第十五章矿井排水系统讲解
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比例定律：
1.流量与转速的一次方成正比。 2.扬程与转速的二次方成正比。 3.功率与转速的三次方成正比。 利用比例定律，可方便地将水泵在某一转速下
的性能，换算成在另一转速下的性能，从而扩大 水泵的使用范围。
2）分碱性、中性、酸性水，对PH值小于5的矿水要使用耐 酸泵并对管路进行耐酸防护处理。或用石灰等中和后再排出。
6.排水设备的分类 1）固定式：又分为主排水设备、区域排水设备、辅助排水
设备
2）移动式 7.对固定排水设备的要求 1）井下排水设备应有工作水泵、备用水泵和检修水泵。 ①工作水泵排水能力：20小时内排出24小时正常涌水量 ②备用水泵排水能力：大于等于工作水泵能力的70% ③工作加备用水泵总排水能力：20小时排出24小时最大涌
15.2 离心式水泵的工作原理 一、离心式水泵的工作原理P392
注水－启动电机－叶轮旋转将水甩出－叶轮处于真空状态 －井中水进入叶轮
二、离心式水泵的性能参数
1.流量Q（m3/s,l/s）：单位时间内水泵排出水的 体积，又称排量。
2.扬程H（m）：单位重量液体自水泵获得的能量， 又称压头。
3.功率 1）轴功率P（kw）：电机传给水泵的功率（输入
三、水泵的特性曲线 由于存在各种损失，很难从理论上精确计算水泵的
实际扬程、流量和功率的可靠数据，只能用实验 方法得到。将这些数据绘制在坐标系中，即可得 到如图所示的实际特性曲线。
四、比例定律 P396 水泵的性能参数和特性曲线是在一定的转速
下得到的，当转速改变时，其性能参数和特性曲 线也随之改变。比例定律就是反映水泵的性能参 数随转速改变的规律。
由此产生汽泡，汽泡随水质点到达高压区并在压力 作用下破裂，汽泡周围的水质点调速填补原先由 汽泡占据的空间，这种现象调速、高频进行着， 产生很强的水力冲击。泵内零件表面不断形成真 空和受到水力冲击，导致疲劳破坏，这种现象称 为汽蚀。
汽蚀发生时，水泵产生振动和噪音。同时由于汽泡 堵塞水流通道，水泵的性能下降，严重时吸不上 水而导致不能排水，因此不允许水泵在汽蚀状态 下工作。
4）主排水设备应有预防涌水突然增加致使设备被 淹没的措施
5）具有防爆性能。 7.对移动排水设备的要求 1）水泵能适应流量不大但扬程有较大变化的需要 2）外型较小，适应在小断面巷道工作，便于方便
而迅速地移动。
1.水泵：将机械能转变为压力能。 2.电机：将电能转变为机械能。 3.吸水管：将水吸入泵内的通道。 4.排水管：将水排至地面。 5.滤水器：防止水中杂物进入泵内。 6.闸板阀：调节水泵的流量。 7.逆止阀：防止水泵突然停转时发生水击，保护水泵。 8.旁通阀：水泵再次启动时，可向泵内灌水。9.灌水漏斗：启动
一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设 置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房 和水仓的连接，应设置可靠的控制闸门。
1.要求排水设备必须安全、可靠、经济、合理地工 作。
2.选择的排水设备及其布置方式必须符合国家有关 技术规定。
3.在技术合理的前提下，尽可能提高设备的装置效 率和设备本身的完好率，充分发挥设备的效能。
缺点：上水平水放到下水平，再排至地面，损失了位能，增加了电耗， 适用于上水平涌水量很小，两水平高差不大时。
四、水仓、水泵房
1.水仓：容纳矿井水的坑道：容纳矿水、沉淀。
含主仓和副仓，两仓容量相同，轮换使用和清 理，要求可容纳8小时正常涌水量（采区水仓容 量要大于等于4小时正常涌水量）。
2.水泵房：主要泵房至少有二个出口，一个出口用 斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另
功率）
2）有效（益）功率Pa （kw）：单位时间内水通 过水泵获得的能量，即输出功率。
4.效率η：有效功率与轴功率的比值。 5.转速n（r/min）：水泵叶轮每分钟的转数。 6.允许吸上真空度Hs（m）：在水泵不发生汽蚀的
条件下水泵吸水口处所允许的真空度。
