《矿井泵工讲稿.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井泵工讲稿.doc（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、矿 井 泵 工（讲 稿）郑新机电处第一讲 矿井排水系统及设备第一节 矿井排水系统一、矿井排水的意义及特点1、矿井排水的意义将井下涌出的矿井水通过排水系统不断地排至地面，以保证安全生产和作业人员的生命安全。2、矿井排水的特点对矿井排水及排水泵房要求比较严格，对排水设备的可靠性要求高，必须及时地排出矿井涌水。要求排水泵具有较高的耐腐性及耐磨性。泵房内安装的使用、备用、检修的水泵台数必须满足矿井最大涌水量要求。矿井排水的总耗电量较大，约占全矿井的总耗电量的2535%，有的矿井高达40%甚至更多。二、排水方式（一）压入式、吸入式及压吸并存排水方式1、压入式压入式指被排的水面高度高于水泵吸水的高度，因此
2、不需要真空泵、射流泵等设备启动，不会产生气蚀，还可提高排水系统的效率。缺点：对泵房和排水设备的可靠性要求更高，泵司机也必须有较高素质，否则，一旦泵房、水仓隔墙发生故障（如水仓周围岩层出现裂隙出水），容易发生水淹泵房、矿井等重大事故。2、吸入式排水方式吸入式排水方式指被排的水面高度低于水泵吸水口高度，水泵启动时需要启动设备但其安全、可靠性高，一般不会造成水淹泵房事故。3、压、吸并存排水方式（二）移动式和固定式排水方式1、移动式排水方式 2、固定式排水方式固定排水方式又分集中排水和分段排水1）集中排水方式竖井单水平开采时，回采和掘进工作面的水靠自重（水往下流）沿水沟流至井底车场主水仓，而后由泵房排
3、至地面。2）分段排水方式 逐级排水 三、煤矿安全规程对排水设施的规定第二百七十八条：对井下排水和排水设施的规定：1）水泵必须有工作、备用和检修的水泵（1）工作水泵的排水能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量。（2）备用水泵的排水能力不小于工作水泵能力的70%。（3）工作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。（4）检修水泵能力应不小于工作水泵能力的25%。（5）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的水泵位置。2）水管：必须有工作水管和备用水管。（1）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。（2）工作水管和备用水管的总能力
4、，应能配合工作和备用水泵在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，并能够同时开动工作和备用水泵。（4）有突水淹井危险的矿井，可另外建立抗灾强排能力的泵房。第二百七十九条规定:主要泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设置可靠的控制闸门。第二百八十条规定：主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水
5、仓有效容量可按下式计算： V=2（Q+3000）式中 V-主要水仓的有效容量，m3。 Q-矿井每小时正常涌水量，m3。但主要水仓的总有效容量不得小于4h 的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。矿井最大涌水量和正常涌水量相差特大的矿井，对排水能力、水仓容量应编制专门设计。水仓进口处应设置箅子。对水砂充填水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。第二百八十一条：水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。在每年雨季前，必须全面检修1次，并对全部工作和备用水泵进行1次联合排水试验，发现问题
6、及时处理。 水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理1次。第二节 矿井排水设备一、矿用水泵的分类及构造（一）矿用水泵的分类1、按水泵叶轮数目：单级泵 ：只有一个叶轮，扬程低，一般在8100m之间多级泵 ：由多个叶轮组成，扬程可在701000m之间，甚至高达1800米或更高。2、按水泵传动轴位置分卧式：传动轴水平安装立式：传动轴立式安装，有吊泵、深井泵、潜水泵等3、按叶轮进水方式分单侧进水； 双侧进水 （二）矿用水泵的构造由泵体、泵轴、叶轮、轴承、泵盖、密封装置等组成二、排水管路及元件（一） 排水管路排水管路就是由许多节钢管或铸铁管材采用各种连接方式连接起来的水流通道。由于排水
7、管路要承受19MP的压力，因此多选用钢管作为主排水管路。井深在200米以上的都要采用无缝钢管。无缝钢管、有缝钢管，每根长度412m之间连接方式法兰、焊接、快速接头、螺纹连接四种（二）管路元件及附件1、管件图414 2、附件1）阀门 ：常用的阀门有闸阀、逆止阀、底阀（1）闸阀闸阀的作用：将其两侧的设备或管路接通或分开；闸阀的安装位置：水泵出水口与排水管之间；（2）逆止阀 逆止阀作用：防止排水管路中的水倒流，避免冲击叶轮和底阀。逆止阀安装位置：闸阀上方（3）底阀 底阀位置：安装在吸水管底部，插入水面以下深度不得小于0.5m。距吸水井底不得少于0.4m作用：防止吸水管中的水流出，保证水泵的正常启动，
