矿山排水节能技术与实践

张继斌

摘 要：在矿山开采过程中，产生的工业废水需要经过一定的处理之后才能排到作业面以外，从而保障作业面的安全。在排水的过程中，水泵设备是主要的能源消耗之一。结合相关工作经验，对矿山企业排水节能技术进行了深入探讨，主要从节能排水的意义和具体的节能措施两方面进行了详细的分析。

关键词：矿山开采；节能排水；水泵设备；节约能耗

中图分类号：TD744 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0035-02

1 排水节能的意义

随着我国经济建设的快速发展，矿山工业在国民经济中的地位越来越重要，但不容忽视的是，与之相关的生态环境问题和能源利用问题也日渐凸显，这些问题成为制约矿山开采企业效率的关键因素。在地下矿资源开采的过程中，会产生大量的工业废水，对工业废水进行处理并合理地排放对于矿业开采和环境保护而言是极为重要的一项措施。同时，矿井水的及时排放也有利于保障地下开采作业的安全性。据相关数据统计，在我国各地的煤矿开采项目中，每年需要排出约2.2×109 m3的矿井水，大重型煤矿每年排放的矿井水就达到约1.5×109 m3，这个量相当于每开采1 t煤就要排放3 m3的矿井水。而在一些地下水资源充沛的大水矿区，每开采1 t煤甚至要排放出10 m3以上的矿井水。

在矿井水的排放和处理过程中，水泵是应用最多的设备之一，也是单机联系运转时间最长、耗电量最大的设备。因此，矿山排水能否做到节能，在很大程度上是要看水泵设备能否经济、节能地运行。而且，对于多数矿业开采项目而言，因地下环境复杂，涌水量多且不均匀，地下排水系统也就相应复杂，变化量大，这就导致各排水设备余量大。另外，管路的布置又容易受到地下开采作业巷道的影响，由此增加了管道的长度和能量损失，水泵设备有很大一部分功效会因此而产生浪费。再有，矿山开采企业员工的生活和生产用水，也需要用循环泵来进行加压处理。在提倡节能环保的今天，综合解决矿山开采过程中生活、生产用水的排放，在降低能耗的同时提高水泵设备的利用效率，不仅会给企业带来实质性的经济效益，而且对于社会的可持续发展来说，更是必不可少的举措之一。

2 排水用泵节能的应用

2.1 采购优质、高效的设备

要想实现排水节能，无论是电机还是水泵，都要选择技术先进且效率高的，从而提高排水系统的整体效率。近年来，各行各业在市场经济中都有了突飞猛进的发展，水泵的铸造技术和质量也不例外。水泵的铸造水力模型的水力尺寸大小会直接影响到水泵工作时的性能参数大小，甚至是各零部件表面的粗糙程度，也和水泵的效率指标有一定的关系。因此，企业在采购水泵设备时，一定要在懂行情、了解水泵工作原理的基础之上选择优质产品，选择技术先进且制造精密的水泵，以此来提高工作效率，达到经济节能的目标。

2.2 水泵运行节能技术的分析

水泵运行的工况是否处于最高效率点，水泵的运行工况能否满足实际需求并与之相匹配，水泵系统的定期检修能否使其处于最佳的工作状态——以上这几点都与水泵运行效率的高低有着直接的关系。针对这几点工作完善其研究和管理，对于矿山用泵节能工作是非常有益的。企业应当安排设备管理人员，定期对水泵性能进行测试，以便于随时掌握水泵的运行状况，从而对机组设备的运行进行经济性分析和评价，找出运行效率低的原因，并及时采取相应的措施，从而提高水泵的经济运行效率。另外，在水泵运行时，要尽量减少并联运行，尤其是单管并联运行，因为它会严重增加阻力；要避免放气不彻底或是吸程过大运行， 以防止水泵产生汽蚀、喘振等故障，降低排水效率；要注意水泵避峰运行，以降低电费。通常情况下，水泵功率大时，避峰运行效果较佳。

2.3 重视管道的安装和维护

排水管道的合理安装与日常维护管理，也是确保排水系统节能的重要措施。安装管道时，应选择合理的管路截面积和流速，并采购内表面光滑的管道，从而降低管道排水过程中的摩擦损失。管道的走向布置要合理，既要躲开施工作业面，避免作业过程中对管道产生的破坏，同时又要尽可能地减少管道弯头的角度和数量。在需要拐角处，可安装适当弯曲半径的机制弯头或渐变三通，避免使用直角三通或肘形弯头，应将进出水口做成喇叭状，从而保证管路接头的密封性和光滑程度。管道布置完成之后，要加强对管路的支撑，避免管道内压力波动带来的管道破坏，这些措施都能够在一定程度上降低管理的局部阻力，从而节约能耗。另外，管道的日常巡查和维护工作也不可小觑，否则，排水系统工作时间久了，各种因素都会导致管道堆积或是泄漏、弯折，从而降低工作效率。

2.4 设备的检修和维护

应定期对水泵设备进行检修，以提高工作效率。水泵的机械效率与液体介质、水轮表面的摩擦损失、水泵轴承摩擦损失等因素有关；水泵的容积效率与叶轮、壳体间隙增大、回流增大、轴封等泄漏损失有关。因此，在掌握了设备的工作原理和问题产生的原因之后，要定时对水泵系统进行检修和维护，更换磨损的零配件，降低摩擦和泄漏，这是提高水泵工作效率、节约能耗的有效措施。

2.5 建立严格的现场用水管理制度

矿业开采现场要建立严格的节约用水管理制度，提高职工节约用水的意识，尤其是要节制生活区的用水浪费情况，建立用水分配、使用、计量、考核、奖罚制度和工业洗煤水的循环利用制度，提高水资源的重复利用率，降低资源消耗。矿区地下排水节能还要考虑到地表水的防治，应避免矿井水排水量增大。对于作业面采空区的地表沉陷和裂缝等，要及时进行填塞，以防止河流水和附近水库水源流到井下，进而增加排水的成本。

3 结束语

矿产资源开采效率过低，矿区生态环境破坏严重是我国矿业发展中所面临的两大重要问题。对于矿产开发企业来讲，在今后的发展过程中从根本上认识节能、降耗的重要作用，不仅有利于社会的可持续发展，与企业自身也有着直接的利害关系。企业应从项目的方案设计、设备采购和运行管理等多个环节入手，将节能理念深入贯彻到项目开展的每个细节管理中去，这样才能提高工作效率，节约能耗，从而为企业乃至社会创造更大的价值。

参考文献

[1]王柏华.矿山水泵系统经济运行评价分析[J].矿山机械，2005（2）.

[2]杨淑平.浅谈矿井排水设备的效率和节能[J].中州煤炭，2004（2）：20-22.

[3]李甲亮，姜军，王亚博.煤矿矿井水资源与循环经济[J].能源环境保护，2004（2）：20-22.

〔编辑：曹月〕