特大型立井井下给排水系统设计方案论文
井下排水泵自动化系统设计分析
井下排水泵自动化系统设计分析摘要：地下涌水是矿井生产过程中时常发生的现象之一，通过有效的排水系统及时排出涌水是保障全矿井生产高效、安全开展的关键所在。
针对煤矿井下排水泵自动化系统的设计开展分析，希望能够为其他矿井排水系统的自动化建设提供借鉴与参考。
关键词：煤矿；排水泵；自动化；系统设计1 引言煤矿开采过程中，利用井下排水系统能够及时、高效的将地下涌水排出井外，防止发生水害事故，确保矿井生产的安全，在井下排水系统之中，水泵是极为关键的设备，如果在排水系统之中水泵出现故障，不仅会导致煤矿无法正常生产，甚至会出现淹井安全事故，严重的威胁到井下作业人员生命安全。
所以，井下排水系统对于保证矿井生产的安全与稳定极为重要，开发水泵自动化系统，自动控制井下排水工作，对于确保煤矿安全生产意义重大。
2 水泵自动化监控体系2.1 设备、结构组成水泵的监控处理包括外围传感器、就地控制箱、PLC柜、低压柜等。
其中PLC柜包括中间继电器、指示平面、信号处理器等，借助运算控制可完成信号处理，从而提高水泵运行稳定性；低压开关柜包括继电器、接触器导等，起到对电磁阀的控制管理作用；就地接线箱包括I/O模块、指示装置等；传感器包括流量传感装置、闸门转矩行程开关等。
2.2 系统功能监控系统借助水位计便可实现水量监控，及时将相关数据传送至对应设备。
水位正常状况下，为了避免水泵负荷过高，可让水泵轮换运转工作，一旦水位发生异常问题，相应信号便可进行阀门控制管理，需引起重视的是必须及时向水泵中添加一定量的水，这是确保水泵正常运行的关键，尽量避开高峰用水时间，合理控制水泵开关对水泵监控、节能控制等均具有积极影响。
从提高设备实用性出发，需要在设计中留出对应接口，这对水泵数据的采集、传递而言是基础环节，然后借助互联网可将相关数据传递到对应人员，该方法实用价值较高。
2.3 操作方式分析系统监控可实现检修、半自动、全自动控制处理。
其中全自动借助传感器进行水位监测，还可根据人工设定、水位等进行泵设备运行状况的分析，从而实现水量调整、阀门控制处理，该方法对设备全自动运转具有保障作用，此外还需要及时进行系统防护处理，避免意外事故的发生；半自动处理、水位调整中一般需要人工手动处理，系统仅自动进行水位采集处理，该方法是当下较为常用的方法，具有安全性高的特点；检修状态下，系统设备处于半停滞状态，相关作业人员需要在短时间内完成检修处理，专业技术要求高。
井下供水系统设计方案浅析
般 并 下用水 、乳化 液 配制 用水 及 高压喷 雾防 尘 用水 的特 点 ，提 出了单 管制 供 水、 双 管制分 质供
水 、单 管供水 辅 助 井下 深度 处理 等 三种 井 下供 水 的设 计 方案 ，通过 工程 实例 分析 了各 方案的 主要
优 缺 点及 适 用条件 。
关键 词 ：煤 矿 井下 ；供 水 系 ；单 管制 ； 双 管制 分质供 水
占井 下生产用水量 的 １ ～２ ％ ％或更 低 。采煤 工作 面高 压喷
雾 防 尘用 水 量 较 大 ，约 占井 下 用 水 量 的 ３ ％ ～４ ％ ，其 它 ０ ０ 对水 质 要 求 相 对 较 低 的 用 水 量 约 占 井 下 总 用 水 量 的 ６ ％ ～ ０
水要求 。
表 １ 井 下 消 防 、 洒 水 及 一 般 设 备 用水 标 准
间 ，Ｓ Ｏ 一在 ５４～ ４ ｍ ／ ６ ８９ ｇＬ之 间 ，常 规 处 理 出水 不 能满 足用
安全避险 “ 大 系统 ” 的要 求 ，煤矿 井 下在 发 生灾 变 时 ， 六
井下 应提供满足避 险人 员 的饮 用水 ，该 水质 应符 合生 活饮
用 水 标 准 。从 用 水 量 上 分 析 ，配 制 乳 化 液 用 水 量 较 小 ，仅
１ ｇＬ ｍ ／ 。部 分 进 口设 备 液 压 油 配 制 则 对 水 源 提 出 更 高 的 标 准 ，如 德 国艾 柯 夫 Ｓ ５０采 煤 机 液 压 系 统 液 压 油 配 制 水 质 Ｌ０ 要 求 符 合 Ｄ Ｎ ２ ３０ 《 燃 液 压 油 ． Ｆ Ｅ和 Ｈ Ａ Ｈ Ａ Ｉ ４ ２ 耐 ＨＡ Ｆ Ｓ Ｆ Ｅ型 号 液 压 油 ．性 能 和 要 求 》 标 准 ，部 分 水 质 指 标 见 表 ２ 。 煤 矿 井 下 安全 避 险 “ 大 系统 ” 中应 急 供 水 水 质 应 符 六 合生活饮用水卫生标 准。
哈拉沟煤矿矿井给排水系统设计
李威（ 神华神东煤炭集团公 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 哈拉沟煤矿 ， 陕西 榆林 ７ １ ９ ３ １ ５ ）
摘 要： 主要对 哈拉沟煤矿 的矿井给排水系统进行设计 ， 为了使哈拉沟煤矿的矿井给 排水系统能更好地利 用并合理配置矿井资 源， 本文从哈拉沟煤矿矿井特有 的生产作业环境以及地质水文 特点进行考虑 ， 分析煤矿矿井给 排水 系统可能存在的问题 ， 讨论 的技 术 重点问题主要包括煤矿矿井供水水源选择 ， 矿井井下供水以及煤矿废水处理等 ， 对哈拉沟煤矿矿井 的生产生活给水系统 ， 消防供水 系 统以及生产废水排水 系统进行设计 。
中图分类号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ２ １ ８ ； Ｔ Ｄ ７ ４ ３ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２一 ｏ ｏ ６ ４一ｏ ２
０ 引 言
主井工业 广场新建 的污水 处理 厂需要 使用 自来水 。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： Ｃ ｏ ｌ ａ ｍｉ ｎ ｅ；Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐｐ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ；Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ；Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ３ ６
１ ． ３供 水 系统
