汲水箱在矿井排水系统中的应用研究

赵聪章,周儒生

（1.新疆拜城天辰矿业有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆库车县煤炭工业管理局，新疆 库车842000）

汲水箱在矿井排水系统中的应用研究

赵聪章1,周儒生2

（1.新疆拜城天辰矿业有限公司，新疆 拜城842300；2.新疆库车县煤炭工业管理局，新疆 库车842000）

摘要：鑫源煤矿中央水泵房排水系统一、二号泵吸水管路过长，加上底阀的种种弊端，导致该泵房只有三号泵能排水，排水效率低。通过研究总结，使用简易汲水箱替代多级离心式水泵的底阀，实现了水泵无底阀运行。具有维护容易快捷、使用可靠、结构简单、制作方便等特点，应用效果良好，可推广应用。

关键词：排水系统；汲水箱；结构原理；效果

1　概况

鑫源煤矿+2050水平中央泵房三台主排水泵（D85-45×4）共用一个吸水井，由于中央泵房三台泵纵向排列安装，一号泵吸水管路因位置无法安装长期不能投入运转。二号泵排水量只能达工况流量的1/3，且二、三号泵经常因无法灌满引水（底阀泄漏）而无法正常工作，需经常性的拆卸维修或更换底阀，故障频率高，维修强度大。所以，由于矿井中央泵房一、二号泵吸水管路过长，加上底阀的种种弊端，一直以来，该泵房只有三号泵能排水，排水效率低。针对中央泵房及水仓实际现状和底阀一用多害，结合水泵的设计原理，进行分析研究，设计制作了汲水箱替代底阀，实现了无底伐排水。

2　汲水箱的结构参数及原理分析

2.1结构及参数

汲水箱结构及参数：汲水箱由箱体、进水管、出水管、真空表接口、自动排气阀和排污阀组成，如图1所示。汲水箱体用厚8毫米的A3钢板焊接而成。为达到密封效果，箱体及进水管、出水管等各处连接部位的焊缝都要焊接严密，密封良好，应达到相应的抗渗漏技术要求，保证无漏气现象出现。由于采用了汲水箱代替底阀（取消底阀），为防止杂物进入水泵，在吸水管进水口安装粒度不大于20毫米的滤罩，在汲水箱内进水口位置设置粒度不大于5mm的滤网，并在汲水箱上部正对进水口位置设置检查孔，便于清理滤网内的杂物。

2.2原理分析

有底阀水泵在启动前泵体和吸水管内注满引水，泵体内的水在叶轮离心力的作用下，经导流壳逐级加速经水泵排水口进入排水管，同时在水泵进水段形成真空，水仓中的水在大气压的作用下，通过底阀及吸水管进入泵体，形成连续排水。汲水箱替代底阀泵即将水泵吸水管底部为了起动前灌引水所装的单向逆止阀（底阀）去掉。汲水箱安装于泵与吸水管之间，初次使用打开水泵注水阀，排水管内的存水经注水阀、水泵到汲水箱。在汲水箱未注满引水之前，汲水箱无任何泄漏之处，且无因长期使用而产生泄漏故障。泵启动后泵体内的水在叶轮离心力的作用下，经导流壳逐级加速经水泵排水口进入排水管，汲水箱内的水进入泵体，在汲水箱内形成真空，水仓中的水在大气压的作用下，通过吸水管进入汲水箱，形成连续排水。

图1

3　应用效果

通过试用汲水箱代替底阀后，汲水箱的使用效果及优点主要体现在以下几个方面：（1）使用底阀的水泵常因底阀质量问题，加上杂物影响，使底阀密封不严、水泵灌不上引水而导致泵无法工作。汲水箱不存在这种情况，其本身是一个无底阀装置。（2）底阀在检修或更换的工作中，工作条件恶劣，劳动强度大；而汲水箱安装于水井之上，人员无须下到井底去处理；大大减小了维护的劳动强度。（3）由于汲水箱无运动阀件，减小了管道的阻力，降低能量消耗，提高了水泵效率，相对于底阀而增加了水泵的吸水高度。（4）相比较喷射泵无底阀排水而言，操作简便、运行平稳，在短时间内就能灌满水，使用方便。（5）节约了维修更换的费用。汲水箱的制作工艺要求不高，只要焊接处密封即可，材料也只要普通的低碳钢板，且无故障，维修费用与相应的底阀相比，仅是其十分之一以下。（6）稍加改造，就能实现自动化排水。（7）节能效果理想。通过实测，效率提高13.6%。（8）有效抑制了汽蚀现象，延长了水泵使用寿命。（9）实用性强。排水系统经改造，运行平稳，效果很好。投入使用后没有出现一次因汲水箱问题而影响正常排水的现象。

作者简介：赵聪章（1966—），男，甘肃人，助理工程师。