礦山排水設(shè)備概述課件

1、第三篇 礦山排水設(shè)備遼寧工程技術(shù)大學機械工程學院第十一章 概 述礦井開采方式：豎井、斜井、平硐或露天煤礦。礦山排水設(shè)備的作用：為保證礦井安全生產(chǎn)，不致使涌水淹沒礦井，將采掘過程中，不斷涌出的礦水及時地排到地面。 第一節(jié) 礦山排水系統(tǒng)一、礦水礦井自然涌水：地下水、地表水。礦井人為涌水：水砂充填礦井和黃泥灌漿礦井的充填廢水及灌漿水。1、礦井涌水量：單位時間涌入礦井的總水量 （m3/h或t/h） 最大涌水期： 雨季和融雪季節(jié)，相的涌水量稱之為最大涌水量；正常涌水期： 其它季節(jié)，相的涌水量稱之為正常涌水量。 含水系數(shù)：每采一噸煤的涌水量（比較各礦涌水的大?。﹎3/t 2、礦水的性質(zhì)：（1）礦水的容重：

2、一般為995410052 N/m3。要設(shè)置水倉或沉淀池，使水中泥砂沉淀后，再經(jīng)水泵排至地面。（2）礦水的酸堿性： 礦水按氫離子指數(shù)分為：酸性(pH7) 防止酸性水腐蝕排水設(shè)備的措施（當pH5時）：A、采用耐腐蝕性材料制成的耐酸泵，排水管道可在管內(nèi)加防酸襯（襯膠，襯聚氯乙烯，襯搪瓷）等防護措施；B、必要時，為防止酸性水污染環(huán)境，應(yīng)在井下水倉投入石灰（CaO）、熟石灰Ca(OH)2或石灰石（CaCO3）等進行中和處理。 二、礦井排水系統(tǒng)主排水設(shè)備：設(shè)在井底車場（最低處）附近。礦井自采掘工作面涌出的水，沿著巷道排水溝，自行流至井底車場附近的水倉中，然后經(jīng)主排水泵將水排至地面。輔助排水設(shè)備：A、局部排

3、水設(shè)備：設(shè)在箕斗井底、有水窩的罐籠井底、膠帶輸送機斜井底及集中下山等處。 水泵通過排水管將水排到井底車場水溝中。B、采區(qū)排水設(shè)備：設(shè)在采區(qū)。在水沙充填礦井，由于水中含有大量泥沙，需在采區(qū)設(shè)沉淀池，經(jīng)第一次沉淀后，由采區(qū)排水設(shè)備將水排至運輸巷道水溝中。C、移動排水設(shè)備：設(shè)在掘進工作面，隨掘進工作面的推進而移動。 （一）集中排水系統(tǒng)集中排水系統(tǒng)：將全礦涌水集中到最低水平，然后由主排水設(shè)備一次排到地面。特點：集中排水系統(tǒng)較簡單，開拓量小，基建費用低，管道敷設(shè)簡單，管理費用低。1、豎井單水平開采： 多水平開采： 缺點：上水平的水引到下水平后，再排上去，浪費了勢能，增加了電耗。 2、斜井： 斜井可通過鉆

4、孔下排水管，鉆孔垂直深度一般不超過300m，管材采用鋼管。特點：不但節(jié)約管材，而且降低了生產(chǎn)運行費用，還可提高斜井井筒利用率，增加提升能力。方法：管子與鉆孔間用水泥砂漿封死，防止孔壁塌落及水沙等流入井下。(二) 分段排水系統(tǒng)將全礦涌水集中到幾個水平，然后分別將水排至地面。1、單水平開采： 先將涌水排至井筒中間水倉，然后再由中間水泵房的水泵將水排至地面。2、多水平開采：（1）當各水平涌水量都較大時，則分別設(shè)置排水設(shè)備，將各水平涌水分別排至地面。（2）當下水平的涌水較小時，可將下水平涌水，用輔助水泵排至上水平水倉中，然后由上水平主排水泵將水一起排至地面。三、水倉：用來專門儲存礦水的巷道水倉主要作用

5、：（1）儲存調(diào)節(jié)、集中礦水：當涌水量產(chǎn)生波動或排水設(shè)備發(fā)生故障停泵時，貯存礦井涌水;（2）沉淀礦水泥沙：防止進入水泵，以免加快水泵的磨損。 水在水倉中流動的速度要求： 小于0.005m/s，且流動時間要大于6h（水倉巷道長不得小于100m）。水倉數(shù)量： 至少有兩個：主、副水倉，以便清理時輪換使用。水倉總?cè)萘?煤礦安全規(guī)程規(guī)定為：（1）正常涌水量在1000m3/h及其以下時，主要水倉的有效容量應(yīng)能容納8h的正常涌水量。（2）正常涌水量大于1000m3/h的礦井，主要水倉的有效容量可按下式計算： V = 2（ Q+3000） m3但主要水倉的總有效容量不得小于4h的礦井正常涌水量。四、水泵房：（一