煤 矿 的给排水 系统 设计 主 要分 为 两部 分 。对 煤 矿 矿井 的给水 系统进行 科学 化设 计 的主要 目的是使 矿 井 在生 产过程 中 的用水 量 、 水 压 力 以及 水 质 符合 生 产要 求 。煤矿矿 井给水设 计 的基 本 任务 主要 包 括 矿井 作 业 所需 的生产 生 活 及 消 防用 水 ； 采 矿 设 备 冷 却 用 循 环 用 水； 煤矿 排水设计 的基 本任 务是将 各类生 产生 活废水 、 生活 污水及 雨水在 确保 符合 环 保要 求 的前 提 下有 组 织 的排 人地 面水体 。煤矿 矿井 给 排水 系统 作 为 一种 特 殊
煤矿井下供水与排水系统的优化与改进
煤矿井下供水与排水系统的优化与改进近年来，随着煤矿行业的不断发展，井下供水与排水系统的优化与改进成为了一个紧迫的问题。
本文将就此话题展开探讨，提出一些可能的解决方案，助力煤矿行业实现更高效、更安全的供水与排水系统。
一、现状分析目前，在煤矿井下供水与排水方面存在一些问题。
首先，供水系统存在供水不稳定、用水量难以控制等问题。
其次，排水系统亦存在排水不畅、水质不佳等困扰。
这些问题严重影响了井下作业的进行，甚至危及矿工的生命安全。
二、供水系统的优化与改进1. 提高供水系统的稳定性为了确保供水系统的稳定，可以通过以下几个方面进行优化与改进。
首先，加强供水设备的维护保养，确保设备的正常运行。
其次，建立完善的供水调度制度，根据井下用水量进行合理的调度供水。
2. 控制用水量控制井下用水量是供水系统优化的重要任务之一。
可以通过技术手段，如安装流量计和压力传感器等设备，实时监测井下用水情况，并制定用水计划，合理分配用水资源。
同时，加强矿工的节水意识培养，减少不必要的浪费。
三、排水系统的优化与改进1. 加强排水设备的维护保养排水设备的正常运行对于井下作业的安全至关重要。
因此，加强排水设备的维护保养工作，定期进行检修，及时更换老化或故障的设备部件，提高排水系统的可靠性。
2. 改善排水路线与布局井下排水路线的合理规划和布局，可以有效提高排水效率。
可以采用有排水能力强的主要通道，并在关键部位设置分流截流装置，减少通道堵塞的风险。
另外，布局合理的井下管网系统，能够更好地引导和分配排水，提高排水效果。
四、综合管理与技术创新1. 强化综合管理在井下供水与排水系统的优化与改进中，综合管理起着关键作用。
煤矿企业应加强对供水与排水系统的管理，建立健全的管理制度，并加强对相关管理人员的培训，提高管理水平和服务质量。
2. 推动技术创新技术创新是推动供水与排水系统优化的核心驱动力之一。
煤矿企业应积极引进新技术、新设备，提高供水与排水设备的自动化、智能化水平。
煤矿矿井供水与排水系统设计与优化
煤矿矿井供水与排水系统设计与优化煤矿是我国重要的能源产业，然而，由于煤矿开采过程中会产生大量的废水和矿井涌水，因此矿井供水与排水系统的设计与优化显得尤为重要。
本文将探讨煤矿矿井供水与排水系统的设计原则、优化方法以及相关技术的应用。
一、矿井供水系统的设计与优化矿井供水系统的设计应考虑以下几个方面的因素：供水量、供水质量、供水方式以及供水管道的布置。
首先，供水量需要根据矿井的开采规模和用水需求进行合理的估计。
其次，供水质量要求高，因为水质不合格会影响矿井生产和工人的健康，所以供水系统应包括水源的选择、水质的处理和监测等环节。
再次，供水方式可以选择地下水泵送或者地表水引入，根据矿井地质条件和水资源状况来确定。
最后，供水管道的布置要合理，以减少能耗和维护成本。
为了优化矿井供水系统的运行，可以采用以下措施：首先，建立完善的供水管理制度，包括供水计划、供水设备的维护和检修等。
其次，引入先进的供水技术，如自动化控制系统和远程监测系统，提高供水的稳定性和可靠性。
再次，加强供水设备的维护和管理，定期进行设备检修和更换，确保供水系统的正常运行。
此外，还可以利用节能技术和水资源回收利用技术，减少能耗和水资源的浪费。
二、矿井排水系统的设计与优化矿井排水系统的设计与优化是煤矿安全生产的重要环节。
排水系统的设计应考虑以下几个方面的因素：排水量、排水方式、排水管道的布置以及排水设备的选择。
首先，排水量需要根据矿井的涌水量和地下水位来确定，以保证矿井的正常生产。
其次，排水方式可以选择抽水排水或者引水排水，根据矿井地质条件和排水需求来确定。
再次，排水管道的布置要合理，以减少能耗和维护成本。
最后，排水设备的选择要考虑设备的性能和可靠性，以及设备的维护和管理。
为了优化矿井排水系统的运行，可以采用以下措施：首先，建立完善的排水管理制度，包括排水计划、排水设备的维护和检修等。
其次，引入先进的排水技术，如自动化控制系统和远程监测系统，提高排水的稳定性和可靠性。
煤矿井下排水系统设计
紧急处置
在遇到突发性水患等紧急情况时，启动应急预案，采取有效措施 进行抢险救援。
事后处理
在应急处置结束后，对排水系统进行全面检查和修复，确保系统 恢复正常运行。
THANKS
提高矿井生产效率
良好的排水系统能够保持 井下作业环境的干燥，有 利于机械设备的正常运行 ，提高矿井生产效率。
法律法规要求
根据国家安全生产法律法 规，煤矿必须建立完善的 排水系统，以满足安全生 产的要求。
排水系统的重要性
Hale Waihona Puke 防止水患事故促进矿井可持续发展
井下排水系统能够有效防止水患事故 的发生，保障井下作业人员的生命安 全。
储水设施的选择与配置
储水池的容量
根据排水需求和矿井涌水量，设计合适容量的储水池。
储水池的位置
合理规划储水池的位置，确保排水系统安全可靠。
储水设施的配套设备
根据储水设施的特点，配置合适的配套设备，如进水管、出水管、 溢流管等。
04 安全防护与监控系统设计
防水闸门的设计
01
防水闸门的作用
在井下发生水患时，能够迅速关闭闸门，阻止水流进入矿井，保护井下
节能效果。
定期维护
对水泵进行定期维护和保养，确 保其处于良好的工作状态，延长
使用寿命，降低能耗。
节能控制系统的设计
自动化控制
采用自动化控制系统，根据矿井 水位实时调整水泵的运行状态， 实现智能化节能控制。
监测与优化
通过实时监测排水系统的运行数 据，对水泵的运行状态进行优化 调整，提高能效。
能源管理
经济合理
在满足安全性能的前提下，合 理规划排水系统的布局和设备 选型，降低建设和运行成本。
井下供水系统设计方案浅析
井下供水系统设计方案浅析陈昱北京圆之翰煤炭工程设计有限公司，北京１０００８８ 摘要：煤矿井下生产不同用水点对水质要求差别较大，针对井下用水的不同要求，分析了一般井下用水、乳化液配制用水及高压喷雾防尘用水的特点，提出了单管制供水、双管制分质供水、单管供水辅助井下深度处理等三种井下供水的设计方案，通过工程实例分析了各方案的主要优缺点及适用条件。
煤矿井下；供水系统；单管制；双管制分质供水ＴＤ２１８Ｂ１６７１ －０９５９（２０１１ ）０９－００２１－０３２０１１－０６－２１陈昱（１９７０ －），男，湖北武汉人，高级工程师，毕业于武汉理工大学市政工程给排水专业，现在北京圆之翰煤炭工程设计有限公司从事煤炭工业给排水工程设计。
