煤礦綜合自動化系統(tǒng)排水系統(tǒng)課件

1、煤礦綜合自動化系統(tǒng) 【排水系統(tǒng)】主井排水控制系統(tǒng)水泵自動排水控制系統(tǒng) 系統(tǒng)功能自動控制：根據(jù)工況設(shè)定，以及水位、時間、煤礦用電負荷等參數(shù)自動開啟、停止水泵的運轉(zhuǎn)，并能實現(xiàn)泵閥的循環(huán)輪換啟動和連鎖啟動功能。手動控制（遠程）：根據(jù)實際需要可從自動控制切換到手動控制方式，可以從操作員站進行遠程開停水泵。手動控制（就地）：各設(shè)備工作方式切換到就地位置時，可以人工就地控制設(shè)備的啟停，可用于設(shè)備的檢修。保護功能：超溫、電機保護、閥門運行保護。系統(tǒng)特點合理調(diào)度輪換工作、遠程監(jiān)控、及時報警，最終達到減人提效、無人值守的目的。工作方式：自動、手動（遠控、就地）結(jié)合水倉水位和全礦電力負荷信息，在安全排水的前題下，

2、實現(xiàn)以“避峰填谷”原則確定開、停水泵時間。雙線制水位檢測。程序化控制：遠程編程、現(xiàn)場編程。操作臺人機界面顯示。短信服務(wù)。 系統(tǒng)配置井下排水控制系統(tǒng)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型PLC控制柜多回路組合開關(guān)柜集中操作臺液控閘閥電動球閥傳感器（液位、溫度、壓力、流量）上位機監(jiān)控服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)交換機機柜及其它通訊附件視頻監(jiān)控防爆攝像機畫面分割器視頻卡隔爆光端機及其它通訊附件 防爆PLC器流量計超聲波液位計投入式液位計壓力傳感器防爆攝像儀電動球閥 溫度傳感器服務(wù)器閘閥系統(tǒng)設(shè)備-防爆PLC控制器特點快開門結(jié)構(gòu)鼠標、鍵盤、遙控操作模塊化機芯折疊式安裝技術(shù)通訊網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)以太網(wǎng)西門子PLCS7300具有RS485總線手動、自

3、動兩種操作方式標準液壓接口模塊化結(jié)構(gòu)不銹鋼閥芯具有減震功能系統(tǒng)設(shè)備-電液閘閥特點系統(tǒng)各部分功能系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動采集水位的有效監(jiān)測水泵的開?？刂坪瓦\行系統(tǒng)無人值守自動控制動態(tài)顯示及故障記錄報警通訊接口以及視頻監(jiān)控各種保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動采集自動控制功能-1水位的有效監(jiān)測：采用超聲波水位儀及投入式水位傳感器兩套設(shè)備同時工作互為參考。編制邏輯選擇程序，防止水位傳感器故障造成的嚴重后果，并實時報警。煤泥較多時，可以加裝煤泥傳感器，防止煤泥淤積對水位的影響。自動控制功能-2水泵的自動輪換問題：控制程序?qū)⑺脝⑼４螖?shù)、運行時間和停車時間等參數(shù)自動記錄并累計；根據(jù)這些運行參數(shù)按一定順序自動啟停水泵，使各水泵的使用率

4、分布均勻。同時將故障泵自動退出輪換工作，其余各泵繼續(xù)按一定順序自動輪換，以達到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理，以免影響礦井安全生產(chǎn)的目的。自動控制功能-3水泵的開?？刂疲罕O(jiān)視水倉水位的變化，自動開停水泵。當處于電網(wǎng)高負荷時間段，水位處于高水位時，可以暫緩開泵。當處于電網(wǎng)低負荷時間段，水位處于高水位時，可以開啟一臺水泵排水。 。當水泵達到上限時，陸續(xù)啟動多臺水泵排水。下限時陸續(xù)停泵。達到對電網(wǎng)的“移峰填谷”的目的。自動控制功能-4水泵的運行：水泵運行前需要進行水位檢測、供電參數(shù)檢測、水泵循環(huán)使用記錄檢測、管網(wǎng)壓力檢測、負壓檢測等工作，全部符合要求時才會對水泵進行運行控制。水泵注水方式按有底閥和無底閥而稍有

