煤礦井下供排水系統(tǒng)4/12/2023第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日一、煤礦井下供排水概述二、《煤礦安全規(guī)程》中有關(guān)礦井給排水的規(guī)定

提綱第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日1、礦井供排水的必要性（1）、供水綜連采生產(chǎn)用水，噴霧、滅塵、消防灑水、機車加水以及設(shè)備冷卻等等。（2）、排水礦井涌水包括自然涌水和開采工程涌水，必須排出地面才不致于影響生產(chǎn)。一、煤礦井下給排水概述第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日2、供水系統(tǒng)供水大體上可分為從地面供水和從井下供水：（1）、從地面供水：水源可來自于地面生活用水管網(wǎng)或打井取水；高位水池供水地面；加壓泵房供水。（2）、從井下供水水源可來自于井下探放水清水，采空區(qū)清水涌水或來自于地面管網(wǎng)水加壓泵房。管道加壓泵

井下供水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)具有相似性第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日3、排水系統(tǒng)（1）、礦水礦水：涌入礦井的水統(tǒng)稱為礦水，分為自然涌水和開采工程涌水。自然水：自然存在的地面水和地下水，地面水包括江、河、湖以及季節(jié)性雨水、融雪等，地下水包括含水層水、斷層水和老空水。開采工程涌水：是與采掘方法或工藝有關(guān)的涌水，如礦井充填廢水，水力采煤的動力廢水等。第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（2）、礦井涌水量礦井涌水量：單位時間內(nèi)涌入礦井水倉的礦水總量稱為礦井涌水量礦井涌水量受地質(zhì)構(gòu)造、地理特征、氣候條件、地面積水和開采方法等多種因素的影響，各礦涌不量可能極不相同。而且一個礦在不同季節(jié)涌水量也是變化的。最大涌水量：通常在雨季和融雪期出現(xiàn)涌水高峰，此期間的涌水量稱為最大涌水量。正常涌水量：除最大涌水期外其他時期的涌水量變化不大，一年內(nèi)持續(xù)時間較長，此期間的涌水量稱為正常涌水量。第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（3）、排水系統(tǒng)分類直接排水系統(tǒng)：如各水平涌水量都很大，各水平可分別設(shè)置水倉、泵房和排水裝置，將各水平的水直接排至地面。此方法的優(yōu)點是上、下水平互不干擾，缺點是井筒內(nèi)管路較多。集中排水系統(tǒng)：當上水平的涌水量較小時，可將上水平的水下放到下水平，而后由下水平的排水裝置直接排至地面。此方法的優(yōu)點是只需一套排水設(shè)備，缺點是上水平的水下放后再上提，損失了位能，增加了電耗。第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日分段排水系統(tǒng)：若下水平的水量較小或井過深，則可將下水平的水排至上水平的水倉內(nèi)，然后集中一起排至地面。最終采用哪一種方案，要經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后才能確定。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（4）、排水系統(tǒng)組成組成：水倉、水泵房和主排水設(shè)備水倉：用來專門儲存礦水的巷道叫水倉。兩個主要作用，一是儲存、集中礦水，排水設(shè)備可以將水從水倉排至地面。二是沉淀礦水，因在流動過程中夾帶大量懸浮物和因體顆粒，為防止排水系統(tǒng)堵塞和減輕排水設(shè)備磨損，在水倉中要進行沉淀。根據(jù)顆粒沉降理論，為了達到能把大部分細微顆粒沉淀于倉底，水在水倉中流動的速度必須小于0.005m/s，而且流動時間要大于6小時，因此水倉巷道長不得小于100m。第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日水倉至少要有兩個，一個主倉，一個副倉，以便清理時輪換使用。設(shè)主倉和副倉主要是為了在清理水倉的沉淀物同時，又能保證排水設(shè)備正常工作。

《煤礦安全規(guī)程》也要求這樣做。水倉倉容的確定：一般應(yīng)能容納礦井正常8小時的涌水量，正常涌水量大于1000m3/小時的礦井，適用于以下公式：V＝2（Q＋3000），其中，V為水倉的有效容量，Q為礦井每小時正常涌水量。但，總有效容量不得小于4小時的礦井正常涌水量。第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日水泵房：專為安裝水泵、電機等設(shè)備而設(shè)置的硐室，大多數(shù)主水泵房布置在井底車場附近。這樣布置的優(yōu)點是：便于礦水沿排水溝流向水倉排水設(shè)備運輸方便靠近井筒，管路長度短，節(jié)約管材，減少了水頭損失，同時增加了排水工作的可靠性通風(fēng)條件好，改善了泵與電機的工作環(huán)境水泵房與中央變電所鄰建，供電線路短，減少了供電損耗第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日水泵房長寬高的確定：

1）、水泵房長度：L＝nL0+l1(n+1)n-水泵臺數(shù)；L0－水泵機組的基礎(chǔ)長度；l1－水泵機組的凈空距離，一般為1.5—2m；

2）、水泵房寬度：B＝b0+b1+b2b0－水泵基礎(chǔ)寬度；b1－水泵基礎(chǔ)邊行人側(cè)墻壁的距離，以通過泵房內(nèi)最大設(shè)備原則，一般為1.5—2m；b2－水泵基礎(chǔ)另一邊到吸水井側(cè)墻壁的距離，一般為0.8—1m。

3）、水泵房高度：應(yīng)滿足檢修時起重的要求，根據(jù)具體情況確定，一般為3—4.5m。第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（5）、排水設(shè)備的組成