２２＠＠［１］ＧＢ ５０３８３ － ２００６，煤矿井下消防、洒水设计规范［Ｓ］．＠＠［２］ 杨静，李福勤，等．鹤壁矿区矿井水水质特征及其资源化技 术［Ｊ］．煤炭工程，２００７，（９）： ９５～９６．＠＠［３］ 程学丰，胡友彪，庞振东．淮南矿区矿井水水质特征及其资 源化［Ｊ］．安徽理工大学学报（自然科学版），２００５，２５ （３）：５～６．＠＠［４］ＭＴ ７６ － ２００２，液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水 液压液［Ｓ］．＠＠［５］ 高礼奎．利用采空区涌水作为井下供水系统的补充水源 ［Ｊ］．煤炭工程，２００４，（１２）： ４４～４５．＠＠［６］ 刘立民，连传杰，卫建清，等．矿井水井下处理利用的工艺 系统［Ｊ］．煤炭工程，２００３，（９）：５８ ～６０． 石油工程建设，２００１，（６）．＠＠［２］ 林振华．现代设计院工程设计项目管理初探［Ｊ］．水利发 电，２００４，（６）．＠＠［３］ 胡佼．基于Ｊ２ＥＥ的分布式项目管理系统的设计与实现 ［Ｊ］．计算机系统应用，２００５，（１２）．＠＠［４］ 吴冰．勘察设计单位引入现代项目管理有关问题的探讨 ［Ｊ］．中国工程咨询，２００４，（３）．＠＠［５］ 卢文．设计项目管理及策略的探讨［Ｊ］．机场建设，２００３， （１）．＠＠［６］ 韩振玮，张猛，曹德成．对建筑施工项目人力资源管理的思 考［Ｊ］．建筑经济，２００５，（１０）．＠＠［７］ 刘琼．浅谈勘察设计企业员工激励存在的问题与对策［Ｊ］． 湖南交通科技，２００５，（０１）．＠＠［１］ 陈力，王冰怀，李也良．设计项目管理的理论与实践［Ｊ］．井下供水系统设计方案浅析作者：陈昱作者单位：北京圆之翰煤炭工程设计有限公司,北京,100088刊名：煤炭工程英文刊名：Coal Engineering年，卷(期)：2011(9)本文链接：/Periodical_mtgc201109010.aspx。
特大型立井井下给排水系统设计方案
特大型立井井下给排水系统设计方案
姚秋 成
开 滦能源化工股份有 限公 司范各庄矿业分公司 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０
摘要 ：随着 我国煤矿企业 开采技术 的发展 ，井下给水排水 系统不 断趋于完善 。但是 许多特 大型千 米立井 ，由于其具有涌水量大 ， 井 下给水减压难度 大， 排水 费用高等特 点，普通的给水排水 系统设 计方案 不能满足现实生产的要求。本 文以济 三煤矿为例 ，设计 了井下给水排水 以及 井下水处理等相 对独立的技术方案，不仅 可以解决 给水减压 以及排水设备磨损等严重难题 ，同时也降低 了工程的成本 。 关键 词：井下给水 井下排水 给水 减压
大于 ４ ＭＰ ａ煤矿， 但 是减压 阀的工作情况不是 很乐观 ，经常 出现 问题 ，这样一来 就大大 的 增加 了安全隐患 。综合 以上几点 问题，减压 阀和 中间减压池对于济 三煤矿的矿 井的给水 来说都不是很适用。
小时 。渣浆泵 将浓缩后 的煤泥打入压 滤机 ， 经过压滤成型 的煤泥运走 处理 。矿井 内的加 压泵将处理后 的矿井水通 过供水 网络 提供给 生产 消防等地 点。
煤矿企业 中给排水系统的常规 设计方案和问题
一
、
在通常 的立井 矿井下给 水排水系 统设计 可分为三个部 分，井下给 水，井下排水和 井 下水处理 。这 三个部分 是作为单项工程分 开 设计 的，几 乎没有什么 关联和相互影 响。常 规的系统将井 下的涌水释 放到井下水仓 ，然 后再用排水泵 将水抽至 地面，经过地 面的水 处理站进行 处理 ，被处 理后的达标水 一是用 于井下的生产 系统 ，二 是排放 。地面 的消防 蓄水池通过静 压管道输送 到井下各个 消防用 水点，当工作面超过－ ４ ０ ０米时 ，要在 中间设 立减 压阀或者减压水池 。 济三煤矿 由于是特大 型千米立井 ，井深 度接近 一 １ ０ ０ ０米 ，而且矿 井用水 量很大 ，它的 开采工作面太 深 ，涌水 量也非常大 ，常规的 井下排水给水 系统不能 满足特大千米 立井的 需要 。如果在 济三煤矿 中使用常规 的给水排 水设计方案会存在 以下几个 问题 ： （ １ ） 特大 型千米立井 ，矿井涌水量大 ，扬 程很高 ，不考 虑回送到 井下生产利用 的费用 的话 ，竟是全 部外排 ，每年在排水上 所消耗 的电费就将近 １ ３ ０ ０万元 。 （ ２ ） 由于千米立井 的扬程很 高，在矿井涌 水中像煤尘和 岩尘等大 颗粒对排水水 泵的叶 轮磨损严重，大大 的缩短 了水泵 的使用周期， 提高了维修费用 。 （ ３ ）济三煤矿的矿 井的表 土层 比较厚 ， 如果在矿井 中安设减压 水池 ，需要在 中间开 凿硐室 ，所 以有较大 的施工难度 ，就 目前来 说 ，在矿井 中设立 中间减压池 ，管 理不是很 便利，安全性也得不到保 障。 我们依据 设计规范 的要求 ，济 三煤矿 的 矿井必须要 设置静压减 压设备 ，在 常规的给 水排水系统 中 ，减压 阀和中间减压 水池为常 用的减压方 式 。 目前来 说，最好 的减压阀的 最大的承受能力也仅仅为 ４ ＭＰ ａ 。 济三煤矿 的 矿井如果 按照常规 的给 水 井下给水排水 系统实 施效 果
煤矿井下供水系统的设计与管理
煤矿井下供水系统的设计与管理煤矿井下供水系统是煤矿生产过程中至关重要的一环，它直接关系到井下工作人员的生产安全和生活需求。
合理的供水系统设计和科学的管理是确保井下供水安全和高效运行的关键。
本文将就煤矿井下供水系统的设计与管理进行探讨。
一、供水系统设计1. 供水系统规划供水系统规划是在考虑煤矿规模、深度、工作面数量和人员密度等因素的基础上进行的。
需要确定供水设施的种类、规模和布局，以满足井下工人的生产用水和生活用水需求。
2. 水源选择煤矿井下供水系统的水源选择以地下水和地表水为主。
地下水源可以通过钻井和井下抽水泵来获取，而地表水源则可以通过水库、河流或者人工池塘等方式收集。
水源的选择应考虑水质、水量、水源的可靠性以及井下管网的可承受能力等因素。
3. 供水管网设计供水管网设计是供水系统中的核心环节。
管网的设计应考虑到煤矿开采的实际情况，包括矿井的走向、矿区的布局和井下工作面的位置等因素。
同时，为确保供水的稳定性和安全性，应选择合适材质的管道，并合理设置阀门和管网井。
4. 供水设备选型供水设备的选型要考虑煤矿井下的特殊环境和工况要求。