5、不同。使用射流器和真空泵雙套設(shè)備互為備用，并具有切換功能。保護功能超溫保護：水泵、電機軸承及定子溫度超過警戒值時，提供超限報警。電機保護：利用電機電流、電壓、水倉缺水等參數(shù)參與保護。閥門保護：檢測電動閥門的故障信號，并參與水泵的連鎖控制。功能特點-1選用先進的PLC控制器，并配以以太網(wǎng)通訊模塊，極大的提高了系統(tǒng)的實時性及數(shù)據(jù)處理速度。實現(xiàn)對主排水泵的遠程啟?？刂坪瓦\行狀態(tài)的遠程監(jiān)測，可以在調(diào)度中心對主排水泵運行參數(shù)進行修改，有效監(jiān)測各種故障信息。 系統(tǒng)能夠通過檢測水倉水位和其它工況設(shè)置，自動控制水泵輪換工作與適時啟動備用泵，使各水泵及其管路的使用率分布均勻，減少了故障率。功能特點-2系統(tǒng)具有多

6、重可靠性措施，設(shè)置系統(tǒng)故障連鎖狀態(tài)及應(yīng)急預(yù)案，維護量非常少，能夠達到減人提效、無人值守的目的。系統(tǒng)可擴展性強，可隨時增加節(jié)點。數(shù)據(jù)實時顯示、存儲以及遠程傳輸，并自動生成系統(tǒng)運行報表。上位操作站具有豐富的圖形、圖表畫面，直觀、形象、實時地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)，操作快捷方便。組態(tài)監(jiān)控畫面-【示例】礦井水處理系統(tǒng)具體應(yīng)用-【中央泵房主排水系統(tǒng)自動化】系統(tǒng)建成后能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能-1：實現(xiàn)泵房無人值守自動控制運行。具備網(wǎng)絡(luò)測控功能、具有系統(tǒng)故障自診斷功能（包括PLC故障自診斷、傳感器故障診斷等）。系統(tǒng)具備多種制模式：網(wǎng)絡(luò)控制、就地自動控制、就地手動控制幾種操作方式。充分考慮 節(jié)能降耗：在水倉水位滿足條件的前

7、提下，系統(tǒng)能按避峰填谷的原則進行水泵的啟?？刂?；按連續(xù)運轉(zhuǎn)的時間長短控制倒機運行。具體應(yīng)用-【中央泵房主排水系統(tǒng)自動化】系統(tǒng)建成后能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能-2：按操作規(guī)程要求的順序進行水泵的啟動和停止操作。對電機和水泵的運行參數(shù)及保護參數(shù)進行實時的監(jiān)測和傳送，這些參數(shù)包括：電機溫度（定子溫度和軸溫）、泵體溫度（殼體溫度和軸溫）、實時流量、水位、真空度、電壓、電流、水泵出水口壓力、各種閘閥、電磁閥的位置信號、過轉(zhuǎn)矩信號等。整個系統(tǒng)做到可靠運行、維護方便、修改靈活。水災(zāi)已是目前重大災(zāi)害的主力軍，水情預(yù)警是自動化排水的重要內(nèi)容。水量采集，存儲及分析提前起動報警及相關(guān)排水設(shè)備自動排水應(yīng)做到多點量化，提前排控具

8、體應(yīng)用-【井下排水系統(tǒng)自動化】具體應(yīng)用-【井下排水系統(tǒng)自動化】具體應(yīng)用-【井下排水系統(tǒng)自動化】系統(tǒng)技術(shù)性能及特點-1先進性：系統(tǒng)為當今工業(yè)控制系統(tǒng)的領(lǐng)先產(chǎn)品，地面控制主站采用計算機進行優(yōu)化控制，控制分站為國際品牌的PLC 控制器。系統(tǒng)可對整個控制過程進行集中監(jiān)控，能實時采集和顯示現(xiàn)場各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備的運行狀態(tài)，具備數(shù)據(jù)處理及與全礦井綜合控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能。可靠性：具有自診斷功能和故障處理能力，保證系統(tǒng)的可靠運行?？蓴U展性：系統(tǒng)的軟硬件留有充足的擴展余量，以保證將來的技術(shù)和產(chǎn)品升級。具體應(yīng)用-【井下排水系統(tǒng)自動化】系統(tǒng)技術(shù)性能及特點-2易操作性：用戶無須進行任何編程，只需按照系統(tǒng)提示進行相應(yīng)的操作即

