矿井排水设备..课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,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,m,3,/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。,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,995410052N,m,3,。,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。,为防止酸性水腐蚀排水设备，在煤矿，一般,pH5,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,CaC0,3,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。,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。,四、矿用水泵简介,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。,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。,目前我国煤矿采用最多的是离心式水泵，,图,61,为单级离心式水泵的简图。,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：,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,100,m,。,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,62,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。,(2),按叶轮吸人方式分类：,单吸式叶轮，一侧有吸人口，为单面吸人。,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：,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。,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：,卧式泵，轴水平放置。,立式泵，轴垂直放置。在井筒掘进等处，要求占地面积小时,多用此种。,二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,(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。,图,62,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,主要构造部件,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。,叶轮。,叶轮是使水增加能量的唯一部件。,图,63,闭式及半开式叶轮,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,64,所示。,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,65,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。,(2),密封装置,。,（,3,）轴向推力平衡装置,对于双面吸入的叶轮,(,图,69),及对称排列的叶轮,(,图,610),，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,611,所示。,平衡盘,也是装在末级叶轮之后，用键固定在轴上，如图,612,所示。,三、水泵的常见故障与维修,水泵运行中的故障分为腐蚀和磨损、机械故障、性能故障和轴封故障四类。这四类故障往往相互影响，难以分开，如叶轮的腐蚀和磨损会引起性能故障和机械故障，轴封的损坏也会引起性能故障和机械故障。,1,腐蚀和磨损,腐蚀的主要原因是选材不当，发生腐蚀故障时应从介质和材料两方面人手解决。,磨损常发生在输送浆液时，,主要原因是介质中含有固体颗粒。对于易损件，在磨损量达到一定程度时应予以更换。,2,机械故障,振动和噪声是主要的机械故障。振动的主要原因是轴承损坏，或出现汽蚀和装配不良，如泵与电动机不同轴，基础刚度不够或基础下沉、配管蹩劲等。,3,性能故障,性能故障主要是指流量和扬程不足、泵汽蚀和驱动电动机超载等意外事故。,轴封故障主要指密封处出现泄漏。填料密封泄漏的主要原因是填料选用不当、轴套磨损。机械密封泄漏的主要原因是端面损坏、密封圈被划伤或折皱。,4,轴封故障,离心水泵常见的故障及处理方法见下表。,离心泵常见的故障及处理方法：,矿井通风 机,一、矿内空气与矿井通风的基本任务,1,、矿井通风的基本任务,连续不断地供给井下足够的新鲜空气；把有害气体和悬浮的矿尘冲淡到安全浓度以下，并排出矿井；为井下创造良好的气候条件。,2,、矿井中的有害气体,矿内空气中常见的有害气体，就其危害而言可分为：窒息性气体：氮、二氧化碳、瓦斯；有毒性气体：一氧化碳、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氨；爆炸性气体：瓦斯、氢；它们的基本性质、对人的危害、来源及安全浓度等见附表：,对有害气体的防治措施主要有：,加强检测，以便及时发现问题，及时进行处理。加强通风。用适量的风量将各种有害气体冲淡到安全浓度以下。如果某种有害气体储量大，可以采取抽放的办法。通风不良的或不通风的巷道、应在其出口处设置栅栏，并挂上“禁止人内”的警示牌。预防,煤炭,自燃和矿内火害，以及瓦斯、煤尘爆炸。遵守放炮规程，采用水炮泥，既可消焰降尘，又可减少二氧化碳。喷雾洒水是降低二氧化氮、硫化氢、二氧化疏及二氧化碳含量的有效措施。中毒急救：,a,、将中毒者或窒息者移到新鲜风流巷道中或地面、对昏迷假死者，清除口中堵塞物，解开上衣；对,氧化碳中毒者注意保暖。,b,、人工呼吸或输氧。,氧化碳中毒者在纯氧中可掺入,5-7,的二氧化碳促进恢复呼吸功能；二氧化氮、硫化氢、二氧化硫中毒者只能用拉舌法或活动上肢法进行人工呼吸。,c,、药物治疗，粘膜受害时，用,l,硼酸水或弱明矾水冲洗眼、漱口，并饮用牛奶、蜂密减轻刺激；硫化氢中毒时可用浸有氯水的毛巾或棉花，放在患者鼻、口旁，也可给患者喝少许稀氯水溶液解毒。,3,、,煤矿安全规程,的相关规定,采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于,20,，二氧化碳浓度不得超过,0.5,。矿井需要的风量按井下同时工作人的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于,4m,3,。必须按实际供风量核定矿井产量,(,不得超风生产,),。采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷风速不得低于,0.25m,s,，掘进中的岩巷和其它通风行人巷道不得低于,0.15m,s,，矿井必须建立测风制度，每,10,天进行,1,次全面测风：对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，应根据测风结果采取措施，进行风量调节。矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表。,二、矿井通风系统,1,、矿井必须有完整的独立通风系统。,其内容包括：,地面安装有主要通风机；有进、回风井筒；保证井下有足够的风量；进回风巷道有足够风流畅通的断面；有控制风流流向的通风设施。,2,、串联通风与并联通风：,规程,规定矿井的生产水平和采区，必须实行分区通风，采掘工作面都应实行独立通风。采掘工作面采用串联通风的次数不得超过,1,次；且在进入被串联的工作面的风流中装设甲烷断电仪，瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过,0,5,。开采有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出危险的煤层时，严禁任何两个工作面之间串联通风。,严禁全矿井串联通风,(,即“一条龙”通风,),。,（,1,）串联通风的风阻等于各串联巷通风阻之和，风量不变，因而增加了通风的阻力和通风难度。（,2,）被串联工作面的空气质量无法保证，有害气体和粉尘浓度增加。（,3,）一旦前一个工作面发生火灾、瓦斯煤尘爆炸与瓦斯突出事故会直接危害被串工作面，扩大灾害的范围。,3,、串联通风的危害是：,4,、老塘通风：,指进、回风流部分或全部经过采空区的通风方式。老塘通风危害很大，它能使采空区残煤加速氧化发生自然发火，还能将采空区的瓦斯等有毒有害气体带或稀释到爆炸浓度，发生瓦斯爆炸事故，因此井下严禁老塘通风。采掘工作面的进风和回风都不得经过采空区和冒顶区。,5,、原煤炭部在,关于强化一通三防工作，控制瓦斯煤尘事故的通知,中要求：,井下要消灭不符合,规程,规定的串联风、循环风、,利用,老塘通风和微风、无风作业。,6,、扩散通风只适应于在进风流中而无瓦斯涌出的长度不超过,6,米、人口宽度大于,1,5,米的硐室。,7,、主要通风机的安装与管理要求：,矿井必须采用,机械,通风；主要通风机必须安装在地面；必须保证主要通风机连续动转；严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用；装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每,6,个月检查维修,1,次；每月检查,1,次主要通风机；生产矿井的主要通风机必须装有反风设施，并能在,10min,内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的,40,；每季度应至少检查,1,次反风设施，每年应进行,1,次反风演习。因检修、停电或其它原因停止主要通风机运转时，必须