例如，选用防爆型的泵站装置，以确保井下供水设备在瓦斯爆炸等突发情况下可以正常运行，并保证井下供水的稳定性和安全性。
二、供水系统管理1. 水源管理对供水系统的水源进行管理是确保供水的稳定性和安全性的基础。
及时监测水源的水质，定期对水源进行消毒和维护，确保水源的合格和可靠性。
同时，建立水源管理档案，记录水源的相关信息和维护记录，为日后的管理和维护提供依据。
2. 管网管理供水管网的管理主要包括巡查和维护两个方面。
定期进行巡查，检查管路的运行情况和管道的压力、渗漏等情况，及时发现和排除故障。
另外，定期进行维护和保养，对管道进行清洗和防腐处理，确保其正常运行和寿命。
3. 设备管理供水设备的管理涉及设备的维护、检修和更换等内容。
建立设备管理计划，制定设备保养和维修周期，定期对设备进行检修和更换。
井下水泵房自动排水系统设计最终版
井下水泵房自动排水系统设计摘要煤炭行业是我国的支柱产业。
随着煤炭行业高产高效的开展，矿井平安问题己成为制约煤炭生产的关键因素。
井下涌水是危及矿井平安的重要因素。
一旦发生井下透水事故，不仅影响井下生产，甚至会使矿井淹没，危及生产工人生命。
井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其平安可靠性直接影响矿井生产的效率和平安。
目前，我国大多矿井水泵房仍然普遍使用传统的人工操作排水系统。
这种排水系统由于自动化程度低，应急能力差，存在很大的平安隐患。
随着我国煤炭行业的开展，井下排水系统自动化己成为亟待解决的问题。
本论文从我国煤矿生产实际出发，针对现有排水系统存在的弊病，结合现代工业技术和控制理论，设计了适于煤矿井下使用的自动排水系统。
利用工业专用可编程控制器PLC和超声波液位检测装置，组成自动监控系统，根据水仓水位变化情况，实现自动排水。
依据液压传动理论和流体力学原理，选择了两种可控闸阀，以适应不同环境下的井下排水系统，解决了井下排水系统自动控制的难题，并通过理论和试验验证了其可行性。
关键词:水泵房，井下排水，可控闸阀，PLC，最优控制WELL WATER PUMP AUTOMATICDRAINAGE SYSTEM DESIGNABSTRACTThe coal trade is a pillar industry of our country.With the development of coal trade in its high prodution and efficiency,the security problem of mine has been the key obstacle to coal prodution.Water pouring is an important factor endangering mine.Once the water leak accident takes place in mine,coal production will beld back;even the mine will be flood,jeopardizing labor’s life.Pumping collected water from mining area is the job of drainage system in pumping house under mine,which has closely relations to mining security and effciency.At present,the chiefly drainage systems in mining pumping house in our country aer traditional ones,which are operated by hand.There are potential safety hazard in this kind of drainage because of its low automation and failure in dealing with emergency.Therefore,it is urgent to solve the problem of drainage automation under mine.Based on practice of coal producing,and making use of modern industrial techniques and control theory,automatic drainage system studied in our research is made to adapt to coal mine,Composed of industrial controller and ultrasonic level detecting instriment,monitored and control system can make drainage equipments working automatically,according to the alternation of water well’s level.In order to meet various requirements of drainage systems in different situations,two kinds of controlled gate valves are studied and exploited based on hydraulic theory and fluid mechanics principles,and their feasibilities havebeen checked by experiments.So the puzzle problem in automation of drainage under mine is solved.KEY WORDS:The pump room, underground drainage, controllable valve, PLC, optimal control目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章概论 (1)井下排水系统概述 (1)1.1.1 井下涌水现象及排水的重要性 (1)1.1.2 井下排水系统的组成 (2)1.2现有井下排水系统存在的问题 (4)1.2.1 操作程序 (4)1.2.2 存在的问题 (4)第二章井下自动排水系统总体方案设计 (5)离心式水泵工作原理 (5)2.1.1 