9、可。直觀便捷：監(jiān)控站具有液晶顯示器，圖形動畫顯示，具有各種曲線圖表及數(shù)據(jù)/故障記錄，方便用戶查詢。擴展冗余：選擇的計算機和系統(tǒng)軟件留有備用容量和以太網(wǎng)接口，可以方便地實現(xiàn)系統(tǒng)擴展（如增加其他保護裝置等）和接入全礦井綜合自動化平臺。具體應(yīng)用-【井下排水系統(tǒng)自動化】水情監(jiān)測系統(tǒng)由水窩點信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、處理及綜合分析軟件組成；開發(fā)煤礦水情預(yù)警信息管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，在于加強對開采工作面區(qū)域的實時水情參數(shù)監(jiān)測，并將自動排水系統(tǒng)、預(yù)警信息管理進行綜合技術(shù)開發(fā)，為煤礦井下提供一整套切實可行的水情監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)將 200個水窩點監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式傳輸?shù)街锌厥遥ㄟ^水情預(yù)警分析軟件，實現(xiàn)各個

10、水窩點、水窩點支線、區(qū)域、全礦井的水情監(jiān)測。具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】采用多種的計量方式，對水情進行數(shù)據(jù)處理。分級計量：通過水窩點的壓力、水泵的開停時間和泵的揚程計算本水窩點的日流量或規(guī)定時間內(nèi)的出水量。還可直接通過流量計計量。對兩種計量進行對比分析。區(qū)域計量：將區(qū)域范圍內(nèi)各水窩出水量進行統(tǒng)一計量?？傮w計量：各個水窩點的出水量的總和。分級預(yù)警：將各個水窩點的日、月、年的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析，如果某一水窩點的出水量變化率發(fā)生突變時，上位機顯示此水窩點的報警。具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】區(qū)域預(yù)警：將區(qū)域的出水量進行累計，當某一區(qū)域的出水量變化率發(fā)生突變時，上位機就會顯示此水窩點的報警。綜合預(yù)警：將各個水

11、窩點的出水量進行綜合累計，并對每天、每月、每年同期出水量進行對比。如當天出水量超過前日出水量或連續(xù)多日出現(xiàn)出水量增大，超過正常出水量時，系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警信號。對每月、每年的同一時期的出水量進行比較，做為長時間水情分析的參考數(shù)據(jù)。具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】水渦點分布圖具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】水渦點數(shù)據(jù)采集與控制水渦點分布圖具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】流量曲線分析水渦點分布圖具體應(yīng)用-【井下水情預(yù)警】排水系統(tǒng)類別(一) 單水平開采的排水系統(tǒng)單水平開采的排水系統(tǒng)直接排水系統(tǒng)分段排水系統(tǒng)(一) 單水平開采的排水系統(tǒng)直接排水系統(tǒng)（a）豎井單水平開采（d）斜井單水平開采全

12、部礦水聚集于水倉中，并用排水設(shè)備直接排至地面。排水管可沿井筒敷設(shè)或敷設(shè)在專用鉆孔中，系統(tǒng)簡單開拓量小基建費用低管理方便(一) 單水平開采的排水系統(tǒng)分段排水系統(tǒng)（b）井筒中部開拓泵房和水倉（c）只開中間泵房，不開水倉優(yōu)點是上、下設(shè)備互不影響，可靠性高，但開拓工程量大；不開拓中間水倉，但因要求上、下任意兩臺水泵都能串聯(lián)工作，而使管路布置十分復(fù)雜，并且下部的排水設(shè)備可能受到全井深的水頭壓力。優(yōu)先采用(二) 多水平同時開采的排水系統(tǒng)1、獨立排水系統(tǒng)當各水平涌水量都較大時，在各水平分別設(shè)置水倉、泵房和排水設(shè)備，以便將各自水平的水直接排至地面。優(yōu)點是上、下水平互不干擾；缺點是設(shè)備多，管路多。(二) 多水平