汽蚀：叶轮入口处压强分布不均，当某处压强低于 水的饱和蒸汽压时：1.水汽化产生水泡2.原先溶 于水的各种气体析出
水量
④检修水泵的能力：大于等于工作水泵能力的ຫໍສະໝຸດ Baidu5%
⑤水文地质条件复杂的矿井，主泵房内预留一定数量的消 耗安装位置。
2）管路应有工作和备用水管 工作水管能配合工作水泵20小时内排出24小时的
正常涌水量，
工作水管加备用水管，能配合工作水泵加备用水泵 在20小时内排出24小时的啊大涌水量。
3）配电设备应同工作、备用、检修水泵相适应， 主排水泵房的供电线路不得少于两条回路，每一 回路均能独立担负全部负荷的供电。
仓，然后再排至地面，上下两水泵互不影响。 2.多水平开采的排水系统 1）各水平分别直排地面 优点：各水平排水相互独立，互不影响。 缺点：各水平均要设大型排水设备，井筒中管路多，管理、检修麻烦。 2）分段排水 ①主排水设备设在上水平，下水平涌水由辅助排水设备排至上水平水仓，
然后由主排水设备排至地面 优点：只在一个水平设置大型排水设备，井筒中管路少。 缺点：主排水设备发生故障时影响下一水平的排水。 适用于下水平涌水量较少时。 ②上水平水引入下水平水仓中，由下水平水仓排水设备将水排至地面。 优点：只在下水平设一套排水装置，系统简单，费用低。
前向泵内灌水入口。
10.放气阀：水泵启动前向泵内灌水，泵内空气经放气阀排出。 11.真空表：测定水泵吸水口真空度的大小。 12.压力表：测定水泵排水口压力的大小。 13.放水管：检修时，打开放水管，可将排水管中的水放回水井。
三、矿井排水系统 1.单水平开采的排水系统 1）直排：矿井水汇集于主排水设备的水仓中，由水泵直接排至地面。 2）分段排：当井深大于一台水泵的扬程时，先将治水排到中间转载水
第十五章 矿井排水系统
15.1 概述 一、矿井排水设备的任务和分类
1.任务:将矿井水排送到地面，为井下创造良好的工作环境， 确保生产安全。
2.矿水：涌入矿井内的水统称为矿水。 3.矿井水来源：地表水、地下水、水采和水砂充真后的废水。 4.矿井涌水量： 1）含有矿物质和大量泥沙，密度较清水大。故抽排水系统 中要设水仓或沉淀池进行沉淀后经水泵排出。
1.流量与转速的一次方成正比。 2.扬程与转速的二次方成正比。 3.功率与转速的三次方成正比。 利用比例定律，可方便地将水泵在某一转速下
的性能，换算成在另一转速下的性能，从而扩大 水泵的使用范围。
2）分碱性、中性、酸性水，对PH值小于5的矿水要使用耐 酸泵并对管路进行耐酸防护处理。或用石灰等中和后再排出。
6.排水设备的分类 1）固定式：又分为主排水设备、区域排水设备、辅助排水
设备
2）移动式 7.对固定排水设备的要求 1）井下排水设备应有工作水泵、备用水泵和检修水泵。 ①工作水泵排水能力：20小时内排出24小时正常涌水量 ②备用水泵排水能力：大于等于工作水泵能力的70% ③工作加备用水泵总排水能力：20小时排出24小时最大涌
15.2 离心式水泵的工作原理 一、离心式水泵的工作原理P392
注水－启动电机－叶轮旋转将水甩出－叶轮处于真空状态 －井中水进入叶轮
二、离心式水泵的性能参数
1.流量Q（m3/s,l/s）：单位时间内水泵排出水的 体积，又称排量。
2.扬程H（m）：单位重量液体自水泵获得的能量， 又称压头。
3.功率 1）轴功率P（kw）：电机传给水泵的功率（输入
三、水泵的特性曲线 由于存在各种损失，很难从理论上精确计算水泵的
实际扬程、流量和功率的可靠数据，只能用实验 方法得到。将这些数据绘制在坐标系中，即可得 到如图所示的实际特性曲线。
四、比例定律 P396 水泵的性能参数和特性曲线是在一定的转速
下得到的，当转速改变时，其性能参数和特性曲 线也随之改变。比例定律就是反映水泵的性能参 数随转速改变的规律。
由此产生汽泡，汽泡随水质点到达高压区并在压力 作用下破裂，汽泡周围的水质点调速填补原先由 汽泡占据的空间，这种现象调速、高频进行着， 产生很强的水力冲击。泵内零件表面不断形成真 空和受到水力冲击，导致疲劳破坏，这种现象称 为汽蚀。
汽蚀发生时，水泵产生振动和噪音。同时由于汽泡 堵塞水流通道，水泵的性能下降，严重时吸不上 水而导致不能排水，因此不允许水泵在汽蚀状态 下工作。
