矿山排水设备概括
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第三篇 矿山排水设备
辽宁工程技术大学机械工程学院
第十一章 概 述
矿井开采方式：竖井、斜井、平硐或露天煤矿。
矿山排水设备的作用：
为保证矿井安全生产，不致使涌水淹没矿井，将 采掘过程中，不断涌出的矿水及时地排到地面。
第一节 矿山排水系统
一、矿水
矿井自然涌水：地下水、地表水。
矿井人为涌水：水砂充填矿井和黄泥灌浆矿井的 充填废水及灌浆水。
其它型式：喷射式、水锤式等。
我国煤矿采用最多：离心式
少数采用：活塞式、喷射式水泵
二、矿用水泵工作原理
（2）矿水的酸碱性： 矿水按氢离子指数分为：酸性(<7) 中性(7) 碱性(>7)
防止酸性水腐蚀排水设备的措施（当<5时）：
A、采用耐腐蚀性材料制成的耐酸泵，排水管道 可在管内加防酸衬（衬胶，衬聚氯乙烯，衬搪 瓷）等防护措施；
B、必要时，为防止酸性水污染环境，应在井下 水仓投入石灰（）、熟石灰[()2]或石灰石（3） 等进行中和处理。
1、矿井涌水量：单位时间涌入矿井的总水量
（m3或）
最大涌水期： 雨季和融雪季节，相的涌水量称之为最大涌水量； 正常涌水期： 其它季节，相的涌水量称之为正常涌水量。 含水系数：每采一吨煤的涌水量（比较各矿涌水的大小）
2、矿水的性含质水：系Ks数 全 矿年 井总 年涌 产 An水 q量量m3 （1）矿水的容重：一般为9954～10052 3。 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。
1、竖井 单水平开采： 多水平开采：
缺点：上水平的水引到下水平后，再排上去，浪费了势 能，增加了电耗。
2、斜井：
斜井可通过钻孔下排水管，钻孔垂直深度一般不 超过300m，管材采用钢管。
特点：不但节约管材，而且降低了生产运行费用， 还可提高斜井井筒利用率，增加提升能力。
方法：管子与钻孔间用水泥砂浆封死，防止孔壁 塌落及水沙等流入井下。
（2）排水设备运输方便； （3）由于靠近井筒，缩短了管路长度，不仅节约管
材，而且减少了管路水头损失，同时增加了排水工作 的可靠性；
（4）在井底车场附近，通风条件好，改善了泵与电 机的工作环境；
（5）水泵房以中央变电所为邻，供电线路短，减少 了供电损耗。
（6）一旦井底车场被水淹没，关闭水平通道的防水 门后，继续抢险排水，在万不得已的情况下，人员和
B、采区排水设备：设在采区。
在水沙充填矿井，由于水中含有大量泥沙，需在采区设 沉淀池，经第一次沉淀后，由采区排水设备将水排至运 输巷道水沟中。
C、移动排水设备：设在掘进工作面，随掘进工作面的
（一）集中排水系统
集中排水系统：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。
特点：集中排水系统较简单，开拓量小，基建费用低， 管道敷设简单，管理费用低。
二、矿井排水系统
主排水设备：设在井底车场（最低处）附近。
矿井自采掘工作面涌出的水，沿着巷道排水沟，自行流 至井底车场附近的水仓中，然后经主排水泵将水排至地 面。
辅助排水设备：
A、局部排水设备：设在箕斗井底、有水窝的罐笼井底、 胶带输送机斜井底及集中下山等处。
水泵通过排水管将水排到井底车场水沟中。
（三）水泵房结构尺寸
1．水泵房长度
源自文库
n L0 1 (n +1) m
n——水泵台数；
L0——水泵机组(泵和电动机)的总长度，m，可查样 本；
l1——水泵机组的净空距离，一般为1．5～2m。
2．水泵房的宽度
b0 + b1 + b2 m
b0——水泵基础宽度，m；
b1——水泵基础边到轨道一侧墙壁的距离，一般为1．5～2m；
第二节 矿山排水设备
一、矿山排水设备的组成
水泵、电动机、起动设备、 管路、管路附件等和仪表等 。
管路附件： （1）带过滤网的底阀； （2）调节闸阀 ； （3）逆止阀 （4）灌水漏斗、放气栓、旁
通管、真空表、压力表等。
水泵按作用原理分类：
叶片式水泵：离心式、轴流式及混流式等；