13、同時開采的排水系統(tǒng)2.集中排水系統(tǒng) 當上水平的涌水量較小，沒有必要單獨設(shè)置排水設(shè)備時，可將上水平的水下放到下水平，而后由下水平的水泵排至地面。優(yōu)點是只需一套排水設(shè)備；缺點是上水平的水下放后再上排，損失了水的位能，增加了電耗。(二) 多水平同時開采的排水系統(tǒng)3.分段排水系統(tǒng) 將下水平的水用輔助排水設(shè)備排至上水平的水倉中，然后集中排至地面。缺點一旦上水平的排水設(shè)備發(fā)生故障，兩水平都有被淹沒的危險。常用于具有下山的緩傾斜煤層礦井、且涌水量較小的情況礦井主排水系統(tǒng) (培訓(xùn)資料)礦井水的防治非常重要礦井涌水量可達到17m3/s，有時甚至超過20m3/s。煤炭開采過程中，由于地層結(jié)構(gòu)被破壞，巖層斷裂，使采

14、區(qū)與儲水層連通，涌水量會突然增加。如果不能及時地將這些積水排送到井上，井下的生產(chǎn)就可能受到阻礙，井下的安全就會得不到保障，嚴重時會造成重大事故，給人民的生命、國家的財產(chǎn)都帶來極大的威脅。為了確保煤礦的安全生產(chǎn)，必須建立完備的礦井排水系統(tǒng)。2019年5月18日19時36分，山西省大同市左云縣張家場鄉(xiāng)新井煤礦發(fā)生特別重大透水事故，造成56人死亡，直接經(jīng)濟損失5312萬元。 新井煤礦透水現(xiàn)場圖新井煤礦透水案例分析事故的直接原因是：新井煤礦在多條巷道透水征兆十分明顯的情況下，未采取有效措施，仍違法在采空區(qū)附近組織生產(chǎn)，冒險作業(yè)，由于受放炮震裂松動、水壓浸泡以及采掘活動帶來的礦山壓力變化影響，破壞了采空

15、積水區(qū)有限的安全煤柱，導(dǎo)致了事故發(fā)生。 壯大煤礦煤礦透水案例分析 2019年1月5日 7時40分左右，來賓市泡水煤田壯大煤礦2號井主井發(fā)生重大透水事故，21人全部遇難，直接經(jīng)濟損失約80萬元。 壯大煤礦透水事故現(xiàn)場事故的直接原因是：由于2號副井積水上漲并通過巖層裂隙與溶洞相通，使溶洞內(nèi)水壓不斷增大，最終擊穿溶洞與2號井主井井底水倉之間的隔離巖層而導(dǎo)致透水發(fā)生的重大責任事故。 黃山煤礦煤礦透水案例分析 2000年1月11日9時53分，徐州礦務(wù)集團有限公司大黃山煤礦一號井-320水平西一采區(qū)3201工作面材料道掘進迎頭發(fā)生一起透水事故，。22人遇難，事故直接經(jīng)濟損失278.33萬元。 事故的原因是

16、：(1)制定的探放水措施不當，探眼深度和角度均不符合有關(guān)規(guī)定的要求，是造成這起事故的重要原因。(2)區(qū)域性生產(chǎn)系統(tǒng)不完善，頂板壓力大，巷道斷面小、不暢通，礦井處于收縮報廢階段，生產(chǎn)作業(yè)人員相對集中，是造成事故傷亡人員增加的重要原因。(3)現(xiàn)場安全管理松懈，監(jiān)督檢查不力，不能及時掌握現(xiàn)場的實際情況；在現(xiàn)場出現(xiàn)問題時，又未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，是造成這起事故的原因之。黃山煤礦透水現(xiàn)場圖王家?guī)X煤礦煤礦透水案例分析2019年王家?guī)X礦“328”透水事故最終造成38人死亡、直接經(jīng)濟損失近5000萬元 。 王家?guī)X煤礦現(xiàn)場圖事故的原因是：(1)掘進工作面探放水措施不落實；(2)勞動組織管理混亂，為了趕工期、趕進度

17、，當班安排14個掘進隊同時作業(yè)，作業(yè)人員過度集中，且領(lǐng)導(dǎo)干部帶班制度不落實；(3)隱患排查治理不力，特別是當年3月份以來20191工作面回風巷多次發(fā)現(xiàn)巷道積水，但一直未能采取有效措施消除隱患。 礦水的來源溶洞-溶蝕裂隙水 礦井內(nèi)自然涌水的水源： 地表水； 溶洞-溶蝕裂隙水； 含水層水； 斷層水。礦水大氣降水地表水含水層水斷層水采空區(qū)水水力采煤和水砂充填后的廢水 大氣降水可能從地表低洼地通過塌陷區(qū)裂隙或井口灌入井巷，造成災(zāi)害。 地表水指河、湖、塘、溝及水庫的積水。 含水層水如砂礫層含水、石灰?guī)r溶洞水，兩者可能通過裂隙、斷層、舊巷等通道進入井巷。 斷層破碎帶常大量積水，特別是斷層與含水層或地表水溝