排水設(shè)備一般由水泵、電動機、啟動設(shè)備、管路、管路附件和儀表等組成第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日4、離心式水泵1）、離心式水泵分類

a、D型水泵多級單吸分段式離心泵

b、MD型水泵單吸多級分段式耐磨離心式水泵

c、B型水泵單吸單級懸臂式離心泵

d、吊泵多級單吸立式離心泵

e、IS型泵單吸單級清水泵

f、S型泵單級雙吸泵井下最常用的是D型泵或MD型泵第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日2）、汽蝕現(xiàn)象

水泵的汽蝕是影響水泵吸水高度的重要因素。水泵的吸水高度過大，可能在泵內(nèi)產(chǎn)生汽蝕。汽蝕出現(xiàn)后，輕者使流量和揚程下降，嚴重時使泵無法工作。由于某些原因使泵內(nèi)局部位置的壓力降到低于水在相應(yīng)溫度的飽和蒸汽壓時，水就會發(fā)生汽化，從水中析出大量汽泡。隨著水的流動，低壓區(qū)的這些汽泡被帶到高壓區(qū)時，會突然凝結(jié)。汽泡重新凝結(jié)后，體積突然收縮，便在高壓區(qū)出現(xiàn)空穴。于是四周的高壓水以很大的速度去填補這個空穴，此處會產(chǎn)生巨大的水力沖擊。這種汽泡破裂凝結(jié)發(fā)生在金屬表面時，就會使金屬表面破壞。第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日5、排水系統(tǒng)工作a、水泵正常工作條件：

1）、穩(wěn)定性工作條件泵在管路上穩(wěn)定工作時，不管外界情況如何變化，泵的揚程特性曲線與管路特性曲線只有一個交點，并且只能是一個，反之是不穩(wěn)定的。水泵運轉(zhuǎn)時，對于確定的排水系統(tǒng)管路特性曲線基本上不變。對于確定的泵，其特性曲線隨轉(zhuǎn)速變化而變化。而轉(zhuǎn)速與供電電壓有關(guān)系，供電電壓在一定范圍內(nèi)是經(jīng)常變化的。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日2）、經(jīng)濟性工作條件為了提高經(jīng)濟效益，必須使水泵在高效區(qū)工作，通常規(guī)定運行工況點的效率不得低于最高效率的85%—90%。3）、不發(fā)生汽蝕條件為保證水泵正常運行，實際裝置的汽蝕余量應(yīng)大于泵的允許汽蝕余量。

總之，為保證水泵的正常、合理工作，必須滿足：穩(wěn)定性工作條件，工況點位于工業(yè)利用區(qū)，實際裝置的汽蝕余量大于泵的允許汽蝕余量。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日b、水泵工況點調(diào)節(jié)：水泵在確定的管路系統(tǒng)工作時，一般不需要調(diào)節(jié)，但若選擇不當，或運行時條件發(fā)生變化，則需要對其工況點進行調(diào)節(jié)。由于工況點是由水泵的揚程特性曲線和管路特性曲線的交點決定的，所以要改變工況點，就可以采用改變管路特性或改變泵的揚程特性的方法達到。

1）、閘門節(jié)流法

2）、減少葉輪數(shù)目

3）、削短葉輪直徑第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日6、離心式水泵聯(lián)合工作

1）、串聯(lián)工作兩臺或兩臺以上水泵順次連接，前一臺水泵向后一臺水泵進水管供水，稱為串聯(lián)工作。串聯(lián)工作可以增加揚程，所以水泵串聯(lián)常用于單臺泵揚程不能滿足需要的場合。

2）、并聯(lián)工作兩臺或兩臺以上的泵同時向一條管路供水時稱為并聯(lián)工作。并聯(lián)可以增加流量，所以并聯(lián)一般用于一臺水泵的流量不能滿足要求或流量變化較大的場合。第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

二、《煤礦安全規(guī)程》中有關(guān)礦井給排水系統(tǒng)的規(guī)定

第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日1、《煤礦安全

規(guī)程》第一百五十二條

礦井必須建立完善的防塵供水系統(tǒng)。沒有防塵供水管路的采掘工作面不得生產(chǎn)。主要運輸巷、帶式輸送機斜井與平巷、上山與下山、采區(qū)運輸巷與回風(fēng)巷、采煤工作面運輸巷與回風(fēng)巷、掘進巷道、煤倉放煤口、溜煤眼放煤口、卸載點等地點都必須敷設(shè)防塵供水管路，并安設(shè)支管和閥門。防塵用水均應(yīng)過濾。水采礦井和水采區(qū)不受此限。

21第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日2、《煤礦安全規(guī)程》第二百一十八條

礦井必須設(shè)地面消防水池和井下消防管路系統(tǒng)。井下消防管路系統(tǒng)應(yīng)每隔100m設(shè)置支管和閥門，但在帶式輸送機巷道中應(yīng)每隔50m設(shè)置支管和閥門。地面的消防水池必須經(jīng)常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生產(chǎn)、生活用水共用同一水池，應(yīng)有確保消防用水的措施。

開采下部水平的礦井，除地面消防水池外，可利用上部水平或生產(chǎn)水平的水倉作為消防水池。

22第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

3、《煤礦安全規(guī)程》第二百七十八條規(guī)定

主要排水設(shè)備應(yīng)符合下列要求：

（一）水泵：必須有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置。

（二）水管：必須有工作和備用的水管。工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。

23第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（三）配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時開動工作和備用水泵。

有突水淹井危險的礦井，可另行增建抗災(zāi)強排能力泵房。

4、《煤礦安全規(guī)程》第二百七十九條

主要泵房至少有2個出口，一個出口用斜巷通到井筒，并應(yīng)高出泵房底板7m以上；另一個出口通到井底車場，在此出口通路內(nèi)，應(yīng)設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水