6、）水泵房位置：在井底車場附近。其原因：（1）運輸巷道的坡度都向井底車場傾斜，便于礦水沿排水溝流向水倉；（2）排水設(shè)備運輸方便；（3）由于靠近井筒，縮短了管路長度，不僅節(jié)約管材，而且減少了管路水頭損失，同時增加了排水工作的可靠性；（4）在井底車場附近，通風條件好，改善了泵與電機的工作環(huán)境；（5）水泵房以中央變電所為鄰，供電線路短，減少了供電損耗。 （6）一旦井底車場被水淹沒，關(guān)閉水平通道的防水門后，繼續(xù)搶險排水，在萬不得已的情況下，人員和設(shè)備還可由此撤出。水泵房在井底車場的位置 ：（二）水泵房的設(shè)備布置三臺水泵的水泵房布置如圖所示。水倉的水水倉篦子水倉閘門配水井（水倉閘門共兩個，分別與主、副水倉

7、相通，輪換使用，在配水井上部操縱）配水閘門吸水井或兩側(cè)的配水溝（兩側(cè)的配水溝再進兩側(cè)的吸水井）（配水井及吸水井內(nèi)均有供人員上、下的梯子，以便于安裝檢修和清理水井，井上覆蓋著帶紋的鋼板）（三）水泵房結(jié)構(gòu)尺寸1水泵房長度 L= n L0 +l1 (n +1) m n水泵臺數(shù)； L0水泵機組(泵和電動機)的總長度，m，可查樣本； l1水泵機組的凈空距離，一般為152m。 2水泵房的寬度 B= b0 + b1 + b2 m b0水泵基礎(chǔ)寬度，m； b1水泵基礎(chǔ)邊到軌道一側(cè)墻壁的距離，一般為152m； b2水泵基礎(chǔ)另一邊到吸水井一側(cè)墻壁的距離，一般為08lm。 3水泵房的高度1）水泵房的高度應(yīng)滿足檢修時

8、起重的要求，一般為345m；2）根據(jù)水泵葉輪直徑確定：在D350mm時，取45m，并應(yīng)設(shè)有能承受起重質(zhì)量為35t的工字梁，在D350mm時，取3m，可不設(shè)起重梁。水泵基礎(chǔ)的長和寬應(yīng)比水泵底座最大外形尺寸每邊約大200300mm。大型水泵基礎(chǔ)應(yīng)高于泵房地板200mm。第二節(jié) 礦山排水設(shè)備一、礦山排水設(shè)備的組成水泵、電動機、起動設(shè)備、管路、管路附件等和儀表等 。管路附件：（1）帶過濾網(wǎng)的底閥；（2）調(diào)節(jié)閘閥 ；（3）逆止閥 （4）灌水漏斗、放氣栓、旁通管、真空表、壓力表等。水泵按作用原理分類：葉片式水泵：離心式、軸流式及混流式等；容積式水泵：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式（齒輪泵、螺桿泵）等；其它型式：噴射式、水

9、錘式等。我國煤礦采用最多：離心式 少數(shù)采用：活塞式、噴射式水泵二、礦用水泵工作原理（一）離心式水泵1、主要組成：葉輪、軸、螺旋形泵殼、吸入口、壓出口。 2、工作原理：壓出原理：葉輪中流體產(chǎn)生離心力吸入原理：入口處形成真空（二） 往復(fù)式水泵：1、主要組成：活塞、泵缸、吸水閥和壓水閥。2、工作原理：當曲柄不斷旋轉(zhuǎn)時，活塞就不斷往復(fù)運動，泵的吸水和壓水過程就連續(xù)不斷地進行。（三） 噴射式水泵1、主要組成：高壓供水管、噴嘴、混合室、喉管、擴散器、吸水管、排水管。2、工作原理：高壓水經(jīng)供水管以很大的速度從噴嘴射出，使噴嘴出口處的壓力低于大氣壓力，于是吸水井中的水在大氣壓力作用下經(jīng)吸水管進入混合室，進行能

10、量傳遞，成為射流流出。三、離心式水泵的工作參數(shù)1、流量單位時間內(nèi)水泵排出的水量。體積流量用Q表示，單位為m3/h、m3/s或L/s等；質(zhì)量流量用QM表示，單位為kg/h或kg/s等。2、揚程（H mH2O）單位重量的水通過水泵所獲得的能量或壓頭。3、功率 軸功率（輸入功率）（ N kW） ： 原動機傳給泵軸上的功率。有益功率（輸出功率）（ Ne kW ） ： 單位時間內(nèi)流過水泵的流體所獲得的功率。4、效率（） 泵有益功率與軸功率之比。 5、轉(zhuǎn)速（nr/min） 泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。6、允許吸上真空度（Hs mH2O）保證離心式水泵不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的允許吸上真空高度。四、離心式水泵分類1、按葉輪個數(shù)