18、通時，補給豐富，威脅更大。 舊巷或采空區(qū)積水，往往靜水壓力大，來勢猛，且常含有害氣體，易造成人身事故。 涌入礦井的水煤礦常見的水源工作產(chǎn)生廢水噴霧降塵產(chǎn)生廢水巷道灑水產(chǎn)生廢水其它時間涌水量大致均勻，稱這時的涌水量為正常涌水量，用qz表示，所對應(yīng)的涌水時間為正常涌水時間，用tz表示。礦井涌水量：在單位時間內(nèi)涌入礦井的總水量稱為礦井涌量用q表示，其單位是m3/h。最大涌水量： 雨季和溶雪期涌水多，稱這時的涌水量為最大涌水量，用qmax表示，所對應(yīng)的涌水時間為最大涌水時間，用tmax表示。正常涌水量：礦井涌水量涌入礦井中的水根據(jù)巷道標高不同有兩種排水方式。巷道高于地面的礦井礦井涌水可沿巷道(平硐)一

19、側(cè)水溝自行流出礦外巷道低于地面的礦井可用排水設(shè)備將水排到地面。 目前，根據(jù)礦井深度、開拓方式、涌水時間以及各水平涌水量的大小，可采用不同的排水系統(tǒng)。 (一) 單水平開采的排水系統(tǒng)（二）多水平同時開采的排水系統(tǒng)礦井水的排出過程礦井水的排出過程工作面流出采區(qū)水窩工作面廢水進入水窩井底水窩自動排水裝置操作界面效果圖井底水窩排水系統(tǒng)井底水窩排水井底水窩排水主要元器件PLC控制柜現(xiàn)場照片小功率多回路組合控制柜實物 水窩排水形成水窩排水系 統(tǒng)二水平回風立井底水窩設(shè)置2臺潛水電泵，一用一備。潛水泵控制及供電由回風立井底礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電控箱集中提供，井底水窩設(shè)投入式傳感器和浮球開關(guān)各一套，用于水位控制。

20、并在出水口裝設(shè)流量開關(guān)，監(jiān)測潛水泵運行情況，回風立井底水窩自動排水系統(tǒng)， 井底水窩自動排水系統(tǒng)主要功能1、參數(shù)狀態(tài)實時檢測顯示2、潛水泵輪班工作制3、潛水泵操作運行控制4、故障檢測與報警5、通訊聯(lián)網(wǎng)能力采區(qū)水窩礦井主水倉水窩排水進入礦井主水倉礦井主水倉排水形成主排水系統(tǒng) 種類組成與原理關(guān)鍵元件監(jiān)控系統(tǒng)管網(wǎng)布置礦井自動排水系統(tǒng)的基本內(nèi)容常見排水系統(tǒng)有集中排水系統(tǒng)、分段排水系統(tǒng)和吸入式排水系統(tǒng)三種 豎井單水平開采時，可以將全礦涌水集中于水倉，再由主排水設(shè)備集中排至地面 多水平開采時，如果上水平的涌水量不大，可將水放到下一水平的水倉中，再由主排水設(shè)備集中排至地面 (a)(b)礦井自動排水的種類斜井集

21、中排水時，除沿副井井筒敷設(shè)管道外，還可以通過鉆孔下排水管，如圖所示，以減少管材的投資和管道的沿程損失。 集中排水系統(tǒng)分段排水系統(tǒng)(a)(b)(c)水先排至中間水倉，再排至地面 各水平涌水分別排至地面 可將下水平涌水用輔助水泵排至水倉中，然后由上水平主排水泵將水一起排至地面 吸入式排水系統(tǒng) 1-吸水井 2-配水巷 3-水泵房 4-變電所 5-外水倉 6-內(nèi)水倉。 吸入式排水系統(tǒng)一般由泵房、吸水井、配水巷道、水倉（內(nèi)倉、外倉）和泵房通道組成 水倉作用：一是儲存集中礦水，二是沉淀礦水; 水倉至少有一個 主一個副水倉，以便清理時輪換使用。水泵房水泵房是專門為安裝水泵、電機等排水設(shè)備而設(shè)置的硐室。泵房一

