矿井排水设备知识讲解

离心泵的特性及操作调节
No (1) 离心泵的特性曲线
定义：用于描述离心泵的主要 性能参数（H、Q、η、N）之
Image 间的关系的曲线叫离心泵的特
性曲线。
H-Q曲线：表示泵的流量与扬程之间的关系。 N-Q曲线：表示泵的流量与轴功率之间的关系。 η-Q曲线：表示泵的流量与效率之间的关系。
离心泵
No 离心泵的工作原理及结构（图6-1）
移动式
主排水设备 区域排水设备 辅助排水设备
二、矿井排水设备的组成
1、组成
水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表等。
2、各部分功用
三、离心式水泵的工作理论
➢离心式水泵的工作原理及性能参数
（一）工作原理
（二）性能参数
1、流量（Q） 单位时间内水泵所排出的水的体积。单位： m3/s、m3/h 2、扬程（H） 单位重量的水通过水泵后所获得的能量，单位： m。 3、功率（P） 水泵在单位时间内所做的功的大小。单位：kw。 4、效率（η） 水泵的有效功率与轴功率的比值。 5、转速（n） 水泵叶轮每分钟的转数。单位：r/min。 6、允许吸上真空度（Hs） 在保证水泵不发生汽蚀的情况下， 水泵吸水口所允许的真空度。单位：m。
（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。
➢ 工业利用区 工业利用区是水泵特性曲线上允许使用的区段。在这个
区段内工作，水泵满足稳定工作和经济工作的条件。 （1）稳定工作 水泵在运转中工况点是单值的，不能出现无交
点或多交点。 1）不稳定的原因 无工况点（H0<HC） 多工况点（H0<HC） 2）稳定工作条件 0.9 H0≥HC （2）经济工作条件
传递过程原理——流体输送机械
叶轮：敞式叶轮、半闭式叶轮、半闭式叶轮。
No 泵壳: 高速液体 →低速，动能→静压能。
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传递过程原理——流体输送机械
吸入方式
单吸式——液体从叶轮的一侧吸入
No 双吸式——液体从叶轮的两侧吸入
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四、离心式水泵的运行
（一）排水管路特性
水泵在管路上工作时，排水所需的实际压 头（扬程）与通过管路的流量的关系称为管路特 性。
矿井排水设备
➢（3）矿水性质 1）温度 随井深增高。 2）密度 比清水大。ρ=1015～1025kg/m3 3）化学性质 矿水略带酸性，当PH<5时，应 采取措施。 2、任务
将矿水及时地排送至地面，为井下创造良 好的工作环境，确保安全生产。
3、分类
矿井排水设备分为:
固定式(根据其服务范围又分为)
（五）提高排水设备经济运行的措施
1、提高水泵效率 2、提高管路效率
《煤矿安全规程》的规定
➢ 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。
m(0.8 59% 0m )ax
（三）水泵的联合工作
1、水泵的串联工作 （1）串联的任务及目的 （2）串联工况点
1）构造等效水泵 2）求等效水泵的特性曲线 按照“等流量线下，扬程相加”的原则 3）求等效水泵的工况点M等 4）求串联工况点：M1、M2
（四）水泵的启动和停止
1、启动 注意：水泵绝对不能在泵腔内未灌满水就启动。 2、停止 注意：停止时绝对禁止没有关闭出水闸阀就切断电 源。
(1) 原理
Image 利用叶轮的高速旋转，其上的叶片对流体沿其运
动方向作功，从而使流体的静压能和动压能增加。
(2) 结构 由泵壳、叶轮、泵轴、吸入管和压出管等部件组
成。其主要部件是叶轮和泵壳。
No
Image
图6-1 离心泵的构造及装置示意图
1——叶轮；2——泵壳；3——叶片；4——吸入管； 5——底阀；6——压出管；7——泵轴
1、管路特性方程式 水从水泵所获得的总能量不仅用于提高水的
位置，还要用于克服管路的阻力，故水泵的工作 状况不仅与水泵本身性能有关，也与管路配置情 况有关。水在管路中流动所需要的总能量，可由 伯努利方程式导出。
2、管路特性曲线
（二）水泵的工况点
1、工况点及工业利用区 ➢工况点 （1）工况点 （2）工况参数 扬程、流量、功率、效率、允许 吸上真空度等。
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。
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Baidu Nhomakorabea能容纳8h的正常涌水量。
谢 谢
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