矿井排水设备

1)水轮间距测量与调整 。
水轮间距按图纸要求应相等，但在制造时有 误差，一般不应超过或小于规定尺寸1mm。以 每个中段厚度为准，采取取长补短方法达到相 等。水轮间距的测量可用游标卡尺，其间距一 中段泵片厚度一水轮轮厚度+导叶套长度。间 距的调整方法是加长或缩短导叶套长度(即间 距大时切短导叶套长度，间距小时加垫)。
(9)用小撬棍撬叶轮，注意用力要对称并尽量靠近叶轮，以防撬坏叶轮。 用特制钢楔在中段与中段之间的联接缝内，挤松并取下中段，再由中段 上取下密封环(大口环)和导叶，再取下导套，并将键取出。．
(10)以后的中段、导叶套、叶轮、键的拆卸按上述方法进行，直至拆下 第一进水轮为止
(11)第一个进水轮取下后，沿出水方向将泵轴从进水段中抽出，由泵轴 上取下轴套，再由进水段上取下大口环。
矿井排水设备
[学习提示]
本章介绍了水泵的基本结构、性能、操作、日常维护、 安装调试以及常见的故障与维修。
学习本章，对于从事矿井维修的中级工、高级工、技师、 高级技师，应能熟悉水泵的操作运行，并能进行日常的维护， 而对于高级工及以上层次的人员，应能解决水泵的维修、中 修和现场大修的关键技术问题，并能配合完成技术测定工作 和调试工作。
(6)用大扳手拧下尾盖与出水段的联接螺栓，然后用扁铲或特制的钢楔插 在联接缝内轻轻地将尾盖挤松，沿轴向将尾盖取下。 (7)拆卸平衡盘时，用螺钉通过螺孔将平衡盘顶出，取下轴键。并在水轮 与轴配合面间注煤油浸泡。
(8)用扁铲或特制的钢楔插在出水段与中段联接缝内(要对称放置)，挤松 后取下出水段，再由出水段取下导叶及平衡盘衬环。
多用此种。
2．离心式水泵的主要构造部件及作用
图
D型离心泵构造图
1—前段；2—中段；3—叶轮；4—导水圈；5—轴；6—螺栓；7—后段；8—平衡板；
9—平衡；10—尾盖；11—轴承架；12—大密封环；13—小密封环；14—轴套；15—轴承；
16—弹性联轴节；17—填料压盖；18—填料
主要构造部件
(1)流通部件。水在泵内流经的 主要部件有吸人室、叶轮、 导水圈、压入室。
一、水泵预安装准备工作 选择适当的工作间，准备好起吊工具及设备，
备齐拆卸、装配、检查的各种工具、量 具及消耗材料(棉纱、油脂、青壳纸、橡胶石
棉板、铅油等)。拆卸、装配时最好在大平板 上或自带的机座上进行。
1．水泵的拆卸工作 ‘ 1)拆卸程序(图13—3) (1)用管钳子取下水封管、回水管(平衡水管)和注水
(2)调整方法。①大口环与水轮间隙小，应车削水轮入水口外 径或车入口环内径，间隙大则重新配制大口环；②导叶间隙不符 合要求，应更换导叶套；⑧平衡盘尾套间隙小，应车削平衡盘尾 套外径，间隙大应重新配制平衡盘尾套。
一、 常见故障及处理方法
了解离心式水泵的常见故障， 分析产 生的原因， 拟出相应的排除方法， 是学习 离心式水泵的一个重要内容。现将离心式水 泵在运转中的常见故障、 产生原因及处理 方法列于下表中。
一、汽蚀概念
水泵运行时，由于某些原因而使泵内局部位 置的压力降低到水的饱和汽化压力时，水产生 汽化，并产生大量汽泡。从水中离析出来的大 量汽泡随着水流向前运动，达到高压区时受到 周围液体的挤压而溃灭，气泡又重新凝结成水， 气泡破灭时，水流质点从四周以高速向气泡中 心冲击，产生强烈的局部水锤。这种现象就是 水泵的汽蚀现象。
2)测量与计算密封环内径与水轮入水口外径、导叶内径与叶轮套 外径、窜水套内径与平衡盘尾套外径的间隙
(1)测量方法。用千分尺或游标卡尺，测量每个水轮入水口外 径，叶轮套外径、平衡盘尾套外径，相应地测量进水段密封环内 径、每个中段密封环内径、导叶内径、出水段上窜水套内径，每 个零件的测量要对称地测两次，取其平均值，然后计算出实际间 距，不合格的要进行调整或更换。
四、矿用水泵简介
水泵是把电动机的能量传递给水，使水增加能量的一种机械。
水泵的种类很多，根据作 用原理可将水泵分为叶片式、容 积式及其他型式三类。叶片式水 泵包括离心式、轴流式及混流式 等，容积式水泵包括往复式、回 转式、齿轮泵及螺杆泵，其他型 式有喷射式及水锤式等。