22、般都設(shè)置在副井井底車場的附近。原因如下：1.運輸巷道的坡度都向井底車場傾斜，便于流向水倉2.運輸方便3.節(jié)約材料，參加了排水工作可靠性4.改善工作環(huán)境5.減少電耗。水泵房水泵房位置圖排水單元的組成與原理井下排水系統(tǒng)主要由離心式水泵、電動機、起動設(shè)備、儀表、管路及管路附件等組成 1-離心式水泵；2-電動機；3-啟動設(shè)備；4-吸水管；5-濾水器、底閥；6-閘閥；7-逆止閥； 8-真空表；9-壓力表； 10-射流泵；11-排水管路；12-靜壓水管路1、離心泵離心泵的實物圖 排水系統(tǒng)關(guān)鍵元件手動閘閥示意圖手動閘閥實物圖2、閘閥目前自動閘閥主要有兩種形式：電動執(zhí)行的電動閘閥和液壓執(zhí)行的液動閘閥。 液動閘

23、閥 電動閘閥 自動閘閥液動閘閥的液壓原理圖 1-油箱；2-梭閥；3-液壓泵；4-溢流閥；5-液控單向閥；6-油缸液動閘閥3、水介質(zhì)電液球閥防爆外殼液壓管路入口轉(zhuǎn)動球閥（a） 關(guān)閉狀態(tài)（b） 打開狀態(tài)射流抽真空灌水方式的自動化組成 液位傳感器用于檢測水倉內(nèi)的水位，為PLC控制柜提供判斷信號。對于礦井水倉情況較好一般選擇超聲波液位傳感器，超聲波液位傳感器如圖所示，它安裝方便，檢測信號準確。 超聲波液位傳感器 4、液位傳感器壓力傳感器用于檢測水泵的出口壓力，給PLC控制柜提供壓力信號。 壓力傳感器5、壓力/負壓傳感器流量傳感器安裝在水泵的出水管路上，用于檢測水泵的流量，為給PLC控制柜提供流量信號。

24、超聲波流量傳感器 6、流量傳感器實現(xiàn)遠程控制、手動控制、檢修控制的自由切換。 7、PLC控制柜小功率多回路組合控制柜樣圖 小功率多回路組合控制柜實物 PLC控制柜西門子PLC模塊化實施方案 返回擴展方案管網(wǎng)布置圖 礦井自動排水的管網(wǎng)布置圖離心泵的工作理論管道特性離心泵的排水工藝礦井自動排水系統(tǒng)的理論及其工藝離心式水泵葉輪入、出口速度圖離心泵的主要工作理論理論揚程 水流經(jīng)葉輪后，流速發(fā)生變化，其原因是葉輪對水做功，這可用動量矩定理來分析。該定理為：在穩(wěn)定流中，單位時間內(nèi)水由葉輪入口流向出口時動理矩的增量，等于作用在進、出口間原有的水上的外力矩。理論揚程性能曲線 理論揚程與流量關(guān)系圖離心泵的實際特

25、性曲線 實際特性圖排水管道特性方程 稱為管道阻力系數(shù)。對于一定的排水管道，因管道直徑、長度、粗糙度以及管道附件等都是不變的，所以 為一常數(shù)。排水管道特性曲線 管道特性一、離心水泵的啟動過程 礦井排水的工藝 檢查水泵等設(shè)備是否有機械故障。向泵腔及吸水管內(nèi)注水，并把腔內(nèi)氣體全部排出；關(guān)閉水泵出口閘閥；送電，使泵運轉(zhuǎn)；達到額定轉(zhuǎn)速后，逐漸將水泵出口閘閥開啟到適當?shù)某潭取?離心水泵的停止過程 緩慢關(guān)閉閘閥。 按停電按鈕，停止電動機運行。 正壓排水時，應(yīng)關(guān)閉進水管上的閥門。 將電動機及起動設(shè)備的手輪、手柄恢復(fù)到停車位置。 長的期停運應(yīng)放掉泵內(nèi)存水(當冬季有凍冰危險時)。 當電源切斷以后，要注意觀察水泵轉(zhuǎn)