离心式水泵工作特性 (5)2.1.2 水锤现象 (6)2.1.3 引水设备 (7)井下自动排水系统总体方案设计 (8)井下自动排水系统 (8)2.2.2 工作方式与工作环节 (9)检测与控制 (13)2.3.1 信号检测 (13)2.3.2 控制器与控制过程 (13)可控闸阀 (14)小结 (15)第三章可控闸阀选择 (16)闸阀工作方式 (16)可控闸阀性能要求 (17)3.3液控闸阀设计 (17)3.3.1 设计思路 (17)3.3.2 机械机构 (18)3.3.3 机械特性分析 (19)电磁先导式通断阀设计 (21)3.4.1 功能原理及设计思路 (21)3.4.2 结构设计 (22)3.4.3 工作原理 (23)3.4.4 性能特点 (23)3.5小结 (23)第四章基于PLC 的泵房自动控制排水系统 (25)4.1系统情况概述 (25)4.2系统设备及组成 (26)4.2.1 系统前端检测元件 (26)4.2.2 水位与系统参数检测 (28)4.2.3 控制电路 (29)4.2.4 水泵房监控装置组成 (31)4.3系统功能的实现 (32)4.4实际运行情况 (33)第五章井下自动排水监控系统运行和维护 (34)监控系统要求 (34)主要执行元件及其控制 (35)系统运行与维护 (36)结论 (40)参考文献 (43)致谢 (43)第一章概论井下排水系统是煤矿生产中四大系统之一，担负着井下积水排除的重要任务。
井下主排水自动化系统设计方案
煤矿二水平水仓水泵自动化排水系统设计技术方案煤矿2012年4月25日一、概述煤矿井下排水系统主要区分为两个水平，各建有一个水仓，矿井涌水和井下工业用水通过自然流动汇集到一、二水平水仓。
二水平排水系统现配有五台主驱动电机为400KW的水泵，1#、2#水泵作为工作水泵，3#、4#水泵作为备用水泵，5#水泵作为维修水泵，正常运行时以1#、2#水泵将二水平水仓中的水通过两套管路排至一水平水仓。
水泵主电机为直接起动方式，启停控制主要由水泵工按矿井涌水量的大小定时排水，由于缺少对水仓水位检测的装置、对矿井涌水的监测也不够科学，而且排水时间多安排在夜间，所以主电机频繁启停，致使排水系统能耗大、效益低，而且工业用电调谷避峰效果也不理想。
根据2012年股份公司维简、安全工程计划，决定对井下二水平水仓排水系统进行自动化改造，配置现代化自动控制系统，以提高二水平排水系统的安全性、可靠性和自动化水平，降低排水系统综合能耗，为矿井的安全生产奠定基础。
煤矿水泵自动化控制系统是依据矿井的实际情况，通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，使设备在无人干涉的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。
系统综合了现代工业控制技术和软件技术，保证了系统的稳定性和可靠性，能有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命，并可与全矿自动化系统进行联网，作为全矿自动化系统的一个子系统分站。
二、水泵自动化系统设计原则煤矿二水平水仓排水系统在配置自动化系统时，必须竖持安全可靠、技术先进、经济实用的原则，具体要求如下：1、可靠性：可靠性是煤矿安全生产的重要保障，二水平水仓自动化排水系统在设计、硬件选型、软件环境和应用系统的建设中要充分体现可靠性原则。
2、实用性：二水平水仓自动化排水系统在正常情况下能实现工作水泵的自动启停，异常情况下能实现备用水泵的自动启停，检修状态下能实现检修水泵的自动启停，并能接入矿井远程调度系统中组成全矿井综合自动化监控系统。
井下排水自动系统设计
科 技 视 界
墨圈
圈
井下排水 自动 系统设计
吴 义虎 （ 铜 陵有 色公 司生产 机动 部 ， 安徽 铜陵 ９ ４ ４ ０ ０ ０ ）
水泵 的腔体 中直至 注满 ． 当水泵入 口处 的真空 度达到要求后 ． 接通 水 泵 机 组 中 的 电 动 机 触点 来 开 启 水 泵 电 机启 动 后 ． 水 泵 出 口 压力 会 慢 １ ． １ 井下 排 水 自动 化 系统 的重 要 性 慢增加 ． ． 当达到某一数值后将不再增加 ． 在满 足预先设定的压力值后 ， 排 水 系统 作 为 矿 ｔ ｌ Ｉ 生 产 的 八 大 系 统 之 一 是 我 们 矿 山企 业 安 全 生 为水泵开启其出 １ ３ ３ 闭 产 的有 力保 障 目前 国 内 的 矿 山井 下 排 水 系 统 的 自动化 水 平 还 不 是 很 射流泵 ． 停止为其引水 高． 制 约 着 矿 山生 产 的 安全 性 和高 效 性 本文 提 及 的 矿 井 泵 房 Ｐ Ｌ Ｃ自 ２ ． ２ ． ２ 离 心 式 水 泵 的停 机 过 程 动化 系统能解决这些突出存在的问题 水仓在水泵排水的作用下水位逐渐下降 ，当达到设 定水位 时 ， 先 ２ ０ １ １ 年来 由发改委 、 电监会联合 出台的《 电力需求侧管理 办法》 ， 关闭排水管的闸阀 ． 防 止排 水 管 中井 水 倒 流 ． 随即关闭水泵电机， 并 停 对用 电企业采取分时计 价缴纳 电费． 其中峰谷用电价差明显 根据不 止其他排水］ ： 作 完 全统 计 ．井 下 排 水 所 需 要 的用 电 量 占矿 山 在 生 产 中 的 总 电 能 耗 的 １ ７ ． ９ ％一 ４ ２ ． ８ ％ 因 此 ． 面 对 资 源 品质 不 高 的 矿 山 企 业 ． 井 下排 水 系 统 的 ３ 系统 硬 件 设计 成 本效 益也 逐 渐 引 起 了 广 泛 关注 ３ ． １ 可 编 程 控 制 技 术 传 统 排 水 系 统 选 择 的井 下 水 泵 能 耗 高 ， 启动频繁 ， 选 型 的 水 泵 在 ３ ． １ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ的 主要 特 点 启动前 吸水管路的充水 ． 通 常采用是抽真空吸水的方法来实现的 。而 １ ） Ｐ Ｌ Ｃ （Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｎ １ ａ ｂ ｌ ｅ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ） 即可 编 程 逻辑 控 制 器 特点 且 大多数都采用老式继电器的控 制方法 ． 在实际操作过程 中工作人员 （ Ｉ ） 灵活 ． 通用。 需要 目视信号判断检测后 ． 再 启停排水系统 ．选用此类控制方式线路 （ ２ ） 抗干扰 ， 运 行 可 靠性 高 。 