目前我国煤矿采用最多的是离心式水泵， 图6—1为单级离心式水泵的简图。
二、汽蚀类型 水泵常见汽蚀有三种类型。 1．叶面型汽蚀 2．间隙汽蚀 3．涡带汽蚀
离心泵汽蚀产生部位 1、5—叶片正面汽蚀；4—前盖板汽蚀；2、3—叶片背面汽蚀。
三、汽蚀的危害 1、水泵性能恶化，2、水泵过流部件发生破坏，3、产生 噪音和振动
第三节 离心式水泵的预安装
为保证水泵在井下安装的顺利进行，防止因井 下条件限制出现难以解决的问题，而造成往返 搬运，目前对井下水泵安装工作，都采用在井 上工作间进行预安装。
漏斗。 (2)用退卸器取下联轴器。 (3)用扳手拧下轴承体与进水段和尾盖的联接螺栓，
沿轴向分别取下两端的轴承体。 (4)用扳手拧下前段和尾盖的填料压盖螺母，分别沿
轴向取下填料压盖，然后用钩子钩出填料室中的盘根 和水封环。 (5)用大扳手拧下拉紧螺栓的螺母，抽出联接进水段、 中段、出水段的四根拉紧螺
第二节 离心式水泵
一、构造
1．离心式水泵分类 按离心式水泵的使用和结构特点，可进行下列分类。 (1)按叶轮个数分类：
①单级泵。只有一个叶轮的泵称单级泵。一个叶轮使水增加的能量是有限的， 目前国产矿用单级离心式水泵最高扬程不超过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ00m。
②多级泵。泵中有两个以上的叶轮串联在一根轴上，称多级—泵。每个叶轮 连续地给水增加能量，使泵的扬程随叶轮数目的增多而相应提高。因此，多级泵 的扬程为单级泵的扬程与级数的乘积。目前矿用多级泵最高可达10级，其中各叶 轮的大小、形状一般都相同。图6—2所示的为带有四个叶轮的四级泵，水流由吸 水室1(多级泵中又称前段)进入第一级叶轮2，然后经与泵壳固定在一起的导水圈 3将水引入第二级叶轮4；同理，水经过所有叶轮，最后进入压出室6(多级泵又称 后段)，由排水管排出。
第一节 排水设备概述
在竖井、斜井、平硐或露天煤矿的采掘过程中，都会有涌水渗出。 为保证煤矿安全生产，不致使涌水淹没矿井，必须及时地把矿水排到地 面。这里仅就矿井涌水量、矿井排水过程及矿用水泵等作一简单介绍。
一、矿井涌水量及矿水性质
矿井自然涌水来自地下水和地表水。涌水量与矿区的位置、地形、水文地质 及矿区气候等条件有关。在同一矿井中，一年四季涌水量也是不同的，如在 雨季和融雪季节，涌水量就大些，其他季节大致是一定的。因此，在一年内 有最大涌水期和正常涌水期之分，相对应的涌水量称之为最大涌水量和正常 涌水量。矿井涌水量指单位时间涌入矿井的总水量，其单位是m3/h或t/h。 有时为便于比较各矿涌水的大小，用每采一吨煤的涌水量表示涌水的相对值， 称为含水系数。
2)水泵拆卸时注意事项
(1)在解体泵体、进水段、中段和出水段前，要对进 水段和出水段按照装配位置进行编号，以便于拆卸后 按顺序位置装配，编号可采用打钢印号码或用铅油写 标记等方法进行。
(2)要将折卸下来的各种零部件及各种螺栓等用配件 箱分类，按顺序将其保管起来，防止丢失。
(3)拆卸时要注意泵轴螺纹旋向。
(2)按叶轮吸人方式分类： ①单吸式叶轮，一侧有吸人口，为单面吸人。 ②双吸式叶轮，两侧都有吸人口，为双面吸人。 (3)按泵壳形式分类： ①涡壳式，具有螺旋形泵壳的离心泵，绝大多数单级泵都是涡
壳式。 ②导叶式，具有固定导叶(导水圈)的分段离心泵，绝大多数多
级泵都采用这种型式。 (4)按轴的位置分类： ①卧式泵，轴水平放置。 ②立式泵，轴垂直放置。在井筒掘进等处，要求占地面积小时
(4)如厂家生产的水泵，中段不带支座，拆卸时两侧 要角木楔楔住，防上中段脱离止口时掉下来碰弯泵轴。
(5)拆卸时为防轴弯，应设立一临时支撑架。
2．水泵检查清洗工作
1)水泵零部件的清洗工作 水泵拆卸完毕，应将其零部件用煤油进行清洗。大件可单独进
