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第三讲：矿井排水设备概述;第十六章矿井排水设备

第一节概述

一、矿井排水设备的任务和分类

1、在矿井建设和生产过程中，由于地层含水不断的涌出，雨雪和江河水的渗透，水砂充填和水力采煤的井下供水，使大量的水聚集于井下，矿井排水设备的任务就是将这些矿水及时的排送至地面。

;矿井涌水量是指单位时间涌入矿井的总水量，单位是m3/h。不同的矿井位置、地形及地质条件、开采方法对涌水量的大小都有影响，同一矿井在不同季节涌水也不相同。在雨季和融雪时期涌水量大，称这时的涌水量为最大涌水量；其他时期涌水量比较均匀，称为正常涌水量。;2、矿井排水设备有固定式和移动式。

固定式排水设备固定在水泵房内，是矿井的主排水设备。水泵房设置在井底车场附近。移动式排水设备用于掘进或淹没巷道的排水。

我国煤矿使用的水泵主要是离心式水泵，主要分类方法如下。

(1〕按叶轮数目分为：单级水泵―泵轴上仅装有一个叶轮；多级水泵―泵轴上装有多个叶轮。

;(2〕按叶轮进水口数目分为：单吸水泵―叶轮上仅有一个进水口；双吸水泵―叶轮上两侧都有进水口。

(3〕按泵壳的接缝分为：分段式水泵―垂直水泵轴心线的平面上有泵壳接缝；中开式水泵一一在通过水泵轴心线的水平面上有泵壳接缝。

(4〕按水泵轴的位置分为：卧式水泵―水泵轴呈水平位置；立式水泵―水泵轴呈垂直位置。;二、矿井排水设备的组成

矿井排水设备由水泵、电动机、启动设备、管路、管路附件、仪表等组成，如图2一1;1、滤水器装在吸水管的末端，其作用是防止水中杂物进人泵内。滤水器中的底阀是用以防止灌入泵内和吸水管内的引水以及停泵后的存水漏人吸水井中。

2、闸阀安装在排水管路上，位于逆止阀的下方。其作用是调节水泵的流量，并在关闭闸阀的情况下启动水泵，以减小电动机的启动负荷。

3、逆止阀装在闸阀的上部，其作用是当水泵突然停止运转时或者在未关闭闸阀的情况下停泵时能自动关闭，防止排水管中的水对水泵及吸水管产生的水力冲击。;4、灌水漏斗的作用是在水泵启动前向泵内灌水。此时，水泵内的空气经放气栓放出。水泵再次启动时，可通过旁通管向水泵内灌引水。

5、在检修水泵和排水管路时，应将放水管上的放水闸阀翻开，通过放水管放空排水管路中的水。

6、压力表和真空表的作用是检测排水管中的压力和吸水管中的真空度。;三、对排水设备的要求

排水设备是矿山大型固定设备之一，为保证矿井平安生产，要求排水设备必须平安、经济、可靠、合理。

对固定排水设备的要求

(1〕井下排水设备应有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的排水能力，应在20h内排出24h的正常涌水量。备用水泵的能力，应不小于工作水泵能力的70%，;并且工作和备用水泵的总排水能力，应在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力，应不小于工作水泵能力的25％。

(2〕必须有工作和备用水管，其中工作水管的能力，应能配合工作水泵在20h排出24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵，在20h内排出24h的最大涌水量。;第二节离心式水泵的工作理论

一、离心式水泵的工作原理及性能参数

〔一〕工作原理

离心式水泵主要由叶轮、叶片、轴和螺旋形泵壳组成，如图16一2所示。启动前，先由灌水漏斗向泵内和吸水管灌满水，然后启动电动机驱动叶轮旋转。此时，叶轮中心处的水在离心力的作用下被甩出叶轮，经螺旋形泵壳中的流道进入排水管道。与此同时，叶轮中心处因水的排出而形成真空，吸水井中的水在大气压力的作用下，被压人叶轮的进口，形成连续流动。;;〔二〕性能参数

1．流量

水泵在单位时间内排出水的体积，称为水泵的流量，用符号Q表示，单位为m3/S或m3/h。

2．扬程

单位质量的水通过水泵后所获得的能量，称为水泵的扬程。扬程有吸水扬程、排水扬程、实际扬程、水泵的总扬程。

(l〕吸水扬程从水泵的轴线到吸水井水面的垂直距离，也称吸水高度，用符号H、表示，单位为m。

(2〕排水扬程从水泵的轴线到排水管的出口中心的垂直距离，也称排水高度，用符号H。表示，单位为m。

(3〕实际扬程排水扬程与吸水扬程之和，用符号HSy表示，单位为m，

即Hsy,=Hx＋Hp〔16一1);(4〕水泵的总扬程为实际扬程、损失扬程〔Hw〕和水在管路中流动时产生