司泵工培训教案

第一部分矿井排水系统

一、矿井水的来源及充水通道

二、涌水量

三、矿井排水方式

四、《煤矿安全规程》规定

五、离心式水泵的工作原理及性能

一、矿井水的来源及充水通道

决定矿井出现水害的两个必备条件是矿井水源和涌水通道。

1.矿井水源

1)大气降水。大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿床充水都直接或间接与大气降水有关。因此对于井深较浅，充水通道较多的矿井，在雨季时，要特别注意水害防治。

2)地表水。在有大型地表水水体(海、湖、大河流、水库、水池等)的矿井，查清天然条件下和采掘过后地表水的影响，是水文地质工作的重要内容。地表水不仅可能造成矿井突然涌水，严重时会导致水沙同时溃入矿井。

3)地下水水源。地下水是矿井水害的直接充水水源，矿井的地层中，都或多或少地夹有含水层，含水层的规模、富水性以及水的补给条件，是决定矿井充水程度的根本因素。

4)生产用水。煤矿生产过程中，如水采、除尘、煤体注水、防火注浆、水砂充填等，都有大量用水，如管理不善、排水不畅也可能引发水灾事故。

二、涌水量

1.涌水量：单位时间内矿井涌出的水量。m3/h

2.正常涌水量：一年之中时间最长的涌水期的涌水量。

3.最大涌水量：一年之中矿井最高峰涌水期的涌水量。最大涌水量受大气降水的影响，矿井涌水量增加到最大程度。

正常涌水量和最大涌水量是根据水文地质条件由技术人员推算的，巷道开出后要核实涌水量，以便对排水设备进行调整。做为水泵司机必须清楚所工作的矿井的正常涌水量和最大涌水量。

三、矿井排水方式

1.矿井排水的意义

安全生产和作业人员的生命安全。否则就会影响矿井正常生产，甚至发生淹井事故，造成生命、财产的巨大损失。因此矿井排水系统是必不可少的主要的生产系统之一。

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(1)压入式排水方式

被排的水面高度高于水泵的吸水口高度。

优点：①水泵启动时不需要真空泵、射流泵等启动设备。启动非常方便，启动前，只要打开吸水侧闸阀，水就会自动灌满泵体，然后启动电动机，逐渐打开排水侧的闸阀，就可以排水了。

②由于压入式排水被排水面高度高于水泵吸水口高度，所以泵内部存在一定的压力，工作时一般不会产生气蚀现象，同时也可以提高排水系统效率。

压入式排水要求泵房和机电设备有很高的可靠性，水泵司机有很强的业务素质，水仓周围岩层没有裂隙。

缺点：一旦泵房、水仓隔墙及机电设备发生较大故障，或者操作人员操作失误，就容易发生水淹泵房和矿井的重大事故。因此，要慎重采用。

(2)吸入式排水方式

被排的水面高度低于水泵的吸水口的高度。

优点：安全性能高，工作可靠，不会造成水淹泵房事故。

缺点：①水泵启动时需要启动设备；②排水效率较压入式排水方式低

四、《煤矿安全规程》规定

第二百七十八条主要排水设备应符合下列要求：

（一）水泵：必须有工作、备用和检修的水泵。

工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。

备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。

工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。

（二）水管：必须有工作和备用的水管。

工作水管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。

工作和备用水管的总能力，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。

（三）配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。

有突水淹井危险的矿井，可另行增建抗灾强排能力泵房。

第二百七十九条主要泵房至少有2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。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。

泵房是矿井排水系统的主要工程，泵房设置是否得当是关系到排水设施能否长期正常运转的重大问题。

为了解决泵房通风降温和泵房被淹时撤人，规定了主要泵房至少有两个出口，一个出口用斜巷通到井筒，作为回风和设置水管、电缆用。为了提高泵房的通风能力，规定了高出泵房底板7m以上。另一个出口通到井底车场，可以作为水泵安装时的运输道，由于井底车场标高较低，作为进风通道也有利于泵房通风。为了防止泵房被淹和失火，又规定了在此出口通路内，京戏设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。为了防止水仓水进入泵房，影响水泵的正常运转，又规定了泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。

第二百八十条主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。

新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。

正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可按下式计算：

Ｖ＝2（Q+3000）

式中V——主要水仓的有效容量，m3；

Q——矿井每小时正常涌水量，m3。

但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。

采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。

矿井最大涌水量和正常涌水量相差特大的矿井，对排水能力、水仓容量应编制专

门设计。

水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。

水仓是井下排水的重要设施，水仓设置是否合适，关系排水系统排水能力能否正常发挥。矿井涌水中带有大量杂质很容易占据水空间，必须经常清理才能保证水仓的有效容量，所以规定了主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。

第二百八十一条水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。在每年雨季以前，必须全面检修1次，并对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验，发现问题，及时处理。

水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理1次。

井下排水设施是矿井安全生产的重要保证设施，其中水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路是排水设施的重要组成部分，必须经常进行维护和检查，以保证其正常运转。雨季是地表洪水泛滥、地下含水层得到补充、水量充足的时期，洪水淹井事故时有发生。为确保汛期安全生产，将可能产生的最大涌水量排出矿井，在雨季前必须对排水设施进行全面检修一次，同时对全部工作水泵和备用水泵进行一次数联合排水试验

五、离心式水泵的工作原理及性能

（一）离心式水泵的工作原理

当水泵的吸水管路和泵体内被灌满水之后启动水泵，叶轮转动产生离心力，水在离心力的作用下被甩出去，这时叶轮中部由于无水而形成真空，水池(或水井)中的水在大气的压力下顺着吸水管被压入水泵，水又在叶轮高速旋转产生的惯性离心力的作用下被甩出去。这样就形成泵中的水被不断地排出，吸水井中的水不断地进入泵内的连续水流。（被甩出去的水经泵壳汇集到水泵的出口处，其速度和压力逐渐增加，这时泵壳内产生的高压水便会顺着排水管被压送到指定地点。水池中的水源源不断地被大气压力压入水泵，又被水泵中高速旋转的叶轮连续地甩出，从一个较低的位置被输送到另一较高的位置。这就是离心水泵的工作原理如图所示)。