无底阀水箱排水装置在煤矿的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“水箱自动排水装置”。
浅谈无底阀水箱排水装置在煤矿的应用
兴云煤矿：毕云保
摘要：兴云矿井自2004年以来井下排水系统经采用无底阀水箱排水装置代替传统的底阀排水，并经过多年的使用和改进；该排水装置具有结构简单、制作方便、性能可靠、使用及维护方便等特点，在我井得到了推广使用。
关键词：排水系统 离心水泵 工作原理 无底阀排水装置 结构特点 应用效果
水泵是煤矿开采不可缺少的排水设备，排水设备能否正常运转直接影响着整个煤矿的安全生产。我矿地处富源县后所镇庆云村。中央水泵房位于1900水平，距地面垂高120米，水仓容积3070 m³。选用MD280-43×4矿用多级离心泵三台，MD155-30×6型矿用多级离心泵一台，主排水管道采用两趟DN200和一趟DN250排水管；九采区C1煤层水泵房位于1894水平，距地面垂高160米，水仓容积500 m³，选用MD155-67×3型矿用多级离心泵二台，排水管道采用一趟DN150排水管；C2+1煤层水泵房位于1890水平，距地面垂高164米，水仓容积520 m³，选用MD280-43×4型矿用多级离心泵二台，MD85-43×5型两台，排水管采用一趟DN200，一趟DN100；由于我矿井下地质构造复杂，水质差，加之周边小煤矿较多，井下用水涌大，平均涌水量达9897.25 m/天；原采用底阀排水，存在灌引水、排空气困难、启动频繁，且每启动一次都需要重复灌引水、排空气，加之一旦出现突然停电容易冲坏底阀胶垫和底阀，增加了维修量和费用，同时也影响生产和危及矿山的安全。为了进一步提高水泵的工作效率，降低电耗和维修成本，将原来的有底阀改为无底阀排水，不但提高了水泵的工作效率、降低了电耗，还减少了水泵的维修量和维修成本。
1、无底阀排水的工作原理
离心式水泵主要由叶轮、泵轴、泵壳、轴承等部件组成，水泵启动前，先灌满引水，然后启动电动机。通过电机带动水泵叶轮旋转，产生离心力，叶轮内的水在离心力的作用下由水泵入口流向出口，经螺旋形扩散室进入排水管道后被排除。同时叶轮入口处因水被排出而压力降低，形成局部真空，吸水井中的水在大气压力的作用下，通过吸水管被压入叶轮入口，于是旋转的叶轮就连续不断地把水吸入和排出。常规的排水系统在水泵启动前，要求水泵泵体和吸水管处于真空状态，而安装在吸水管下端的底阀，其作用相当于一个单向阀，当水泵在灌引水和停止运转时，底阀关闭使泵体内的水充满泵体和吸水管而不会泄漏；当水泵运转后，泵内的水被排出而形成真空，使吸水井中的水在大气压力的作用下，顶开底阀阀芯，经吸水管被压入叶轮，从而使水不断地被吸入和排出。
所谓无底阀水箱排水装置，就是将水泵的底阀去掉，改为密封水箱，（如图1）。当水泵启动时，首先吸入水箱内的水，由于水箱内部的水在短时间内被排空，使水箱形成局部真空，从而使吸水井中的水在大气压力的作用下，通过吸水管被压入水箱，从而保证了水泵的正常排水。
观察及排污孔 滤网观察及排污孔 滤网水箱 排气阀 水箱 排气阀 引水阀 水泵 出水管 水箱支架吸水管出水管 水箱支架吸水管图1滤网 图2 滤网
2、无底阀水箱排水装置的结构特点
无底阀水箱排水装置由箱体、进水管、出水管、过滤网、排气阀、排污口等组成，如图2所示；制作水箱一般采用厚5～8mm的A3钢板制作，使用水箱可根据水泵的实际扬程来确定材料的厚度，若杨程较高的场所可使用较厚一点的材料，避免多次因水泵突然停电后高压水流反冲的冲击力和水箱因出现真空时大气压力对水箱的压力导致水箱焊接部位出现裂纹，使水箱无法正常工作。水箱的形状可制作成圆形和方形等形状，可根据使用地点的空间及水泵的大小来确定。根据使用经验水箱的容积一般达到2～3倍的吸水管容积即可满足实际使用要求，为保证水箱的密闭性，要求各焊接点要牢固、可靠、不漏气；同时箱体内部可加拉筋，以保证水箱的强度。为避免吸水管底部过滤器失效，应在水箱加装一个过滤网及观察口和排污口，以便于清理和排污，但要保证其达到密封要求。
3、无底阀水箱排水装置的应用效果
无底阀水箱排水装置在离心水泵上的应用效果主要有以下几点：
（1）由于矿井水中含有矿物质和大量煤泥沙石，长时间使用容易导致底阀腐蚀和损坏，特别是大型水泵，底阀体积大又笨重，加之井下条件差，环境恶劣；检修和更换底阀劳动强度大，还容易影响水泵的正常排水，无底阀水箱就不存在类似情况。
（2）运行中的水泵底阀经常会出现因质量问题导致损坏、吸入杂物和因突然停电或由于操作人员失误造成底阀密封损坏，灌不满引水而无法启动，无底阀水箱则不存在这种情况。
（3）由于无底阀水箱没有底阀相应减少了管道的阻力，降低了水泵自身的能量消耗，大大提高了水泵的工作效率；同时相对于有底阀排水泵而言，在相同的吸水高度的条件下，降低了水泵吸水口的真空度，减少了水泵运行中汽蚀现象的发生，降低了维修成本，就我矿中央水泵房主排水泵来说，在使用底阀时每年必须升井大修，检修时发现水泵首级叶轮及导叶因发生汽蚀现象造成叶轮及导叶损坏较为严重，而自使用了无底阀水箱排水装置以后，基本上2年升井大修一次，每年只需在井下进行小修和日常维护，大大降低了维修成本和 检修劳动强度。
（4）制作成本低，只需2～3个底阀的材料费用就可以保证长时间使用。
（5）节电效果好，据初步估算同型号水泵每小时可比用底阀节约电能10～14%左右。
（6）推广使用性强，目前我矿中央水泵房、五七采区主水泵房、1730水泵房、九采区C1、C2+
1、C7、C9煤层水泵房均使用该排水装置，使用效果非常理想。
结论：水泵无底阀排水装置在矿山排水实践应用中，通过近几年使用起
到良好效果，推行在五七采区1730水平水仓及一采区C19、C20煤层水仓排水系统中应用，减少操作工序及排水效率提高发挥了积极作用，为矿井提高抗灾能力提供了保障，是煤矿井下排水装置值得推广的技术。不足之处请予以指正！
参考文献：
(1)云南能源技术学院内部教材 张书征 邓开陆编 2005.12。