8、目前排水设备大多数采用无底阀排水以减小吸水阻力。2）管卡 管卡作用：固定管道3）固定管座 固定管座作用：承载管道的重量4）伸缩管： 伸缩管作用：防止管道热胀冷缩而引起的管路变形。5）其他附件 灌水漏斗、旁通管、放水阀门、滤网等第三节 离心水泵的构造离心式水泵构造简单，机体轻巧，操作简便，易于调节和维护保养，效率高，在煤矿得到广泛的应用。一、单级悬臂式离心泵单级悬臂式离心泵结构简单，使用维护方便，流量从4.5360m3/h，扬程898m，吸水口径从40mm到200mm，应用广泛。该类型水泵用于掘进工作面的排水，空压机的供水；常用型号有BA型、BZ型、BE型。1、BA型水泵 4BA：单级单吸悬臂式
9、离心清水泵2BZ：单级自吸泵2BE：水环式真空泵泵体的作用：将水平滑地引向叶轮入口，经叶轮甩出压力水后，将压力水引向泵的排出口。2）将水的动能大部分转变为压力能，以提高水泵的扬程及效率。3）以此为基础连接其他主要零件组成一个整体，泵盖、轴、叶轮、托架等。挡水圈用橡胶制成，防止水渗入托架的轴承室。联轴节：分为弹性、柱销、爪型共三种型式。安装时，必须保证电机轴与水泵轴的同轴度要求。2、BZ型离心式水泵BZ型离心式水泵为直联式，单级、单吸、悬臂式泵。二、多级单吸式离心泵多级单吸式离心泵的突出特点是扬程高，常见品种DA型、D型、MD型现以DA型来介绍：（1）进水段、中段、出水段均为铸铁制成；进水把水引
10、入第一级叶轮排出的水引入次级叶轮的入口，末级叶轮排出的水通过出水段上固定的导叶把水引向排水口。叶轮：将电机的机械能转变为动能和压力能。轴： 泵的主要传动部分，安装叶轮、轴套、平衡盘等。导叶：分别固定在水泵的中段和出水段上，上有扩散形流道，将水的动能转化为压力能；密封环：起密封作用，防止泵内由高压水漏回进水流道。平衡板、平衡环：用来平衡叶轮旋转进所产生的轴向力。位于水泵出水段与尾盖之间。轴承：镶有巴氏合金，采用油环自行带油润滑。盘根箱：盘根位于进水段和尾盖，盘根起密封作用，防止空气进入泵及泵内水渗出。近年来使用的D型泵是在DA型基础上改进的产品,效率高。三、矿用离心式水泵1、GZ270采煤泵 2
11、、80DGL50型立式多级离心吊泵3、S型双吸离心泵S型水泵为单级、双吸、中开式泵壳离心泵四、离心式水泵轴向力的产生及平衡单吸闭式叶轮前后盖板受力图 产生原因：作用于叶轮前盖板上的总压力小于作用在叶轮后盖板上的总压力。影响：叶轮与泵壳碰撞，引起振动，磨损叶轮出口与导叶进口偏移，效率降低。平衡轴向力的方法1、止推轴承法2、对称分布法 3、平衡孔法 4、平衡盘法 （最理想的方法）5、平衡管法 （原理同平衡孔法）五、多级离心泵型号MD150-67*7 M：耐磨；D：多级；150：流量；67：单级扬程；7：级数。第四节 离心式水泵的工作原理及性能一、离心式水泵的工作原理 如下图：在泵内充满水时，当叶轮
12、在泵壳内高速旋转时，叶轮里的水以很快的速度被甩离叶轮向四周射去，它们具有很大的能量，汇集和通过蜗壳，流道逐步加大，流速逐步减低，压力逐步增加，根据水流总要从高压向低压流动的道理，泵壳内的高压水就沿着出水管被压送到高处去。 与此同时，叶轮内的水被离心力甩出去，原来的空间就形成真空或低于大气压状态，水井的水面受大气压的作用，便冲开底阀，使水井的水进入叶轮，充实原有空间，叶轮不断旋转，水不断被离心力甩出去，水井的水源源不断通过水管，进入叶轮，为就是离心泵的简单工作原理。离心泵产生压力的大小，与叶轮直径和转速有关，转速越高，叶轮直径越大，产生的压力越高。1、真空泵启动排水原理利用水面两侧的压强差，使水
13、由压力大的地方向压力小的地方流动，达到排水的作用。2、射流泵启动排水原理工作流体从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体即被吸入。3、喷射泵排水 资源整合矿井大部分采用的是抽底式引水装置。二、离心泵的主要性能及性能参数（一）离心泵的性能参数1、流量流量指水泵在单位时间内排出水的数量体积流量：Q，m3/h2、扬程扬程是指单位质量的水通过水泵后获得的能量增加值。扬程用H表示扬程单位：米水柱、习惯上称为米扬程有如下几种：（1）实际吸水扬程：符号Hx，单位m（2）实际排水扬程：符号Hp，单位m（3）实际扬程：符号Ha，单位m Ha=Hx+Hp (m)（4）损失扬程：
14、符号HL,单位m指的是水流过管路和管路附件时所损失掉的扬程。（5）总扬程：符号H，指的是实际扬程Ha和损失扬程HL之和。即 H=Ha+HL (m) 或 H=Hx+Hp+HL (m)3、转数 符号n 单位：转/分 (r/min)4、功率对于一台整套水泵（含水泵的配套电动机）的功率而言，功率可分为：（1）轴功率：即电动机直接传递给泵轴上的功率用Nz表示。（2）有效功率：指水泵在单位时间内对流过水泵内的水所作的有效功的大小，用Nx表示。（3）选用功率：指所选配的电动机的功率。5、允许吸上真空度允许吸上真空度也叫吸水高度，简称吸高。它是指水泵在工作时能够吸上水的最大吸水扬程：单位是米（m）允许吸上真空度（Hs）指最在吸上真空度Hsmax减去0.3m后的吸上真空度 Hs=Hsmax0.3m6、效率 用符号=Nx/Nz100%一般水泵的效率在6080%，近年来有超过80%的泵。7、管路效率 用符号g表示。g=Ha/H100%（二）离心水泵的主要性能离心水泵的主要性能与水泵流量Q，扬程H，轴功率N等有关。我们可以通过实验求得每台水泵的流量Q与扬程H，轴功率N，效率和允许吸上真空度Hs之间的关系曲线图，
