汲水箱在礦井排水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

趙聰章,周儒生

（1.新疆拜城天辰礦業(yè)有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆庫車縣煤炭工業(yè)管理局，新疆 庫車842000）

汲水箱在礦井排水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

趙聰章1,周儒生2

（1.新疆拜城天辰礦業(yè)有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆庫車縣煤炭工業(yè)管理局，新疆 庫車842000）

摘要：鑫源煤礦中央水泵房排水系統(tǒng)一、二號(hào)泵吸水管路過長(zhǎng)，加上底閥的種種弊端，導(dǎo)致該泵房只有三號(hào)泵能排水，排水效率低。通過研究總結(jié)，使用簡(jiǎn)易汲水箱替代多級(jí)離心式水泵的底閥，實(shí)現(xiàn)了水泵無底閥運(yùn)行。具有維護(hù)容易快捷、使用可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便等特點(diǎn)，應(yīng)用效果良好，可推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：排水系統(tǒng)；汲水箱；結(jié)構(gòu)原理；效果

1　概況

鑫源煤礦+2050水平中央泵房三臺(tái)主排水泵（D85-45×4）共用一個(gè)吸水井，由于中央泵房三臺(tái)泵縱向排列安裝，一號(hào)泵吸水管路因位置無法安裝長(zhǎng)期不能投入運(yùn)轉(zhuǎn)。二號(hào)泵排水量只能達(dá)工況流量的1/3，且二、三號(hào)泵經(jīng)常因無法灌滿引水（底閥泄漏）而無法正常工作，需經(jīng)常性的拆卸維修或更換底閥，故障頻率高，維修強(qiáng)度大。所以，由于礦井中央泵房一、二號(hào)泵吸水管路過長(zhǎng)，加上底閥的種種弊端，一直以來，該泵房只有三號(hào)泵能排水，排水效率低。針對(duì)中央泵房及水倉實(shí)際現(xiàn)狀和底閥一用多害，結(jié)合水泵的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)制作了汲水箱替代底閥，實(shí)現(xiàn)了無底伐排水。

2　汲水箱的結(jié)構(gòu)參數(shù)及原理分析

2.1結(jié)構(gòu)及參數(shù)

汲水箱結(jié)構(gòu)及參數(shù)：汲水箱由箱體、進(jìn)水管、出水管、真空表接口、自動(dòng)排氣閥和排污閥組成，如圖1所示。汲水箱體用厚8毫米的A3鋼板焊接而成。為達(dá)到密封效果，箱體及進(jìn)水管、出水管等各處連接部位的焊縫都要焊接嚴(yán)密，密封良好，應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的抗?jié)B漏技術(shù)要求，保證無漏氣現(xiàn)象出現(xiàn)。由于采用了汲水箱代替底閥（取消底閥），為防止雜物進(jìn)入水泵，在吸水管進(jìn)水口安裝粒度不大于20毫米的濾罩，在汲水箱內(nèi)進(jìn)水口位置設(shè)置粒度不大于5mm的濾網(wǎng)，并在汲水箱上部正對(duì)進(jìn)水口位置設(shè)置檢查孔，便于清理濾網(wǎng)內(nèi)的雜物。

2.2原理分析

有底閥水泵在啟動(dòng)前泵體和吸水管內(nèi)注滿引水，泵體內(nèi)的水在葉輪離心力的作用下，經(jīng)導(dǎo)流殼逐級(jí)加速經(jīng)水泵排水口進(jìn)入排水管，同時(shí)在水泵進(jìn)水段形成真空，水倉中的水在大氣壓的作用下，通過底閥及吸水管進(jìn)入泵體，形成連續(xù)排水。汲水箱替代底閥泵即將水泵吸水管底部為了起動(dòng)前灌引水所裝的單向逆止閥（底閥）去掉。汲水箱安裝于泵與吸水管之間，初次使用打開水泵注水閥，排水管內(nèi)的存水經(jīng)注水閥、水泵到汲水箱。在汲水箱未注滿引水之前，汲水箱無任何泄漏之處，且無因長(zhǎng)期使用而產(chǎn)生泄漏故障。泵啟動(dòng)后泵體內(nèi)的水在葉輪離心力的作用下，經(jīng)導(dǎo)流殼逐級(jí)加速經(jīng)水泵排水口進(jìn)入排水管，汲水箱內(nèi)的水進(jìn)入泵體，在汲水箱內(nèi)形成真空，水倉中的水在大氣壓的作用下，通過吸水管進(jìn)入汲水箱，形成連續(xù)排水。

圖1

3　應(yīng)用效果

通過試用汲水箱代替底閥后，汲水箱的使用效果及優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）使用底閥的水泵常因底閥質(zhì)量問題，加上雜物影響，使底閥密封不嚴(yán)、水泵灌不上引水而導(dǎo)致泵無法工作。汲水箱不存在這種情況，其本身是一個(gè)無底閥裝置。（2）底閥在檢修或更換的工作中，工作條件惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大；而汲水箱安裝于水井之上，人員無須下到井底去處理；大大減小了維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）由于汲水箱無運(yùn)動(dòng)閥件，減小了管道的阻力，降低能量消耗，提高了水泵效率，相對(duì)于底閥而增加了水泵的吸水高度。（4）相比較噴射泵無底閥排水而言，操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行平穩(wěn)，在短時(shí)間內(nèi)就能灌滿水，使用方便。（5）節(jié)約了維修更換的費(fèi)用。汲水箱的制作工藝要求不高，只要焊接處密封即可，材料也只要普通的低碳鋼板，且無故障，維修費(fèi)用與相應(yīng)的底閥相比，僅是其十分之一以下。（6）稍加改造，就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排水。（7）節(jié)能效果理想。通過實(shí)測(cè)，效率提高13.6%。（8）有效抑制了汽蝕現(xiàn)象，延長(zhǎng)了水泵使用壽命。（9）實(shí)用性強(qiáng)。排水系統(tǒng)經(jīng)改造，運(yùn)行平穩(wěn)，效果很好。投入使用后沒有出現(xiàn)一次因汲水箱問題而影響正常排水的現(xiàn)象。

作者簡(jiǎn)介：趙聰章（1966—），男，甘肅人，助理工程師。