11、分： 單級泵、多級泵2、按吸入方式分： 單吸式、雙吸式3、按泵殼形式分： 渦殼式（中開式） 導葉式（分段式）4、按軸的位置分： 臥式、立式第十三章 離心式水泵構(gòu)造第一節(jié) 離心式水泵的主要部件一、轉(zhuǎn)動部分1、葉輪：給水增加能量。結(jié)構(gòu)：前盤、后盤、葉片組成。（分閉式、半開式 、全開式）二、固定部分 1、吸入段：將吸水管中的水均勻地引向葉輪。 結(jié)構(gòu)：圓環(huán)形、錐形管 2、壓出段： 收集末級葉輪流出的高速水流引向出口，同時將部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能。 結(jié)構(gòu)：螺旋形、環(huán)形。3、中段：導流、增壓。 結(jié)構(gòu)：由導水圈、返水圈（帶有葉片的靜止圓環(huán)）與泵殼固定在一起組成。三、密封部分1、密封環(huán)：葉輪與泵殼之間的密封。結(jié)

12、構(gòu)： 分大口環(huán)、小口環(huán)。2、填料函： 泵軸與泵殼之間的密封。其松緊度對水泵 的性能有影響。結(jié)構(gòu)： 由填料箱、填料、壓蓋組成。第二節(jié) 軸向推力平衡裝置一、軸向推力產(chǎn)生的原因： 離心式葉輪前、后盤受流體作用的面積不等，產(chǎn)生的壓力不等，從而產(chǎn)生了一個指向吸水側(cè)的軸向推力。 二、危害：（1）軸推力會推動葉輪及裝在軸上的整個轉(zhuǎn)子沿軸線向吸水側(cè)移動，使之與固定部分摩擦而損壞；（2）使葉輪出口與導水圈入口中心偏離，惡化了流動狀況，降低水泵效率。三、軸向推力的平衡方法： （1）平衡孔：單級泵用 （2）雙吸入口：大流量泵 （3）對稱排列：偶數(shù)葉輪用 （4）平衡鼓：多級泵 （5）平衡盤：多級泵平衡盤特點：A、自動

13、平衡軸向推力，總是處于動態(tài)的平衡狀態(tài)；B、結(jié)構(gòu)緊湊，平衡效果好；C、由于軸的竄動，使平衡盤和平衡板經(jīng)常磨損以及增加漏損。第三節(jié) 礦山常用離心式水泵主要排水設(shè)備：多級泵，主要是D型離心式水泵；輔助排水設(shè)備：單級泵，主要以B型離心泵為主。一、 D型水泵1、D型泵的構(gòu)造D型泵屬于單吸、多級、分段離心式水泵。它可輸送清水或物理化學性質(zhì)類似于水的液體，輸送液體的溫度不得超過40。固定部分：前段、中段、后段、導水圈、尾蓋及軸承架等零部件，用螺栓聯(lián)結(jié)。轉(zhuǎn)動部分：數(shù)個葉輪和一個平衡盤。整個轉(zhuǎn)子部分支承在軸兩端的單列向心滾柱軸承上。水泵的軸向推力采用平衡盤平衡。水泵的吸水口為水平方向，排水口為垂直向上。 2、型

14、號： 50D、65D、80D、100D、125D、150D、200D、250D等八種，前5種轉(zhuǎn)速為2950r/min，后三種為1480r/min。 3、型號意義：舊編制：吸水口直徑、D、單級額定揚程級數(shù)新編制：D、額定流量、單級額定揚程級數(shù)煤礦排水使用的多級泵，除D型外，還有DA型、GD型、TSW型等老產(chǎn)品。近年來 生產(chǎn)的大流量、高揚程水泵： DS450-100 型、100DM-100型、DQ280-100型泵、其單級揚程都是100m，最高級數(shù)可達10級，流量也較大。樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。7月-227月-22Thursday, July 28, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空

15、對月。05:03:5705:03:5705:037/28/2022 5:03:57 AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。7月-2205:03:5805:03Jul-2228-Jul-22加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。05:03:5805:03:5805:03Thursday, July 28, 2022安全在于心細，事故出在麻痹。7月-227月-2205:03:5805:03:58July 28, 2022踏實肯干，努力奮斗。2022年7月28日5:03 上午7月-227月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28 七月 20225:03:58 上午05:03:587月-22嚴格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。七月 225:03 上午7月-2205:03July 28, 2022作業(yè)標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/