26、子繼續(xù)惰走的時間，即到達完全停止轉(zhuǎn)動的時間。二、離心泵的聯(lián)合運行 當一臺水泵不能滿足排水要求時，就可以將多臺水泵聯(lián)合工作。最常用的聯(lián)合工作方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。 1、串聯(lián)運行 兩臺的串聯(lián) 兩臺泵不同型號泵的串聯(lián)工作特性曲線 串聯(lián)運行后的總揚程是兩臺泵揚程的總和，流量還是一臺泵的流量。若兩臺泵流量不相等而串聯(lián)時，流量應(yīng)等于流量小的那臺泵的流量，流量大的那臺泵發(fā)揮不出來，所以最好是兩臺流量基本相等的水泵串聯(lián)。如兩臺系流量不相等而串聯(lián)時，應(yīng)將流量大的泵放在前面。 串聯(lián)后的流量和揚程分別為2、并聯(lián)運行水泵并聯(lián)工作示意圖 并聯(lián)工作就是兩臺或多臺泵通過一條或多條管道排水，其主要目的是增加管道中的排水量。

27、兩臺泵不同型號泵并聯(lián)工作 并聯(lián)后的流量和揚程分別為排水系統(tǒng)的安裝、運轉(zhuǎn)和維護 一、管道及其敷設(shè) 1、管件 a彎頭；b帶支承座的彎頭；c三通管；d十字管；e擴大管 管件在管道的轉(zhuǎn)彎處和分支處用彎頭、三通管、十字管把管子連接起來。不同管徑的管子用異徑管連接，它們都有標準鑄件，按管徑和承受壓力來選用。為了避免管道因溫度變化而產(chǎn)生張力的影響，可在管道中插入伸縮管。排水管道上安設(shè)的閘閥為板式閘閥其中有手動、電動、液動幾種。排水管道上的逆止閥為一轉(zhuǎn)動的閥門，當水泵突然停止工作時，借閥門的質(zhì)量自動關(guān)閉以保護水泵防止受水沖擊。填料伸縮管 止逆閥2、吸水罩 吸水罩 吸水罩裝到吸水端，由濾水網(wǎng)和底閥兩部分組成。濾

28、水網(wǎng)孔的總面積應(yīng)為吸水管面積的3-4倍。底閥的結(jié)構(gòu)必須輕巧，且不漏水。它可由較輕的鐵盤覆以耐腐蝕膠皮圈做成。 3、排水管道的敷設(shè) 水泵房中兩套排水管道的布置1，2鋼管；3逆止閥；4吸水管；5閘閥；6管子；7閘閥；N1，N2，N3 1號，2號，3號水泵 在敷設(shè)管道之前，管子與管件都要經(jīng)過耐壓實驗，尤其是安設(shè)在深井中的更為必要。在水泵中排水管道的敷設(shè)應(yīng)當使每臺水泵利用閘門能夠接入任一套排水管道，圖所示為兩套排水管道的布置圖，管道沿壁敷設(shè)，其重量由梁承受。逆止閥與水泵之間的閘閥，為啟動和停車之用。 二、水泵機組的安裝 水泵機組正常運轉(zhuǎn)的標志如下： 1）水泵機組運轉(zhuǎn)平穩(wěn)均勻，音響正常；2）排水量均勻，

29、壓力表和真空表的指針擺動很小；3）運轉(zhuǎn)中電動機不過載；電壓及電流指示正常；4）軸承溫度在試運轉(zhuǎn)中不超過70；5）平衡盤出水均勻，填料箱不過熱并有少量水滴出；6）水泵機組無晃動現(xiàn)象；晃動可能由于水泵軸與電動機軸不在一條線上，或地腳螺釘未擰緊所致。三、排水設(shè)備的運轉(zhuǎn)、維護和檢修 正確的維護檢修是執(zhí)行計劃性，預(yù)防性的維護制度。根據(jù)設(shè)備的特點和工作具體條件，組織經(jīng)常的維護和制定周期檢查圖表（如大、中、小檢修），有計劃地進行檢修，以便保證機器能長時期地在高效率下安全運轉(zhuǎn)。 排水管道的清洗方法如下：1）機械方法利用帶刺的球刷洗。球由手搖鉸車系引下放到管道中，上下移動時注入清水，使被刷掉的積垢和鐵銹隨水沖下。2）凍裂方法使管道空氣溫度從 急劇下降到 以下，引起積垢中的水凍結(jié)而破裂脫落。此法適于在北方的冬天進行。3）化學(xué)方法管道中注入加熱的鹽酸溶液（ ）來清洗積垢。 四、常見故障及處