微阻缓闭止回阀在排水管路上的应用

熊治国

（天地科技股份有限公司开采设计事业部， 北京 100013）

煤矿是我国的主要能源，其用途十分广泛，主要用途为发电用煤、蒸汽机车用煤、建材用煤、一般工业锅炉用煤、生活用煤、冶金用动力煤等。在今后相当长的时间内，我国以煤炭为主的格局基本不会发生根本变化。

在挖掘富含煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括大巷、井硐和采掘面等，它们形成了错综复杂的井下空间网络。同时，在煤矿开采过程中，更离不开煤矿四大设备，主要包括排水设备、通风设备、空气压缩设备、提升设备[1]。在国家煤矿安全部门的管理、检查下，全国煤矿企业通过坚持“安全第一、预防为主”的方针、使用先进的科技产品、应用智能化、推进安全综合治理、重视安全思想教育、强化安全技术培训和开展各种形式的安全宣传活动等，与之前相比，全国煤矿生产中的事故在逐渐减少。

本文主要对排水系统中微闭缓冲止回阀在排水管路上的应用作为研究的重点，同时也是排水系统的一种安全保障。

1 井下涌水的产生

矿井在生产过程中，雨季的降水和地下水都会通过各种途径、通道渗入或涌入井下，这些涌入矿井巷道内的水称为矿井涌水。

矿井涌水量的大小及涌入状态直接影响矿井的建设和生产。通常情况下，矿井涌水是持续、缓慢地涌入井下，通过井下排水设备将其排至地面，不会影响矿井建设和生产的正常进行。然而，有些情况下这些水会在短时间内突然大量涌入井下作业空间，轻者冲毁设备，造成局部区域生产中断，重者造成人员伤亡，甚至导致淹井事故，产生极为严重的后果。因此，必须对矿井水害采取防范措施，以确保安全生产[2-3]。

《煤矿安全规程》[4]第五百八十九条：每年雨季前必须对防排水设施作全面检查，并制定当年的防排水措施。检修防排水设施，新建的重要防排水工程必须在雨季前完工。

2 开采深度

近年来，随着经济的飞速发展，我国对矿产资源的需求量大幅提高，进而使我国地下矿产资源的开采不断向深层扩展，目前能达到千米以上的矿井比比皆是。开采越深，矿井涌水量相对越大，这就对排水系统的要求不断加大，综合考虑，制定安全可靠、经济合理、智能的矿井防排水措施，可保证排水设备的安全可靠、实现矿井的安全生产。

水文地质条件越来越复杂，受水害威胁程度就会加大。随着开采技术水平及智能化水平的提高，同时进行突水监控，出现异常进行有效处理。

3 排水系统中的水锤

排水系统中的水锤是指涌水在输送过程中，由于突然断电造成的水泵骤停、水泵阀门的突然关闭等特殊原因，造成管道中的流速突然变化且压强大幅波动的现象。

通过经验，总结水锤对排水管路系统造成的危害，包括如下内容：

1）造成管道晃动，管道连接方式选择不会理，会在管道接头处漏水、断开；

2）造成阀门瞬间承受过高的压强，严重过高会造成管道爆管；

3）未在产生水锤力的地方设置直管座梁，过大的水锤力会导致排水管路的损坏；

4）引起水泵反转，破坏泵房内设备或烧毁电机。

所以，防止排水系统的水锤是排水系统中必须要解决的问题。因此，《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》（GB/T 50451—2017）[5]有明确规定：水泵的出水管上应装设止回阀或微阻缓闭止回阀和闸阀；采用潜水电泵时微阻缓闭止回阀应为防水型；应给出微阻缓闭止回阀消除水锤的关闭时间整定值。

4 微阻缓闭止回阀适用场合及特点

微阻缓闭止回阀适用于排水管道，安装在水泵出口处，用来防止水锤对排水系统造成的破坏，保障排水系统管网安全可靠地运行。

微阻缓闭止回阀，具有适应水质能力强、结构简单、体积小、密封性能可靠、耐磨损、使用寿命长、运行平稳、无振动、无噪声等特点，适用于公称压力PN1.0～42.0 MPa，公称通径DN15～1 200 mm，可适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、强氧化性介质及尿素等介质。

每个排水系统都有各自的特点，如平硐管路坡度平缓、排水距离较长、垂高较低；主斜井管路坡度变化小、排水距离、垂高适中；采区泵房排水系统，水质较差、由采区排到主排水仓，经过采区水仓的沉积、水质较好等特性。各种排水系统的特殊性决定了缓闭时间的长短，在研发新产品时设制了一个调节阀，可根据各排水系统的实际情况来调整关闭时间的长短，一般关闭时间由0～60 s 任意可调[5-7]。

5 结语

在煤矿生产中，井下的水害发生都是未知。作为矿井排水系统中必不可少的微阻缓闭止回阀，它保障着水泵及排水管网的安全，同时保障着井下工作人员的人身安全。作为煤炭行业的工作者，在安全问题上绝不能掉以轻心。在实际工作中发现，水的杂质较多，会造成止回阀的堵塞。一旦发现不及时，在阀门突然开关、水泵骤然启停等工况时，就会造成排水管网、排水设备设施的损坏。一般会在排水系统中设置直管座梁配合止回阀一同使用，保证整个排水管网安全稳定。应根据扎实的专业知识和丰富的工作经验，结合现场的实际使用情况，通过不断地改进缺点、改进工艺等措施，设计出可靠、使用寿命长、适用能力强、智能的排水设备，创造一个井下安全生产的工作环境，保证排水设备设施的正常运转，以防患于未然。