吳計元

(西山煤電(集團)公司 東曲礦，山西 古交 030200 )

井下采區(qū)的主水倉一般都位于巷道低洼處，整個采區(qū)的污水都會流到水倉里，再由水泵將污水排放到大巷或地面。由于流經(jīng)巷道高低差較大，涌水量也較大，一般潛水泵的揚程和流量不足以將污水安全及時排出，需要采用多級泵排水，但是，多級泵不能獨自形成自動排水，在作業(yè)前要進行引水，就是通過人工加水，使泵內(nèi)部形成密閉環(huán)境，再通過泵內(nèi)部件的機械運動，造成局部真空，讓低位能的水在大氣壓的壓力下，進入泵的入口，完成水泵吸水過程。這就要求作業(yè)人員必須在現(xiàn)場啟動水泵，按照正確的方法進行人工加水，當污水排完之后，又需要人工停泵，由此，工作人員必須一直守在作業(yè)地點，防止水泵長時間空轉(zhuǎn)而導致電機燒壞。由于工作人員在管轄區(qū)域內(nèi)負責多臺水泵排水，并且作業(yè)沿線長，在工作時間里不足以將所有的污水排凈。所以，提出設(shè)計自動排水系統(tǒng)進行排水，采用潛水泵給多級泵引水，通過潛水泵的開?？刂贫嗉壉玫墓ぷ?，實現(xiàn)自動排水，減輕工人的勞動強度，達到安全可靠的排水目的。

1 自動泵及開關(guān)的選型

根據(jù)作業(yè)地點的涌水量和排水沿線巷道的高低差，選擇揚程和流量都符合條件的水泵，否則會降低自動泵的排水效率，影響井下的安全生產(chǎn)。西山煤電集團公司東曲礦+860 水平八采區(qū)的主水倉采用BQS20/40 -5.5/N 型號的潛水泵和4DA-8 ×9 型號的多級泵組合成自動排水。水泵開關(guān)選用QJZ2 -80控制，該型號開關(guān)有高、低水位自動控制功能。自動泵的性能參數(shù)表見表1。

表1 自動泵的性能參數(shù)表

2 自動排水的工作原理

1)潛水泵與多級泵均采用QJZ2 系列型號開關(guān)控制，將潛水泵的出水口與多級泵的吸水口用高壓膠管連接，然后通過高、低水位的閉合先啟動潛水泵開關(guān)，給多級泵提供引水，然后通過開關(guān)連鎖，使多級泵開關(guān)帶電運轉(zhuǎn)，實行排水。由于需要的引水量很少，2臺開關(guān)啟動無需設(shè)置延時。

2)開關(guān)本身有自動排水功能，將2 臺開關(guān)的智能保護器均撥到水位控制檔。智能保護器B5 點對接低水位、B6 點對接高水位，當水量超過高水位時，B5 點與B6 點形成閉合，啟動開關(guān)，潛水泵吸水。

3)將潛水泵開關(guān)的智能保護器KM -1 的C3、C4 點分別接到多級泵開關(guān)的高、低水位B5 和B6 點。當潛水泵開關(guān)啟動后，C3 和C4 點閉合自保，同時使多級泵開關(guān)的高低水位閉合，啟動開關(guān)，多級泵正常排水作業(yè)。自動泵工作原理圖見圖1。

圖1 自動泵工作原理圖

3 自動排水系統(tǒng)的特點

1)自動排水系統(tǒng)簡單、方便，控制水泵的2 臺開關(guān)之間通過高低水位形成連鎖。當水倉的存水量超過要求時，積水會成為連接導體，使開關(guān)保護器的高、低水位導通，啟動開關(guān)，水泵自動排水;當水位下降到低水位以下后，高、低水位之間形成斷路，開關(guān)自保點斷開，停電，水泵自動停止。

2)排水方便，水泵能夠及時啟動和停止，順利排放污水，節(jié)省人力。

3)適應(yīng)環(huán)境能力強，以45 kW 的多級泵為例，流量范圍大，能達到50 m3/h，進出水口直徑為d100 mm，能排出含泥沙量較多的污水。揚程高，額定揚程達到150 m，能滿足所有采區(qū)巷道低洼地點的排水。電壓為660 V 或1 140 V，均為井下普遍使用的動力電壓等級，取電源方便。

4)形成自動排水系統(tǒng)多級泵結(jié)實耐用，排水量大、揚程高，環(huán)境適應(yīng)性強，與潛水泵之間聯(lián)鎖靈活可靠，排水效率高。

4 自動排水系統(tǒng)的常見故障分析及處理措施

1)葉輪堵塞。井下污水雜物較多，自動泵長時間作業(yè)會堵塞葉輪，導致排水效率降低，同時阻力會增大，損壞自動泵。所以，需要在水倉處設(shè)置沉淀池，沉淀水倉中污水的雜質(zhì)，同時定期清理葉輪上的雜物，保持葉輪旋轉(zhuǎn)靈活、管路無阻，使水流暢通。

2)密封不良。密封是水泵的關(guān)鍵，包括機械密封和電氣密封，它直接影響著水泵的安全運行。水泵內(nèi)腔必須是密封的，否則達不到額定揚程和流量，嚴重降低排水效率;水泵電機也必須是密封的，并且符合隔爆性能要求，否則電機受潮會產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，無法正常作業(yè)。水泵長時間使用會導致密封性能降低，因此，必須按時檢查，在運轉(zhuǎn)1 000 ～1 500 h 后將各個部位緊固一遍，電機接線盒的防爆面每月涂防銹油，要及時更換隔爆螺栓失效的彈簧墊，以達到水泵密封良好的目的。

3)燒壞電機。水泵頻繁啟動、電機和葉輪外殼長時間散熱不良都會燒壞電機。為避免燒壞電機，調(diào)好自動泵高、低水位的位置，杜絕頻繁啟動，要時刻對轉(zhuǎn)軸進行灑水降溫，避免軸與軸瓦長時間摩擦發(fā)熱，電機外殼嚴禁遮蓋，保持通風散熱良好。

5 結(jié) 論

東曲礦八采區(qū)主水倉自動排水裝置改造后運行一年，通過潛水泵與多級泵連鎖形成的自動排水，減少了作業(yè)人員的操作程序，節(jié)約了操作時間，并且能夠及時可靠地將積水排出，避免形成水患。針對自動泵常見故障制定了措施，并按時檢修和維護，自動泵使用穩(wěn)定。該礦在使用過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗并進行完善，力爭將此自動排水系統(tǒng)推廣到全礦其它水倉使用，為礦井的安全生產(chǎn)提供保證。