4）主排水设备应有预防涌水突然增加致使设备被 淹没的措施
5）具有防爆性能。 7.对移动排水设备的要求 1）水泵能适应流量不大但扬程有较大变化的需要 2）外型较小，适应在小断面巷道工作，便于方便
而迅速地移动。
1.水泵：将机械能转变为压力能。 2.电机：将电能转变为机械能。 3.吸水管：将水吸入泵内的通道。 4.排水管：将水排至地面。 5.滤水器：防止水中杂物进入泵内。 6.闸板阀：调节水泵的流量。 7.逆止阀：防止水泵突然停转时发生水击，保护水泵。 8.旁通阀：水泵再次启动时，可向泵内灌水。9.灌水漏斗：启动
一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设 置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房 和水仓的连接，应设置可靠的控制闸门。
1.要求排水设备必须安全、可靠、经济、合理地工 作。
2.选择的排水设备及其布置方式必须符合国家有关 技术规定。
3.在技术合理的前提下，尽可能提高设备的装置效 率和设备本身的完好率，充分发挥设备的效能。
缺点：上水平水放到下水平，再排至地面，损失了位能，增加了电耗， 适用于上水平涌水量很小，两水平高差不大时。
四、水仓、水泵房
1.水仓：容纳矿井水的坑道：容纳矿水、沉淀。
含主仓和副仓，两仓容量相同，轮换使用和清 理，要求可容纳8小时正常涌水量（采区水仓容 量要大于等于4小时正常涌水量）。
2.水泵房：主要泵房至少有二个出口，一个出口用 斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另
功率）
2）有效（益）功率Pa （kw）：单位时间内水通 过水泵获得的能量，即输出功率。
4.效率η：有效功率与轴功率的比值。 5.转速n（r/min）：水泵叶轮每分钟的转数。 6.允许吸上真空度Hs（m）：在水泵不发生汽蚀的
条件下水泵吸水口处所允许的真空度。
汽蚀：叶轮入口处压强分布不均，当某处压强低于 水的饱和蒸汽压时：1.水汽化产生水泡2.原先溶 于水的各种气体析出
水量
④检修水泵的能力：大于等于工作水泵能力的ຫໍສະໝຸດ Baidu5%
⑤水文地质条件复杂的矿井，主泵房内预留一定数量的消 耗安装位置。
2）管路应有工作和备用水管 工作水管能配合工作水泵20小时内排出24小时的
正常涌水量，
工作水管加备用水管，能配合工作水泵加备用水泵 在20小时内排出24小时的啊大涌水量。
3）配电设备应同工作、备用、检修水泵相适应， 主排水泵房的供电线路不得少于两条回路，每一 回路均能独立担负全部负荷的供电。
仓，然后再排至地面，上下两水泵互不影响。 2.多水平开采的排水系统 1）各水平分别直排地面 优点：各水平排水相互独立，互不影响。 缺点：各水平均要设大型排水设备，井筒中管路多，管理、检修麻烦。 2）分段排水 ①主排水设备设在上水平，下水平涌水由辅助排水设备排至上水平水仓，
然后由主排水设备排至地面 优点：只在一个水平设置大型排水设备，井筒中管路少。 缺点：主排水设备发生故障时影响下一水平的排水。 适用于下水平涌水量较少时。 ②上水平水引入下水平水仓中，由下水平水仓排水设备将水排至地面。 优点：只在下水平设一套排水装置，系统简单，费用低。
前向泵内灌水入口。
10.放气阀：水泵启动前向泵内灌水，泵内空气经放气阀排出。 11.真空表：测定水泵吸水口真空度的大小。 12.压力表：测定水泵排水口压力的大小。 13.放水管：检修时，打开放水管，可将排水管中的水放回水井。
三、矿井排水系统 1.单水平开采的排水系统 1）直排：矿井水汇集于主排水设备的水仓中，由水泵直接排至地面。 2）分段排：当井深大于一台水泵的扬程时，先将治水排到中间转载水
第十五章 矿井排水系统
15.1 概述 一、矿井排水设备的任务和分类
1.任务:将矿井水排送到地面，为井下创造良好的工作环境， 确保生产安全。
2.矿水：涌入矿井内的水统称为矿水。 3.矿井水来源：地表水、地下水、水采和水砂充真后的废水。 4.矿井涌水量： 1）含有矿物质和大量泥沙，密度较清水大。故抽排水系统 中要设水仓或沉淀池进行沉淀后经水泵排出。