设计 相对 比较复杂 ． 设备运 行的可靠性也不高 ． 工人操作较繁琐 ． 对设 （ ３ ） 编程简单 ， 使用方便 。 备 的磨 损 和能 耗 都 影 响 很 大 ． 不适 应矿 山发 展 的 需 要 （ ４ ） 接线简单． ． Ｐ Ｌ Ｃ只需将 数字 、 模拟输入输出设备与其相应端子 本设 汁选用 西门子 ｓ ７ — ３ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ以及水位 、 压力 、 流量 等传 联接接线 ． Ｔ作量较小 感 器来 实 现 井 下 自动 排 水 控制 ． 可根据井下水量大小以及“ 避峰就谷” （ ５ ） 功 能 强 大 原 则 来选 择 开 动 水 泵 的 台 数 ．达 到节 约 能 源 和 减 少 排 水 成 本 的 目的 ２ ） Ｐ Ｌ Ｃ的 主要 功能 为ｒ 确 保 井下 排 水 的 安 全 性 和稳 定 性 ． 设计选择主 、 备双排水设计 ． 其 Ｐ Ｌ Ｃ是现今应用面最广的 自动化控 制设备之一。Ｐ Ｌ Ｃ技术发展非 中排 水 泵 和排 水 管 线 均 采 用 “ 自动 轮 换 ” 机制 ． 避 免 了设 备 磨 损 和井 下 常迅 速．其 存 自动化领域和计算机 集成制造过程 中都 占有 极高的地 环境 潮 湿 等 因素 对 系 统 的 影 响 ． 来 实 现 系统 所 需 要 的控 制 功能 位 如今 Ｐ Ｌ Ｃ的 系列 功 能 ． 不 仅 是 替 代 传 统 的 继 电器 逻 辑 功 能 ， 还 包 １ ． ２ 现 场 基 本 情 况 括 了一 些 复 杂 的 顺 序 控 制 和逻 辑 运 算 ●井 ｒ ］ 水平高度为＋ ２ ５ ｍ， 泵房在一 ７ ８ ０ ｍ，总传输距 离约 ９ ５ ０ ｍ． 总 Ｐ Ｌ Ｃ系 统一 般 由 以下 基 本 功 能 构 成 ： 扬程８ ０ ０ ｍ： 多 种 控 制 功 能 ● 总排 水 的 管 路 有 两 条 ， 外径 存 ４ ６ ０ ｍ ｍ， 内径 在 ４ ０ ０ ｎ ｍ； 数据采集 、 存 储 与处 理功 ●共 ３台功率 为 １ ６ ０ ０ ｋ Ｗ 的水 泵 供 电电压为 ６千 伏 ．流量为 通 信 联 网功 能 ３ ６ ０ ｍ ／ ｈ； 输 入／ 输 出接 口调 理 功 能 ●引水方式为真空泵 ． 真空泵功率 ： ５ ． ５ ｋ Ｗ： 人 机 界 面 功 能 ● 真 空泵 管 道 为 ｌ ＃和 ２ ＃泵 共 用 一 套 ． ３ ＃有 独立 的抽 真 空 系统 ： 编程 、 调 试 功 能 ● 水 泵启 动 采 用 软 启 ： ３ ． １ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ的 基 本 Ｔ作 原 理 ● 配 电室 装 有 摄 像 头 Ｐ Ｌ Ｃ运行Ｔ作 时 ． 内部需要进行 系列的验 证和运算操作 ， 过程大 致 分 为 四种 类 型 ： 其 中 公共 操 作 包 括 以故 障 诊 断 、 通信处理为主 ， 联 系 ２ 矿 井 下 排 水 系 统 组成 概 况 Ｔ业现场 的数字模拟信号的输入 和输 出操作 ． 执行各用户 已经设定的 ２ ． １ 离 心 式 水 泵 Ｔ 作 原 理 程序操作 ， 以 及 对 外 部 设 备 的 中 间操 作 ， 例如 ： 外部设备 的中断请求 ： ． 井下 排 水 系 统 使 用 的 水 泵种 类 繁 多 ． 我们设计选用普通的离心排 控 制过 程 示 意 图 如 图 ２所 示 水泵 ， 此 类 水泵 主 要 由起 动 设 备 、 电动 机 、 离心式水泵 、 管路 、 管 路 附件 及监 测 仪 表等 组 成 。 如 图 １ 所 示
井下主排水系统优化设计
井下主排水系统优化设计摘要：井下排水系统运行稳定、高效、节能是实现矿井长久、安全、高效生产的必要保证。
当井下排水设备老旧及排水能力不足时，对排水系统的优化设计尤为必要。
关键词：开采煤层；主排水系统；优化设计前言：我国是煤炭生产和消费大国，保证矿井开采长久、安全、高效生产的必要保证。
我国煤田地质条件十分复杂，95% 的是地下作业,受水威胁的煤炭储量占探明储量的27% ，水害已成为煤矿开采的主要灾害之一。
在煤矿建设和生产中，各种来源的水不断地涌入矿井。
矿水积聚在巷道中，不但影响生产，而且还威胁着井下工作人员的健康和安全。
所以，矿井排水设备的任务就是将这些矿水及时排送至地面，为井下生产创造良好的工作环境，保证井下工作人员安全工作和机械、电气设备的良好运转。
因此，要求排水设备必须安全、可靠、经济工作。
矿井开采煤层发生变化时，由于井下涌水情况发生变化，必须合理的优化矿井主排水系统。
优化矿井主排水系统为矿井采掘工作及工人的健康和安全创造良好的工作环境，才能保证生产的顺利进行。
1、矿井井下主排水系统矿井主排水系统由水泵、排水管路、各种阀门、各类传感器及控制系统组成。
主排水泵房由工作泵、备用泵及检修泵组成；备用泵和检修泵满足《煤矿安全规程》规定：备用泵能力不应小于工作泵能力的70%，检修泵能力不应小于工作泵能力的25%。
排水管路由工作管路和备用管路组成；工作管路应满足《煤矿安全规程》规定：工作管路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；工作和备用管路应满足《煤矿安全规程》规定：工作和备用管路的总能力，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。
阀门分为止回阀、闸阀、球阀还有配水闸阀。
传感器由液位传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、震动传感器等。
控制系统主要由PLC控制柜、水泵系统及各种相应的传感器组成。
PLC控制柜是井下控制的核心设备,主要完成井下信息的收集、整理与控制,同时实现与地面监控设备进行信息通信,将井下数据传递到地面显示屏[2]。
例析超千米立井井筒排水管路的设计
例析超千米立井井筒排水管路的设计1、引言随着矿井开采深度的增加，超千米的立井越来越多，我公司设计的磁西一号矿副井井筒净直径8m，井筒深度达1340m，排水高度为1304m，为亚洲第一深井。
井筒内安装有一趟D377排水管路，对于如此深的井筒，如何合理的确定排水管路的材质、壁厚和连接方式成为重要课题之一。
2、排水管路材质确定目前，国内绝大部分立井井筒排水管路均采用输送流体用无缝钢管，由于无缝钢管相对于焊接钢管而言，管材的许用应力大，承压能力大，故本排水管路亦选用输送流体用无缝钢管。
