矿井排水节能对策研究

张成春

摘 要：矿井排水是确保矿井安全生产的重要条件，它对保障矿井职工生命财产安全有着重要的意义。矿井排水系统是将矿井水通过一定的排水系统排到地表，减少矿井水带来的危害。以前煤矿井下排水系统大多都是采用继电器控制方法，人工监测，这种方式不仅控制系统复杂，线路过长，造成设备可靠性低，耗电量大，造成了资源的浪费，同时排水管水垢缺乏清理，日积月累影响排水效率，加之水泵的老化等因素，嚴重降低水泵的工作效率，故文章主要论述，如何在设备安全工作的同时，最大限度地提高设备的综合效率，达到节能的目的。

关键词：矿井排水；节能；对策

1 认识矿井排水的现状

矿井排水主要依靠排水系统，排水系统较为复杂，水泵运行耗电量一般都较大。据统计，每年全国煤矿平均耗电量排水设备占大约百分之三十，同时随着涌水的增加，用电量随之增长。煤矿排水系统采用继电器控制，其线路复杂，容易造成线路破损，同时随着水泵的使用，设备会慢慢老化，效率降低，增加耗电量量。井下工作环境比较恶劣，排水管容易被污泥堵塞，如不及时地清理，将增加排水管路阻力且降低水泵的运行效率，这是排水系统耗电量大的重要原因。

2 矿井排水节能的意义

矿井排水系统的任务就是将矿井水排出地面，以保证矿井生命财产安全，排水系统不能正常运行，轻则影响矿井正常的生产，重则发生淹井事故，给矿井造成无法估量的损失。由于矿井排水设备较多，耗电量较大，所以必须提高水泵运行效率，正确选择水泵，设计合理的排水系统，制定矿井排水节能管理制度，减少能源浪费，就显得至关重要。在矿井排水过程中，能源消耗大，同时矿井排水系统是矿井安全生产重要环节，故做好矿井排水节能工作，对于提升矿井经济效益和企业发展有着重大意义。

3 矿井排水节能的对策

3.1 更新排水设备

合理选取排水装置及管路、实现设备高效运行是实现排水节能的根本途径。矿井排水系统要求排水泵具有耐腐蚀和耐磨损性，矿井必须引进先进、高效排水设备，定时地维修水泵，及时地清理泵内及管路水垢，防止堵塞。如果清理不及时，水垢越积越厚，将影响水泵运行效率，造成资源浪费。目前国内主要排水系统使用的是继电器控制法，采用用人工检测，而国外发达国家已采用PLC控制与变频控制相结合的方式，可以很好的弥补传统继电器的不足和缺陷，实现了远程监控，提升了自动化控制水平，最终实现无人值守，提升了经济效益，保证了安全生产。该系统能帮助工作人员及时了解设备的具体状况，利用最少的资源进行系统维护。该系统主要是由电动闸阀、电动球阀、配水电动闸阀、变频器和PLC组成，它拥有先进的计算机系统，对排水系统进行实时监测监控，在第一时间内帮助技术人员做出正确的判断，利用PLC对排水系统进行远程遥控，该系统可以直接接入以太网，构成自动化系统，同时它还支持多种图形格式，配备简便的绘图工具，可以方便快捷的模拟各种工作（故障）状态，它还可以存储各种历史数据，可以方便工作人员利用历史数据进行设备运行状态分析，它可以及时、准确地了解系统各设备的运行情况，从而制定科学的检修计划。这种自动化排水系统是各种管理设备的综合体，它集合了监控技术、传输技术和软件技术等，排水系统的节能自动控制必将带来矿井排水系统控制方式的全新的方式和理念，根据管路特性确定匹配的水泵，使水泵工作在最佳工况点，这些都可以间接地提高水泵工作的可靠性和效率，达到节能的目的。

3.2 提高井下水资源的综合利用

从煤矿井下排出的矿井水，经处理后可作为井下消防、防尘用水，也可用于地面草地绿化带的浇灌，恢复生态。矿井水是由地表水慢慢渗透至地下，或者是由地下水汇聚在一起，所以矿井水是我们需要的淡水资源，同时也是一种特殊的水资源。由于我国现在地表水的不断污染，部分地方已严重缺水，有资料显示，我国每年矿井排水量大约两亿吨，其中三分之二都是中性水，若是可以突破矿井水的处理方法，把它处理后可以饮用，必将缓解缺水地区对地表水的依赖。但是由于我国的水处理技术尚处于起步阶段，同时人们对矿井水的认识不够，很少考虑将矿井水进行综合开发和利用，大部分矿井将矿井水白白排掉，而没有加以综合利用。我国目前矿井水资源利用率只有百分之二十左右，有些地方的煤矿对水资源利用率更低。矿井水资源的浪费，增加了企业成本，随处排放矿井水还会造成地面水土资源的恶化。由于地面水污染处理成本高，而矿井水来自地下水，处理成本较低，是一项前景广阔的项目。矿井水资源化可以开辟新的水源，减少淡水资源的开发，将会对全球水资源短缺的现状有着很大的缓解作用，同时可以减少长距离调水，解决矿区缺水的问题，并且可以减少对水土的污染，实现经济效益的增长。

3.3 利用不同的排水方式

矿井可根据不同的情况设计不同的排水方式，只有制定合适的排水方案，才能用最少的耗电量来完成排水任务。矿井排水方式一般分为：压入式、吸入式和吸压并存排水方式。当被排水的高度高于水泵的吸水口高度时，采用压入式排水法，这样水泵启动时，只需启动电动机，慢慢打开排水侧的闸阀，而不需引水装置引水，就可以排水了。采用吸入排水方式，将会增加排水泵的扬程，耗电量也会相应增加，而且启动缓慢。当水面低于水泵的吸水口高度，这时候就要用吸入式排水法，在电机启动前需先启动引水设备，就可以通过引水装置把水灌满水泵。同时排出两个不同高度的水仓，较高的要压入式排水法，较低的就要用吸入式排水法，同时发挥两种方法的优势，两种方法相互弥补，可以减少启动程序，降低设备的故障率。根据矿井实际排水的需要采用不同的排水方式，这样可以节省电能和人力。

4 结束语

排水系统节能可以通过多种方式实现：设备的节能、矿井水的后续使用等，其高效运行直接关系到煤炭企业的运营成本，必须引起煤炭企业的高度重视。现国家大力提倡节能减排，故矿井排水系统节能新技术的应用符合社会发展的趋势，煤炭企业要顺应节能减排的趋势，降低能源消耗，落实可持续发展观，处理好对环境的污染问题，引进先进的节能排水系统和节能改造。

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