容积式水泵：往复式、回转式（齿轮泵、螺杆 泵）等；
三、水仓：用来专门储存矿水的巷道
水仓主要作用：
（1）储存调节、集中矿水：当涌水量产生波动或排水 设备发生故障停泵时，贮存矿井涌水;
（2）沉淀矿水泥沙：防止进入水泵，以免加快水泵的 磨损。
水在水仓中流动的速度要求：
小于0.005，且流动时间要大于6h（水仓巷道长不
得小于100m）。
水仓数量：
至少有两个：主、副水仓，以便清理时轮换使用。
水仓总容量:
《煤矿安全规程》规定为：
（1）正常涌水量在1000m3及其以下时，主要水仓的 有效容量应能容纳8h的正常涌水量。
四、水泵房：
（一）水泵房位置：在井底车场附近。其原因：
（1）运输巷道的坡度都向井底车场倾斜，便于矿水 沿排水沟流向水仓；
水 泵 房 在 井 底 车 场 的 位 置 ：
（二）水泵房的设备布置
三台水泵的水泵房布置如图所示。
水仓的水——水仓篦子——水仓闸门——配水井（水仓 闸门共两个，分别与主、副水仓相通，轮换使用，在配 水井上部操纵）——配水闸门——吸水井或两侧的配水 沟（两侧的配水沟再进两侧的吸水井）（配水井及吸水 井内均有供人员上、下的梯子，以便于安装检修和清理 水井，井上覆盖着带纹的钢板）
(二) 分段排水系统
将全矿涌水集中到几个水平，然后分别将水排至 地面。
1、单水平开采：
先将涌水排至井筒中间水仓，然后再由中间水泵 房的水泵将水排至地面。
2、多水平开采： （1）当各水平涌水量都较大时，则分别设置排水
设备，将各水平涌水分别排至地面。
（2）当下水平的涌水较小时，可将下水平涌水， 用辅助水泵排至上水平水仓中，然后由上水平主
b2——水泵基础另一边到吸水井一侧墙壁的距离，一般为0．8～。
3．水泵房的高度
1）水泵房的高度应满足检修时起重的要求，一般为3～4．5m；
2）根据水泵叶轮直径确定：在D≥350时，取4．5m，并应设有能承受起重质量 为3～5t的工字梁，在D<350时，取3m，可不设起重梁。
水泵基础的长和宽应比水泵底座最大外形尺寸每边约大200～300。大型水泵基 础应高于泵房地板200。
辽宁工程技术大学机械工程学院
第十一章 概 述
矿井开采方式：竖井、斜井、平硐或露天煤矿。
矿山排水设备的作用：
为保证矿井安全生产，不致使涌水淹没矿井，将 采掘过程中，不断涌出的矿水及时地排到地面。
第一节 矿山排水系统
一、矿水
矿井自然涌水：地下水、地表水。
矿井人为涌水：水砂充填矿井和黄泥灌浆矿井的 充填废水及灌浆水。
其它型式：喷射式、水锤式等。
我国煤矿采用最多：离心式
少数采用：活塞式、喷射式水泵
二、矿用水泵工作原理
（2）矿水的酸碱性： 矿水按氢离子指数分为：酸性(<7) 中性(7) 碱性(>7)
防止酸性水腐蚀排水设备的措施（当<5时）：
A、采用耐腐蚀性材料制成的耐酸泵，排水管道 可在管内加防酸衬（衬胶，衬聚氯乙烯，衬搪 瓷）等防护措施；
B、必要时，为防止酸性水污染环境，应在井下 水仓投入石灰（）、熟石灰[()2]或石灰石（3） 等进行中和处理。
1、矿井涌水量：单位时间涌入矿井的总水量
（m3或）
最大涌水期： 雨季和融雪季节，相的涌水量称之为最大涌水量； 正常涌水期： 其它季节，相的涌水量称之为正常涌水量。 含水系数：每采一吨煤的涌水量（比较各矿涌水的大小）
2、矿水的性含质水：系Ks数 全 矿年 井总 年涌 产 An水 q量量m3 （1）矿水的容重：一般为9954～10052 3。 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。
1、竖井 单水平开采： 多水平开采：
缺点：上水平的水引到下水平后，再排上去，浪费了势 能，增加了电耗。
2、斜井：
斜井可通过钻孔下排水管，钻孔垂直深度一般不 超过300m，管材采用钢管。
特点：不但节约管材，而且降低了生产运行费用， 还可提高斜井井筒利用率，增加提升能力。
方法：管子与钻孔间用水泥砂浆封死，防止孔壁 塌落及水沙等流入井下。
（2）排水设备运输方便； （3）由于靠近井筒，缩短了管路长度，不仅节约管
