煤矿井下排水系统研究分析

赵 阳

（淮北矿业集团 芦岭煤矿 保运一区，安徽 淮北 235000）

煤矿井下排水系统研究分析

赵 阳

（淮北矿业集团 芦岭煤矿 保运一区，安徽 淮北 235000）

对于煤矿企业来说,安全是首要的大事,事关企业的发展和稳定,事关广大干部职工的利益和需求。本文首先探讨了煤矿井下排水系统的重要性，紧接着对矿井排水系统的要求做出了分析，最后研究了多种不同的矿井排水方式并做出了对比。

煤矿；井下排水系统；安全

0 引言

煤炭行业作为我国的支柱行业，其安全问题日益凸显，如何使煤矿安全生产成为了制约煤矿生产的关键问题。煤矿井下排水系统作为煤矿生产的六大系统之一，担负着排除井下积水的重要任务，即是把流入井下巷道中的积水排送至地表。在煤矿开采过程中，由于地层中含水的涌出，会有大量的矿井水日夜不停地汇集到井下，此外，突发的突水事故会使涌水量突然增加，如不能及时的把积水排送至地表，井下生产可能受到阻碍，更甚者会造成重大的安全事故，因此及时有效的排出井下积水显得尤为重要。

1 矿井排水系统的要求

1）水泵：必须有工作、备用和检修水泵。工作水泵的排水能力，应能在 20 小时内排出矿井 24 小时的正常涌水量（包括充填水及其它矿井用水）；备用水泵排水的能力应不小于工作水泵能力的 75％；工作及备用水泵的总排水能力，应能在 20 小时内排出矿井 24 小时的最大涌水量；检修水泵的排水能力应不小于工作水泵能力的20％。水文地质条件相对复杂的矿井，可考虑在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。工作水管的排水能力应能配合工作水泵在 20 小时内排出矿井 24 小时的正常涌水量；工作和备用水管的总排水能力，应能配合工作和备用水泵在 20 小时内排出 24小时的最大涌水量。

3）配电设备：应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作与备用水泵。有突水淹井危险的矿井，可考虑另行增建抗灾强排能力泵房。

2 矿井常见的几种排水方式

2.1 压入式、吸入式及压、吸并存式排水方式

根据水泵吸水井的水位是否高于水泵吸水口位置，可分为压入式和吸入式两种排水方式。水泵吸水井的水位高于水泵吸水口位置，这种排水方式叫做压入式排水；水泵吸水井的水位低于水泵吸水口位置，这种排水方式叫做吸入式排水。

1）压入式排水方式。压入式排水时，因为水泵吸水口位置低于被排水的水面的位置，所以水泵启动前，只需打开水泵吸水侧闸阀，水就会自动灌满泵体，水泵灌满水后，便可启动电动机，然后逐渐打开水泵排水侧的闸阀，水泵就可以进行排水；同时，吸水管和水泵内不需要排空气，排水系统不需要安装真空泵、射流泵等引水装置，并且泵的吸水管路上也不需要安装底阀，启动非常方便。压入式排水时，水泵内有一定的水压，水泵工作时一般不会产生气蚀现象，排水系统的效率较高。 但是，压入式排水方式存在一定的风险性，它的缺点是一旦发生泵房、水仓隔水墙漏水或垮塌、排水（供电）设备发生较大故障,或者操作人员操作失误等情况，就容易发生水淹泵房的重大安全事故。因此，压入式排水要求水仓周围岩层没有裂缝；泵房、水仓隔水墙和泵房的排水供电设备必须有很好的可靠性；排水泵工必须要有很强的业务素质和工作责任心。这种排水方式一般较少采用，采用时要进行可靠性论证，并确保要有安全可靠的排水措施。

2）吸入式排水方式。吸入式排水方式是指排水的水面低于水泵的吸水口位置。与压入式排水方式相比，吸入式排水方式具有安全性高，工作可靠等优点。在不发生全井重大供电等意外事故的情况下，一般不会造成水淹泵房事故。目前，我国矿山井下的排水一般都采用这种排水方式。 吸入式排水方式的缺点：水泵需要安装排真空装置或底阀和灌引水装置；排水的效率较压入式排水方式低；当水泵安装吸水高度不合理时，可能会导致水泵发生气蚀。

3）压、吸并存的排水方式 。压、吸并存的排水方式是指以泵房标高为准设有上、下两个水仓，上部水仓水位的高度比水泵吸水口位置高，下部水仓的水位高度比水泵吸水口低，上部水仓的水采用压入式排水，下部水仓的水采用吸入式排水，这种排水方式叫做压、吸并存的排水方式。这样，即可以发挥压入式排水的优点，又可以发挥吸入式排水的优点，从而保证了泵房排水的安全。当压入式排水泵房发生故障时，就可以把水仓的水放到下水仓，全部采用吸入式排水，一般不会造成跑水淹泵房事故。

2.2 移动式和固定式排水方式

根据水泵位置是否移动，可以分为移动式排水和固定式排水两种方式。

1）移动式排水方式。移动式排水方式是指水泵的位置随着工作面得移动或水位的变化而移动的排水方式，如排出立井、斜井掘进工作面的涌水以及排干被淹没的矿井、水平或局部下山的积水，但一般情况下只为矿井的局部排水服务。

2）固定式排水方式。固定式排水方式是指水泵的位置固定不变，矿井的涌水均由该泵房排出的排水方式。固定式排水方式是矿井的主要排水方式。固定式排水方式主要是指吸水井内的水经底阀、吸水管进入水泵，经过水泵加压后，经由闸阀的逆止阀，再沿排水水管路排至地面的流水沟。为了减小底阀对水流的阻力，提高排水效率，目前，大多数固定式排水系统中，均不采用底阀排水。 矿井固定式排水方式还可以分为集中式和分段式两种。

3 结语

矿井主排水系统是煤矿大型设备的重要组成部分，其能否正常运行直接关系到整个矿井的安全生产。矿井主排水系统一般由若干主排水泵、排水管路以及配套电机等组成，统一安置于井底的中央泵房内。此系统具有可靠性要求高，启泵、停泵操作繁琐等一系列的缺点，所以，如何提高矿井中央泵房的自动化程度，做到科学管理、运行并满足煤矿生产调度综合自动化的要求，显然以成为急需解决的问题。

随着煤炭生产技术的快速发展，井下排水效率和自动化水平已经成为制约煤炭生产的关键因素，其工作的安全性、可靠性以及工作时间的合理配置，对矿井的安全、高效生产有着重大的意义。同时，随着现代化煤矿建设的步伐加快，对井下中央泵房自动化程度的要求也日益突出。

[1] 李泽松.井下水泵房自动排水系统的研究[D].太原理工大学,2005：1-8.

[2] 谭一川.煤矿工业水泵自动化监控系统研究与应用[D].重庆大学,2009：4-5.

[3] 李亚峰.水泵及水泵站[M].机械工业出版社,2009.07.