第五章 矿山排水设备.doc

第五章 矿山排水设备 教学目标： 1、了解排水设备的任务和矿山排水系统，掌握排水设备组成、各组成功用以及离心式水泵的工作原理。 2、掌握D型泵、IS泵的结构、型号意义。 3、掌握离心式水泵的特性、管路的特性、水泵的工况点及工作条件，了解离心泵的联合工作，掌握离心泵的调节原理和方法以及排水设备经济运行的评价和措施。 4、掌握排水设备的操作运行与维护措施。 5、了解泵房及泵房内的设备布置。 6、掌握排水设备选型计算的方法和步骤。 7、了解离心泵的拆装方法和顺序，掌握离心泵的结构、常见故障的处理方法和性能测试方法。 第一节 概 述 一、矿山涌水 在煤矿建设和生产中，各种来源的水不断地涌入矿井，涌入矿井的水统称为矿水。 煤矿生产是井下作业，为了安全生产，必须排除井下大量的涌水。矿井涌水主要来自大气降水、地表水、含水层水、断层水和采空区水等。当然还包括水力采煤后的废水。 1、大气降水 包含雨水和融雪。降水量大的地区，降水量大的季节，涌入矿井的水量较大；降水量小的地区，降水量小的季节，涌入矿井的水量较少。 2、地表水 地表水是指地面上的江、河、湖、海、塘、水库、洼地积水等。由于地表水水量较大，在这些地方下面开采煤矿，一旦与地表水沟通，对矿井的生产威胁很大。 3、含水层水 地表以下有各种岩层和土层，这些岩层和土层中有大量的空隙，水可以在其中积存和渗透，当含水层受到破坏时，其涌水量会很大。 4、断层水 断层附近的岩石比较破碎，易于积水并向下渗透。 5、采空区水 废旧的井巷和采空区也有许多积水，并且有许多有毒有害气体，对煤矿生产威胁较大。 6、在单位时间内涌入矿井的总水量称为矿井的涌水量，用“ｑ”表示，单位是 ｍ３∕ｈ，涌水量的大小受水文地质、地形特征、气候条件、地面和地下积水等因素的影响。据统计，每开采一吨煤，要排出2吨～7吨矿水，有的矿井甚至多达30吨～40吨，因而各矿的涌水量差别很大，即使是同一矿井，在不同的季节，涌水量也不相同。雨季和融雪期涌水较多，称为最大涌水量“ｑｍａｘ”，对应最大涌水量的涌水时间为最大涌水时间，用“ｔｍａｘ”表示；其他时间涌水量大致均匀，称为正常涌水量，用“ｑｚ”表示，对应正常涌水量的涌水时间为正常涌水时间，用“ｔｚ”表示。 7、矿井涌水从各条巷道及工作面等处靠自重流向井底水仓（1﹪的坡度），在此过程中，将混入大量的矿物质和泥沙，所以矿水的密度比清水大，约为ρ=1015㎏∕ｍ３～1025㎏∕ｍ３。矿水的重度也比清水大，一般为9957 N/ m3～10055N/ m3。排除这种矿水，会加速水泵零件的磨损，因此要设置水仓和沉淀池，使矿水中的泥沙和杂物经过沉淀后，再用水泵排到地面。 8、由于溶解在矿水中的物质不同，矿水有酸性、中性、碱性之分。当PH＜7时为酸性水，PH＝7时为中性水，PH＞7时为碱性水。PH＜5时为强酸性水，强酸性水对排水设备有很大的腐蚀作用，应根据情况临时加入石灰中和，或选用耐酸的设备排水。以保证设备的使用年限。 9、矿山排水设备的任务 在煤矿建设和生产中，各种来源的水不断地涌入矿井。矿水积聚在巷道中，不但影响生产，而且还威胁着井下工作人员的健康和安全。所以，矿山排水设备的任务就是将这些矿水及时排送至地面，为井下生产创造良好的工作环境，保证井下工作人员安全工作和机械、电气设备的良好运转。因此，要求排水设备必须安全、可靠、经济工作。 10、矿井排水的特点 A、要求高 由于矿井涌水的复杂性和危险性，以及矿井结构布置的不同，所以对矿井排水设备和排水泵房的要求比一般机电硐室的要求严格，对排水设备的可靠性能要求较高，必须保证及时排除矿井涌水。 B、矿井排水设备要具有较强的抗腐蚀性和耐磨性 因为矿井涌水在井下流动的过程中，混入和溶解了许多矿物质，含有一定数量的煤炭颗粒和泥沙等杂质，且矿水具有酸碱性。 C、排水设备数量多，安装和维修不方便 由于排水设备安装在泵房内（井下硐室），泵房空间比地面空间小，安装和维修不方便；此外，为了保证井下安全生产，《规程规定》：主排水设备泵房要求安装满足要求的正常工作水泵、备用水泵、待修的水泵。 D、矿井排水设备耗电量大 一般会占到全矿井耗电量的25%～35%，有的会占到全矿井耗电量的40%。 11、矿井排水方式 A、淮北地区使用吸入式排水方式 B、排水方式有移动式和固定式 移动式排水方式是指水泵随着工作面的移动或水位的变化而移动的排水方式，一般用在采区、掘进头或井底车场等处排水，为井下局部地点服务。 固定式排水方式是指水泵的位置长期固定不动，矿井的涌水都由该泵房水泵排出的 排水方式，这种排水设备又叫主排水设备。 12、安全规程对排水设备的要求 装在井下的主排水设备即使在很短的时间内出现事故，也会出现淹没坑道的危险。为了保证井下的安全生产，对主排水设备提出一下要