第十六章排水设备.ppt

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1、第十六章矿井排水设备第一节概述第二节离心式水泵的工作理论第三节离心式水泵的结构第四节离心式水泵的运行第五节离心式水泵的操作、维护及故障处理复习思考题第一节概述一、矿井排水设备的任务、矿井涌水量及矿水性质在煤矿建设和生产过程中，各种来源的水不断地涌入矿井，涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地下水和地表水，水力采煤和水沙充填的矿井，还包括这些废水。为保证井下工作人员的安全、设备的安全和生产的正常进行，要把涌入矿井的矿水及时的排送至地面。矿井排水设备的任务就是将矿水及时的排至地面，确保井下工作人员的人身安全、设备的安全和矿井的安全、正常生产。矿井

2、涌水量是指单位时间内涌入矿井的总水量，其单位是m3/h。矿井的涌水量和地质条件、气候及开采方法等因素有关。据统计，每开采一吨煤，要排出2～7吨矿水，有的矿井甚至多达30～40吨。一般来讲，雨雪季节涌水量最大，称为最大涌水量，其余季节涌水量变化不大称为正常涌水量。有时为了便于比较各矿涌水量的大小，常采用同时期单位煤炭产量的涌水量作为比较参数，称为含水因数。矿水的性质主要是指矿水的物理性质（包括密度、重度、温度等）和化学性质（主要是PH值）。由于矿水中含有矿物质和大量泥沙，所以矿水的重度比清水要大些，一般为：9957～10055N/m3（密度为10

3、15～1025Kg/m3）。含有大量泥沙的矿水会加速水泵零件的磨损，因此，要设置水仓或沉淀池对矿水中的泥沙进行充分沉淀。按溶解在矿水中的氢离子（H+）浓度PH值不同将矿水分为：酸性（PH<7）、中性（PH=7）和碱性（PH>7）。当PH<5时，要求选用耐酸材料的排水设备或对水进行中性处理，以保证设备的使用年限。图16-1矿井排水设备示意图1-离心式水泵；2-电动机；3-启动设备；4-吸水管；5-滤水器；6-底阀；7-排水管；8-调节闸阀；9-逆止阀；10-旁通管；11-引水漏斗；12-放水管；13-放水闸阀；14-真空表；15-压力表；16-放

4、气栓二、矿井排水设备的分类、组成及其作用矿井排水设备分为固定式排水设备和移动式排水设备。固定式排水设备固定安装在泵房内，根据其服务范围又分为主排水设备（负责把全矿或大部分矿水排至地面）、区域排水设备（负责把区域的水排至地面。有时沿专用钻孔排至地面）和辅助排水设备（负责把下一个开采水平的水排至主排水设备的水仓）。移动式排水设备用于掘进或淹没坑道的排水，它可随水位下降而移动。矿井排水设备一般由水泵、电动机、启动设备、管路及管路附件、仪表等组成，如图16-1所示。三、对排水设备的要求排水设备是矿山大型设备之一，为保证矿井的正常生产，要求排水设备必须安

5、全、经济、可靠、合理。1．固定式排水设备的要求（1）水泵：必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70％。工作水泵和备用水泵的总能力，应能在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％。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。（2）水管：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作水管和备用水管的总能力，应能配合工作水泵和备

6、用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。（3）配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作、检修和备用水泵，主排水设备的供电线路不得少于两条回路，每一条回路应能担负全部负荷的供电。（4）泵房出口：主要泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通向井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通向井底车场，在此出口通道内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸阀。（5）水管、水泵、闸阀和排水用的配电设备等都必须经常检查和维护。２．移动式排水设备的要求（1）水泵应适合流量变化不大而扬程有较大变化的

7、需要，有较好的吸水能力，以保证把水排干。（2）在垂直泵轴平面上的外形尺寸应较小，以适应在横断面较小的巷道工作；还应做到能够方便而迅速地移动。第二节离心式水泵的工作理论一、离心式水泵的分类、工作原理及性能参数（一）分类1．按叶轮数目分（1）单级水泵泵轴上只装有一个叶轮（2）多级水泵泵轴上装有多个叶轮２．按叶轮进水口数目分（1）单吸水泵叶轮上只有一个进水口（2）双吸水泵叶轮两侧都有进水口３．按泵壳接缝形式分（1）分段式水泵垂直泵轴轴心线的平面上有泵壳接缝（2）中开式水泵在通过泵轴轴心线的平面上有泵壳接缝４．按泵轴的位置分（1）卧式水泵泵轴为水平位置

8、（2）立式水泵泵轴为垂直位置（二）工作原理图16-2所示为一单级离心式水泵的结构示意图。它主要由叶轮、泵轴、外壳、和轴承等组成。叶轮是向水传递能量的主