用效果

通過試用汲水箱代替底閥后，汲水箱的使用效果及優點主要體現在以下幾個方面：（1）使用底閥的水泵常因底閥質量問題，加上雜物影響，使底閥密封不嚴、水泵灌不上引水而導致泵無法工作。汲水箱不存在這種情況，其本身是一個無底閥裝置。（2）底閥在檢修或更換的工作中，工作條件惡劣，勞動強度大；而汲水箱安裝于水井之上，人員無須下到井底去處理；大大減小了維護的勞動強度。（3）由于汲水箱無運動閥件，減小了管道的阻力，降低能量消耗，提高了水泵效率，相對于底閥而增加了水泵的吸水高度。（4）相比較噴射泵無底閥排水而言，操作簡便、運行平穩，在短時間內就能灌滿水，使用方便。（5）節約了維修更換的費用。汲水箱的制作工藝要求不高，只要焊接處密封即可，材料也只要普通的低碳鋼板，且無故障，維修費用與相應的底閥相比，僅是其十分之一以下。（6）稍加改造，就能實現自動化排水。（7）節能效果理想。通過實測，效率提高13.6%。（8）有效抑制了汽蝕現象，延長了水泵使用壽命。（9）實用性強。排水系統經改造，運行平穩，效果很好。投入使用后沒有出現一次因汲水箱問題而影響正常排水的現象。

作者簡介：趙聰章（1966—），男，甘肅人，助理工程師。