材，而且减少了管路水头损失，同时增加了排水工作 的可靠性；
（4）在井底车场附近，通风条件好，改善了泵与电 机的工作环境；
（5）水泵房以中央变电所为邻，供电线路短，减少 了供电损耗。
（6）一旦井底车场被水淹没，关闭水平通道的防水 门后，继续抢险排水，在万不得已的情况下，人员和
B、采区排水设备：设在采区。
在水沙充填矿井，由于水中含有大量泥沙，需在采区设 沉淀池，经第一次沉淀后，由采区排水设备将水排至运 输巷道水沟中。
C、移动排水设备：设在掘进工作面，随掘进工作面的
（一）集中排水系统
集中排水系统：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。
特点：集中排水系统较简单，开拓量小，基建费用低， 管道敷设简单，管理费用低。
二、矿井排水系统
主排水设备：设在井底车场（最低处）附近。
矿井自采掘工作面涌出的水，沿着巷道排水沟，自行流 至井底车场附近的水仓中，然后经主排水泵将水排至地 面。
辅助排水设备：
A、局部排水设备：设在箕斗井底、有水窝的罐笼井底、 胶带输送机斜井底及集中下山等处。
水泵通过排水管将水排到井底车场水沟中。
（三）水泵房结构尺寸
1．水泵房长度
源自文库
n L0 1 (n +1) m
n——水泵台数；
L0——水泵机组(泵和电动机)的总长度，m，可查样 本；
l1——水泵机组的净空距离，一般为1．5～2m。
2．水泵房的宽度
b0 + b1 + b2 m
b0——水泵基础宽度，m；
b1——水泵基础边到轨道一侧墙壁的距离，一般为1．5～2m；
第二节 矿山排水设备
一、矿山排水设备的组成
水泵、电动机、起动设备、 管路、管路附件等和仪表等 。
管路附件： （1）带过滤网的底阀； （2）调节闸阀 ； （3）逆止阀 （4）灌水漏斗、放气栓、旁
通管、真空表、压力表等。
水泵按作用原理分类：
叶片式水泵：离心式、轴流式及混流式等；
容积式水泵：往复式、回转式（齿轮泵、螺杆 泵）等；
三、水仓：用来专门储存矿水的巷道
水仓主要作用：
（1）储存调节、集中矿水：当涌水量产生波动或排水 设备发生故障停泵时，贮存矿井涌水;
（2）沉淀矿水泥沙：防止进入水泵，以免加快水泵的 磨损。
水在水仓中流动的速度要求：
小于0.005，且流动时间要大于6h（水仓巷道长不
得小于100m）。
水仓数量：
至少有两个：主、副水仓，以便清理时轮换使用。
水仓总容量:
《煤矿安全规程》规定为：
（1）正常涌水量在1000m3及其以下时，主要水仓的 有效容量应能容纳8h的正常涌水量。
四、水泵房：
（一）水泵房位置：在井底车场附近。其原因：
（1）运输巷道的坡度都向井底车场倾斜，便于矿水 沿排水沟流向水仓；
水 泵 房 在 井 底 车 场 的 位 置 ：
（二）水泵房的设备布置
三台水泵的水泵房布置如图所示。
水仓的水——水仓篦子——水仓闸门——配水井（水仓 闸门共两个，分别与主、副水仓相通，轮换使用，在配 水井上部操纵）——配水闸门——吸水井或两侧的配水 沟（两侧的配水沟再进两侧的吸水井）（配水井及吸水 井内均有供人员上、下的梯子，以便于安装检修和清理 水井，井上覆盖着带纹的钢板）
(二) 分段排水系统
将全矿涌水集中到几个水平，然后分别将水排至 地面。
1、单水平开采：
先将涌水排至井筒中间水仓，然后再由中间水泵 房的水泵将水排至地面。
2、多水平开采： （1）当各水平涌水量都较大时，则分别设置排水
设备，将各水平涌水分别排至地面。
（2）当下水平的涌水较小时，可将下水平涌水， 用辅助水泵排至上水平水仓中，然后由上水平主
b2——水泵基础另一边到吸水井一侧墙壁的距离，一般为0．8～。
3．水泵房的高度
1）水泵房的高度应满足检修时起重的要求，一般为3～4．5m；
2）根据水泵叶轮直径确定：在D≥350时，取4．5m，并应设有能承受起重质量 为3～5t的工字梁，在D<350时，取3m，可不设起重梁。
水泵基础的长和宽应比水泵底座最大外形尺寸每边约大200～300。大型水泵基 础应高于泵房地板200。