依据国家标准《输送流体用无缝钢管》（GB/T 8163），无缝钢管由10、20、Q295、Q345、Q390、Q420、Q460牌号的钢制造，国内市场上10、20、Q345B 牌号的无缝钢管货源充足，而Q390以上牌号的无缝钢管比较少，需要厂家排产，生产周期长，且只有达到一定的批量厂家才肯制造，因此价格较高。
对于本矿而言，管路材质在20#钢和Q345B钢之间选择最为合理。
下文从管路壁厚、温度应力及工程造价等方面对两种材质的管路进行分析。
2.1管路壁厚国家标准《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》（GB 50451）规定，钢管管壁厚度应按下式计算：无缝钢管式中：2.2温度应力由于立井井筒排水管路安装时需要固定在两盘支撑梁之间，管路不能自由伸缩，因温度变化而引起管路发生热胀冷缩产生的温度应力会使支撑梁承受附加的作用力，其大小可按下式计算：2.3工程造价以天津钢管股份有限公司生产的钢管为例，Q345B钢的无缝钢管价格约为5500元/t，20#钢的无缝钢管价格约为5200元/t，整趟管路前者的重量约为179t，后者的重量约为217t，前者的购置费用较后者节约14.39万元。
综上所述，采用Q345B钢的无缝钢管较20#钢的无缝钢管不仅管路的重量轻、造价低，且温度应力小，从而能够减小托管梁的外形尺寸和重量，有利于井筒管路的布置和安装。
井下排水自动系统设计
井下排水自动系统设计作者：吴义虎来源：《科技视界》2017年第02期1 概述1.1 井下排水自动化系统的重要性排水系统作为矿山生产的八大系统之一是我们矿山企业安全生产的有力保障。
目前国内的矿山井下排水系统的自动化水平还不是很高，制约着矿山生产的安全性和高效性。
本文提及的矿井泵房PLC自动化系统能解决这些突出存在的问题。
2011年来由发改委、电监会联合出台的《电力需求侧管理办法》，对用电企业采取分时计价缴纳电费，其中峰谷用电价差明显。
根据不完全统计，井下排水所需要的用电量占矿山在生产中的总电能耗的17.9%-42.8%。
因此，面对资源品质不高的矿山企业，井下排水系统的成本效益也逐渐引起了广泛关注。
传统排水系统选择的井下水泵能耗高，启动频繁，选型的水泵在启动前吸水管路的充水，通常采用是抽真空吸水的方法来实现的。
而且大多数都采用老式继电器的控制方法，在实际操作过程中工作人员需要目视信号判断检测后，再启停排水系统。
选用此类控制方式线路设计相对比较复杂，设备运行的可靠性也不高，工人操作较繁琐，对设备的磨损和能耗都影响很大，不适应矿山发展的需要。
本设计选用西门子S7-300系列PLC以及水位、压力、流量等传感器来实现井下自动排水控制，可根据井下水量大小以及“避峰就谷”原则来选择开动水泵的台数，达到节约能源和减少排水成本的目的。
为了确保井下排水的安全性和稳定性，设计选择主、备双排水设计，其中排水泵和排水管线均采用“自动轮换”机制，避免了设备磨损和井下环境潮湿等因素对系统的影响，来实现系统所需要的控制功能。
1.2 现场基本情况2 矿井下排水系统组成概况2.1 离心式水泵工作原理井下排水系统使用的水泵种类繁多，我们设计选用普通的离心排水泵，此类水泵主要由起动设备、电动机、离心式水泵、管路、管路附件及监测仪表等组成。
如图1所示。
2.2 离心式水泵的启停过程2.2.1 离心式水泵的启动过程系统先通过水位传感器监测到水仓水位高度，当水位到达设定值时，PLC将发送数字开信号给射流泵电磁阀，通过射流泵为离心泵泵体注水。
井下排水系统设计
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绪论 (1)1矿井排水系统绪论 (1)2 煤矿井下排水系统组成概况 (3)2.1离心泵的基本构造 (3)2.2离心泵的过流部件 (3)2.3离心泵工作原理 (4)2.4 离心泵的性能曲线 (6)2.5射流泵和真空泵的介绍 (6)2.5.1真空泵工作原理 (7)2.5.2射流泵工作原理 (8)2.6离心泵的启停过程 (8)2.6.1离心泵的启动过程 (8)2.6.2离心泵的停机过程 (9)2.7多台水泵的井下排水系统组成及功能实现 (9)3传感器选型 (10)3.1电机及水泵温度检测 (10)3.2水泵压力检测 (11)4水泵流量检测 (12)4.1流量检测仪器的安装位置 (12)参考文献 (14)致谢 (15)煤矿井下排水系统设计摘要煤矿井下排水系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
本文设计首先对煤矿井下水的形成进行概述，然后根据国内外对排水系统的研究，并结合各种传感器（主要为液位传感器、压力传感器、流量传感器、负压传感器、温度传感器），完成排水系统设计实现检测功能。
本文重点介绍了离心泵的构造及工作原理，讲述了离心泵的运行及各种应用，并分析了煤矿井下排水系统的构造等相关内容。
关键词：煤矿；排水系统；原理；应用1矿井排水系统绪论矿井正常涌水量3552.24m3/d ；最大涌水量5328.36m3/d 。
黄泥灌浆及消防洒水析出水总量488m3/d 。
排水管由泵房经管子道沿管道井敷设至地面调节水池。
管道井井口标高+1429.454m ，井底标高+1250m ，井筒垂深179.454m ，井筒倾角25°，井筒斜长424.624m 。
1.1水泵必须的排量：QB=(3552.24+488)/20=202.012m3/hQm=(5328.36+488)/20=290.818m3/h估算水泵所需扬程：HB=1.2～1.35(179.454+5.5)=221.95～249.69m依据上述条件，经计算，选用3台现场已安装运行的MD450-60×4型离心泵。
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特大型立井井下给排水系统设计方案摘要：随着我国煤矿企业开采技术的发展，井下给水排水系统不断趋于完善。
但是许多特大型千米立井，由于其具有涌水量大，井下给水减压难度大，排水费用高等特点，普通的给水排水系统设计方案不能满足现实生产的要求。
本文以济三煤矿为例，设计了井下给水排水以及井下水处理等相对独立的技术方案，不仅可以解决给水减压以及排水设备磨损等严重难题，同时也降低了工程的成本。
关键词：井下给水井下排水给水减压
引言
济三煤矿开采作业面是在-950米处，井口34米，平时的涌水量是410立方米/h，在井下煤壁注水和消防涌水量为1250立方米/吨，在井下-950米水平处设有水仓。
根据这些数据表明，济三煤矿为特大型千米立井。
常规的井下给水排水系统应用到济三煤矿，具有运行设备电费高、设备使用周期短、维修费用高、减压方式安全性差等缺点。
