高压水泵在井下排水中的运用研究

赵革庆

摘 要：为保证排水供电较高的可靠性，现需要升级改造井下排水系统。详细分析了改造的总体方案，仔阐述了其中具体设计方案，有助于解决成本解决及缩减维修量，指导后续研究的进行。

关键词：高压水泵；下排水中；改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.201

高压水泵中应用比较广泛的就是微型高压水泵。其压力较高，体积小，容易携带，同时可应用于车载电瓶带动等，往往用作清洗及抽水等。不同种类微型水泵，在矿藏开发过程中因为大气降水及产用水等涌入矿井，这部分水成为矿井涌水量，一般是采掘量的很多倍。高压水泵在井下排水中发挥了重要作用，维持着排水的正常及安全。以往研究中探讨是否在既有基础上增加排水水泵及供电变压器，而由于受到泵房场地及维修等因素的影响，本次研究决定整改井下排水变成高压一段排水，现将此次设计方案及投入及节约费用情况进行如下分析。

1 井下排水中高压水泵应用的研究意义

通常金属矿地质条件较为复杂容易出现透水事故。为避免此种情况的出现结合国家“十一五”科技支撑项目需求，有关高压水泵在井下排水中的运用研究文献内容较少，参阅相关文献基础上，对高压水泵在井下排水中的运用进行研究，升级高压水泵，将新设计用于应对矿井被淹情况，维持系统正常排水，当矿井产生淹井透水事故时，处在高压水密闭的极端条件下，依然可正常排水，保证排水工作的可靠性。

2 优化高压水泵整体方案

泵的型号：D300/80×6，流量300立方每小时，扬程480米。MD155/67×8，流量155立方每小时，扬程536米。在刚开始时设计时，在排水管路上，改变现在的六寸管路，变成八寸管路，590水平已有低压泵经过调整，变成4台MD280高压泵，延伸现有的2条高压电缆至590水平泵房，不再使用四中段变电所及650水平变电所、水泵房，补充4台高压启动柜及2台高压进线柜，650水平巷道涌水通过水道集中进入590水平污水仓，经过改造，通过590水平污水泵将650水平涌水及590水平污水扬至地表水倉。

排水能力：刚开始选取水泵型号MD280，流量每小时280m3，这20h排除量接近5000m3，当涌水量增大时，需要20h排完一昼夜涌水。本次改造也有其优点及不足：优点：①精简流程，改变已有低压两段排水生成高压一段排水，缩短了排水时间，节省排水电费，避免维修成本的消耗；②排水量大，当发生意外时，还能提供需求排水需求；③可二次使用拆下的设备，以往650水平设备用作590水平设备。缺点：一次性投入过大，施工周期长，会对正常生活构成影响[1]。

设备经过改在投资：MD280-65×8水泵3台×7.0万元=21.0万元；8寸64公斤逆止阀4个×0.40万元=1.60万元；8寸64公斤闸阀9个×0.50万元=4.5万元；Y4502-4-710/6电机3台×16.0万元=48.00万元；GGIA-630/6启动柜3台×4.90万元=14.70万元；GGIA-630/6电源柜1台×3.0万元=3.0万元；YJV22-3*70电缆600米×250元=15.00万元；DN200焊管200米×100元=2.00万元；DN200无缝钢管1800米×200元=36.00万元；8寸底阀4个×400元=1600元；水泵基础3万元；管路附件4万元；电缆沟及附件3.5万元。

改造后的电费节约：现有的的低压泵：基本电费638400元+排水电量5127885度×0.57元=3561294元；改造后的高压泵：基本电费323760元+排水电量4198230度×0.57元=2716751元；节约电费3561294元-2716751元=844543元；节约人工费6万元，维修费5万元；合计年可节约费用954543元。

3 高压水泵改造方案具体设计

3.1 高压水泵的选型

①设计基础资料。井口标高为及590水平泵房地坪标高、地表水仓最高水位标高分别为1015米、590米、1017米，吸水高度2m。单条扬水管长约600米，吸水管长5米，120°焊接弯头及90°标准弯头分别为9个和4个，每套管路设底阀与闸板伐各1个。

②水泵所需静扬程。水泵所需静扬程HST=439.00m=820.00-383.00

+2。

③吸水管水头损失。在设计中使用DN200×6普通焊管，长度5 m。公称内径200底阀及90°弯头各1个，吸水管水头损失Hd=弯头局部损失H弯0.17+底阀局部损失H底1.45+摩阻损失HS0.14=1.72m。

3.2 负荷线及电源线的选择

①负荷线选择。以电机额定电流68A为参照，查阅供电手册得知，YJV22电缆22MM的载流量是140A，所以，选取的电机负荷线电缆型号为YJV22-3*25。②电源线的选择。现阶段公司井下排水电缆中YJV22*95排水电缆，载流量310A，YJV22-3*70排水电缆，载流量250A，均符合2台泵同步运转需求，延伸这两条电缆延伸至590水平。钼业公司9年竣工，运行期间，达到排水需求，保证矿山排水的无异常性，相比成本投入，节约的成本更多，缩减了维修量。

4 结束语

高压水泵用于井下排水中，维持着系统排出的稳定及正常。高压水泵于高压水密闭较复杂环境中还能正常排水，较为可靠；升级排水系统，应对大涌水量或深层开采矿情况，集中实现矿井正常排水装备及灾后强排水装备的统一性，避免灾后人力及物力等资源过大损失。保障抢救人员生命安全，缩短复矿时间，节省成本[2]。

参考文献：

[1]杨长春.高压水泵在井下排水中的应用[J].中小企业管理与科技旬刊，2013（09）：202-204.

[2]张万忠，郭瑜，韩素茹等.矿井排水电机-水泵系统在高压水作用下的稳定性研究[J].建井技术，2011，32（z1）：35-38.