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煤矿井下排水系统的组成及结构

来源:智能电力网 时间:2021-05-24 18:52:54 发布信息

煤矿井下排水系统主要结构

   煤矿井下排水系统的结构主要包括离心泵、射流泵、闸阀、止回阀、管道和压力表,另外排水电气控制系统则主要包括防爆电动机、磁力启动器、高低压开关柜以及软启动器等。

  (1)离心式水泵:煤矿井下排水系统中主要排水设备有很多种,其中我国矿井中最为常用的是离心式水泵。离心式水泵的主要工作原理是叶片在电动机的带动下进入高速旋转模式,此时矿井下的液体就会顺着排水管排出水仓,在开启电动机之前应该确保其吸水管和叶轮内部都已灌满液体,开启电动机后液体跟随叶轮做高速旋转运动,高速旋转的液体在离心力的作用下做离心运动脱离泵体,最后在出水口聚集沿出水口流出矿井。


  (2)闸阀:闸阀的位置位于止回阀的右下方,是排水管路上的重要结构。对于闸阀来说,作用主要包括:

  第一,控制通过离心泵排出井下水的相关参数,例如单位时间的排水流量以及离心泵排水扬程等。

  第二,在将离心泵开启时,应该保证闸阀是关闭状态,这样在启动电机时,通过电机的电流会降低,电机运转负载相应下降,泵轴功率也会相应下降。闸阀在开启和关闭时所受压力较小,且在安装过程中不需要核对方向问题,安装简单,不存在安反等情况,如果有必要排水量和扬程还可以随意调节。但闸阀也存在一些劣势问题:例如闸阀的体积通常较大,且闸阀内部密封面较易受损,闸阀的内部结构十分复杂,一旦出现问题,维修成本相对较高。


  (3)逆止阀:排水系统中安装逆止阀能够有效防止水在下落过程中降速过快,导致下降时高速流水对水泵和管路产生过大的冲击力。如果水泵在运行过程中突然停转,逆止阀会迅速感应并自动返回到关闭状态,这样管路中的水不会形成高压,降低了水泵和管路受破坏的可能性。


  (4)压力表与真空表:安装在排水系统中排水管路上的表是压力表,通常来说排水系统中主排水管路和分排水管路都会安装一个压力表,这样能够及时的测量出各个管路中水压的大小。而安装在水泵和吸水管上的是真空表,真空表的主要作用是监测排水系统运行过程中吸水管的真空度。


  (5)射流泵与真空泵:在排水系统进行水下排水时,首先要保证泵腔内和吸水管内都已注满水后才能启动离心泵,只有这样才能保证水泵能被正常启动。相反,如果泵腔内和吸水管内没有注满水,还存在空气,吸水管内部与水仓的压力就是相同的,吸水管内水压较大,外部的水就不会被压入吸水管内部。水泵运行时候就会出现水量不足的情况,产生的热量就会影响到水泵的正常使用寿命。另外在对真空泵进行抽空时通常使用射流泵,具体操作过程是在主排水管路上加开一条旁路,利用射流泵带动泵内空气流动,在高速射流的带动下,会形成“虹吸”,水流会逐渐由水仓被吸入到吸水管和泵腔内部。值得注意的是,真空泵和射流泵的工作原理存在一定的差异,通常情况下,人们选择使用射流泵为排水系统进行抽真空,而选择真空泵为辅助抽空装置。


  以上五部分为煤矿自动排水系统的主要组成部分,并且当前为了实现节约能源以及降低排水系统水泵停止时管路中的水流以过快的速度流向底阀,造成事故现象,大多数煤矿都选择使用无底阀排水系统。


煤矿井下自动化排水系统组成

地面控制中心

  地面控制中心是煤矿井下自动化排水系统的重要组成部分,它通常设置在调度中心内部,并选择高性能的工控机作为自身的操控台对煤矿井下的所有水仓和相关设备进行监控。另外,地面控制中心还负责向控制器中传达相应的参数和命令,以及数据图形报表的储存和展示等。


以太网络控制中心

  以太网络控制中心是为了适应数字化矿山建设和自动化排水需要建设的控制中心,当前我国一些矿山中的以太网络控制中心以太环网带宽已经可以达到千兆以上,各个不同的监测分站能够通过光纤工业以太网实现与地面控制中心的通信与连接。


水仓检测控制系统

  我国煤矿井下排水水仓按照水仓类型划分可以分为小水仓和中转水仓,其中小水仓内部的积水可以通过水泵作用排入到中转水仓内,中转水仓中水积攒到一定程度后可以使用大功率的水泵,将水排入到主水仓中。


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