本文所提出的设计方案为一种新的井下给水排水系统，着力于改进这些生产中的实际问题。
一、煤矿企业中给排水系统的常规设计方案和问题
在通常的立井矿井下给水排水系统设计可分为三个部分，井下给水，井下排水和井下水处理。
这三个部分是作为单项工程分开设计的，几乎没有什么关联和相互影响。
常规的系统将井下的涌水释放到井下水仓，然后再用排水泵将水抽至地面，经过地面的水处理
站进行处理，被处理后的达标水一是用于井下的生产系统，二是排放。
地面的消防蓄水池通过静压管道输送到井下各个消防用水点，当工作面超过-400米时，要在中间设立减压阀或者减压水池。
济三煤矿由于是特大型千米立井，井深度接近-1000米，而且矿井用水量很大，它的开采工作面太深，涌水量也非常大，常规的井下排水给水系统不能满足特大千米立井的需要。
如果在济三煤矿中使用常规的给水排水设计方案会存在以下几个问题：
（ 1）特大型千米立井，矿井涌水量大，扬程很高，不考虑回送到井下生产利用的费用的话，竟是全部外排，每年在排水上所消耗的电费就将近1300万元。
（ 2）由于千米立井的扬程很高，在矿井涌水中像煤尘和岩尘等大颗粒对排水水泵的叶轮磨损严重，大大的缩短了水泵的使用周期，提高了维修费用。
（3）济三煤矿的矿井的表土层比较厚，如果在矿井中安设减压水池，需要在中间开凿硐室，所以有较大的施工难度，就目前来说，在矿井中设立中间减压池，管理不是很便利，安全性也得不到保障。
我们依据设计规范的要求，济三煤矿的矿井必须要设置静压减压设备，在常规的给水排水系统中，减压阀和中间减压水池为常用的减压方式。
目前来说，最好的减压阀的最大的承受能力也仅仅为4 mpa。
济三煤矿的矿井如果按照常规的给水方式来设计的话，地面的消防蓄水池通过静压管道输送到井下各个消防用水点，在接近千米的工作面，静压就要达到10mpa。
所以即使是最好的减压阀也
不能满足济三煤矿的矿井的给水需求。
在实际生产中，减压阀也会应用在部分静压大于4mpa煤矿，但是减压阀的工作情况不是很乐观，经常出现问题，这样一来就大大的增加了安全隐患。
综合以上几点问题，减压阀和中间减压池对于济三煤矿的矿井的给水来说都不是很适用。
二、济三煤矿井下给水排水系统设计方案
济三煤矿的矿井的排水给水系统如果按照常规来设计的话，在现实生产中有很多问题难以得到圆满的解决，所以我们把井下给水排水和水处理三个系统来整合起来，作为一个整体来考虑。
该方案设计上的一个关键点就是，改善井下排水的水质的同时还要为井下提供充足的生产用水，将济三煤矿的矿井的水处理机制安设到井下。
井下涌水中的大悬浮颗粒全部在井下水处理设备中进行预处理。
预处理的水有两部分用途，一部分是通过井下水处理设备对水质进行深度处理，然后提供给井下消防和生产。
另外一部分由排水泵抽到井上的水处理站进行处理，检验合格后或者排放或者提供给地面生产。
经过井下矿井水处理设备预处理后ss为240～ 480 mg/l， ph 为7.2-8.4，codcr为435-826mg/l，根据《煤矿井下消防、洒水设计规范》（ gb 50383-2006）的规定“1井下消防洒水水质标准为：ss不超过30立方米/h，悬浮物粒径不大于0.3 mm， ph为6.5-8 ，大肠杆菌群不超过3个/l，根据井下生产和消防需要，生产和消防用水量为1200立方米/d。
设计矿井井下水处理量为230 立方米/h。
”
通过对水质试验结果认定和对类似系统的比对，该系统的矿井水处理系统应用主要有以下几点技术：
（1）旋流反应。
旋流反应是通过孔室反应池来完成的。
该池是由四角被抹成圆弧形的许多方格组成，这样做是为了避免出现死角。
由6-11格组成，格数是根据矿井用水量来决定的。
12个孔室串联起来组成一个反应池，其尺寸12.5m x3.2m，7.6m x6.5m，孔室的尺寸为1.65 m x 1.65 m，每个孔室相同，总容积为145.6立方米。
（2）斜管沉淀。
斜管沉淀池的清水区上升流速2.9mm /s，颗粒沉积速度为0.5 mm/s，布水区和清水区的高度分别为1.6m和1.3m，超高0.25 mm，六角形玻璃钢斜管臂厚度为0.35mm，边距29mm，水平倾角60度，气斜管长1m，垂直高度870 mm。
我们将旋流反应池于斜管沉淀池联合在一起，为了己形成的絮凝颗粒在经过连接管时被水流打散。
（3）压滤成型。
泥浆泵将污泥从调节池中打入浓缩池，该浓缩池的容积为230立方米，经过浓缩后，泥浆的含水量大大降低，从原来的94%-96%下降到现在的59%-78%。
浓缩的时间是以地面的洗煤数据为依据，设定为9小时。
渣浆泵将浓缩后的煤泥打入压滤机，经过压滤成型的煤泥运走处理。
矿井内的加压泵将处理后的矿井水通过供水网络提供给生产消防等地点。
三、济三煤矿井下给水排水系统实施效果
1、混凝沉淀预处理的设计把进入水仓的煤矿井涌水进行了预处
理，去除了大部分的悬浮颗粒，所以很大程度上改善了井下水仓的水质量。
这样依赖大大的延长的清理水仓的周期，从而降低了清理水仓的成本和劳动强度。
2、该系统的设计使得应用在井下排水上的动力消耗大大的的降低了，约为18%。
这是因为该系统将部分水提供给井下生产，所以每天正常的外排水量降低1200立方米。
3、利用该系统处理过的水质很好，那些像岩粉盒煤尘等大颗粒得以去除，排水设备的磨损率也大大降低了，同时也延长了排水设备的使用寿命，维修成本也得到了很好的控制。
4、在地面的静压供水所往往存在降压的问题，该系统的设计解决了这一难题，在该系统中，井下动压给水设备提供井下用水，在实际生产中，动压设备根据实际需求设定给水压力，所以大大的提高了给水的可靠性和安全性。
5、该系统在井下设立了水处理构筑物，所以大幅度的缩小了地面煤矿水处理站的规模，犹豫污泥量的减少，所以对地面环境也极大程度的进行了改善。
6、该系统能有效的改善矿山的经济效益，虽然大部分水处理设施安排在井下，这样安装成本和设备投资都比较高，比传统的中间降压水箱方案的总投资增加了130万元，但是该系统的设计能大幅度的减少维修费用和排水能耗，所以运行成本每年可节省150万元，所以投资是有很大的回报。
四、结束语
通过对济三煤矿井下给水排水系统生产实际进行调研考证，我们看出，该矿井下给水排水系统整体得到了很大的改善。
不但提高了井下水仓的水质量，延长了设备的使用寿命，降低了能耗，也提高了给水排水系统的可靠性和安全性，同时还提升了煤矿生产的经济效益。
参考文献：
1. 冯伟，王庚. 井下排水系统的自动化实现 [j]. 煤炭技术. 2011年09期
2. 苏夏收. 木瓜井田淤地坝下采煤安全性研究 [j]. 煤炭技术. 2009年01期科技. 2008年06期。