行，用毛刷蘸上煤油在表面上清洗脏物及防腐油，小件可放在煤 油盆中用毛刷逐件进行清洗。清洗后用棉纱擦干净，然后涂一层 润滑油，防止生锈。 2)水泵零部件检查工作 (1)水泵经由厂家搬运到施工现场后，可能产生一些变形和碰伤。 因此对泵轴有无弯曲和裂纹，滑动轴承装配间隙是否合适，叶轮、 出水段、各导翼和轴承套及平衡盘等有无损伤和碰坏，要边清洗 边检查。 (2)经检查后发现有不合格的零部件应找厂家更换，如属于搬运 中碰坏的零部件应以随设备带来的备用件更换或重新加工。
为防止酸性水腐蚀排水设备，在煤矿，一般pH<5时，应采用耐 腐蚀性材料制成的耐酸泵；对于排水管道，可在管内加防酸衬，如衬
胶、衬聚氯乙烯、衬塘瓷等防护措施；为防止酸性水污染环境，必要时
应在井下水仓投入石灰CaO、熟石灰Ca(OH)：或石灰石CaC03等进 行中和处理。
二、矿井排水过程
为把井下涌水排至地面而设置排水设备，包括水泵 机组、电气设备、管道及水井等。矿井排水设备一般 分为主排水设备和辅助排水设备。
在选择排水设备时，还需要考虑矿水的物理、化学性质，如容重(或 重度)大小、水的酸碱性等因素。矿水因含有矿物质和泥砂，会使其容重 比清水大，一般为9954—10052N／m3。排这种矿水，会加速水泵零件 的磨损，因此要设置水仓或沉淀池，使水中泥砂沉淀后，再经水泵排至 地面。此外，煤或岩石中含有硫酸盐(硫酸铁或硫酸镁等)及其他化合物， 这些物质遇到水或空气氧化而生成硫酸，使水呈酸性。
(2)密封装置。
（3）轴向推力平衡装置
对于双面吸入的叶轮 (图6—9)及对称排列的叶轮 (图6—10)，都可以自行平 衡轴向推力。
平衡鼓是在最后一级叶轮后面，装在轴 上的圆柱体，如图6—11所示。
平衡盘也是装在末级叶轮之后，用键固定在轴上，如
图6—12所示。
第三节 离心式水泵常见故障的处理及完好标准
图6—3 闭式及半开式叶轮
③导水圈。导水圈是与 泵壳固定在一起带有 叶片的静止圆环，如 图6—4所示。
④压出室。位于最后一 级叶轮的后面。
压出室的作用是将最后一级叶轮
流出的高速水流收集起来引向泵的排 出口，同时在扩散管中将水的一部分 动能转换为压力能。
图6—5 螺旋形蜗室及环形压出室
离心式水泵除上述各流通部件外，为保证水泵可 靠、经济的工作，还需要有其他组成部分。
图6—2 多级离心式水泵简图 1—吸入室；2—第一级叶轮； 3—导水圈；4—第二级叶轮； 5一泵壳；6—压出室；7—出水口
①吸人室。位于第一级叶轮前边。吸人室的作用是将吸水 管中的水均匀地引向叶轮。在分段多级泵中一般用圆环形 吸人室，在悬臂式单吸单级泵中多用锥形管结构。 ②叶轮。叶轮是使水增加能量的唯一部件。
二．水泵的装配与调整
离心式水泵的预装配是一项重要工序，如装配不当， 将会影响水泵的性能与寿命。装配人员必须熟悉所装 配的水泵结构。装配程序和方法如下：
1．转子部分预装配 转子部分预装配是先将轴套、水轮、导叶套、下一
段水轮及导叶套依次装配至最后一段水轮，再装平衡 盘和轴套，最后拧紧锁紧螺母，其目的是使转动件和 静止件相应的固定。然后调整水轮间距，测量大口环 内径与水轮水口外径配合间隙，导叶与导叶套配合间 隙，并检查水轮、导叶套的偏心度及平衡盘的不垂直 度。检查调整好后，对预装配零件进行编号，便于拆 卸后将它们装配到相应的位置上。
生产矿井的主排水泵设备设在井底车场附近。
生产矿井除井底车场的主排水设备外，在箕斗井底、 有水窝的罐笼井底、胶带输送机斜井底及集中下山等处， 为防止水窝被淹没，影响设备正常运行，都设有辅助排 水设备。
三、矿井排水系统
水泵将矿井涌水排至地面的系统，通常随矿井深度、开拓 系统及各水平涌水量大小而不同，有集中排水系统和分段排水系 统。集中排水系统是将全矿涌水集中到最低水平，然后由主排水 设备一次排到地面。分段排水系统是将全矿涌水集中到几个水平， 然后分别将水排至地面。目前在我国煤矿大多采用集中排水系统， 当矿井较深或多水平同时开采时，采用分段排水系统。集中排水 系统较简单，开拓量小，基建费用低，管道敷设简单，管理费用 也低。