矿山水泵运行现状及机械性能改造

马彦东

辽宁有色勘察研究院有限责任公司 辽宁沈阳 110000

1 改进矿山水泵的重要性

水作为矿井灾害中最严重的一种灾害，长期以来，关于防治矿井水灾的各种策略亦层出不穷。目前，在下山巷道掘进过程中，由于只是用了普通的单级水泵或者多级水泵，一旦水被抽干，就意味着水泵会吸入空气，无法吸水，遭遇水多的时候，就会使矿井中存在大量的水，从而影响矿井工作人员的正常施工，甚至影响其生命安全。本着安全生产，预防为主的原则，从矿山水泵的角度出发，了解其运行的现状，找到存在的问题，设计出更加安全可靠的水泵运行系统，才能更好地满足矿井开采需求，确保工作人员的生命安全。

2 矿山水泵运行现状

2.1 水泵运行工况效率低

调查显示，尽管矿山水泵本身的效率较高，但是，由于得不到有效地使用，从而使得其运行工况效率低，达不到生产的要求。王要是因为许多矿业集团所选用水泵的扬程高或流量太大，从而使得水泵的运行工况点偏离了工业利用区的经济合理段，没有发挥出高效泵的作用，也将不同程度地提高生产成本。

2.2 水泵自身效率低

目前，我国尚有许多矿山企业为了节省成本开支而没有对其机械设备及时进行技术更新，有许多矿并还使用老型号的低效泵。由于这些老型号的水泵本身效率就非常低，难以满足当今矿产开采的需求，从而使得并下作业员工的安全性得不到保障。此外，尽管有一些矿并虽然采用较先进的或型泵，然而，由于缺乏相关技术人才，不能及时检查和修理设备，导致机械损失、水力损失、容积损失加大，效率明显降低。

2.3 水泵管路效率低

许多矿山企业由于在生产工艺设计时没有充分考虑到矿山水泵管路效率的问题，而导致管路工作效率低下。王要是由于相关技术人员在进行排水管路与水泵匹配挑选时，不够合理，往往存在管径偏小或管路阻力偏大的现象。因为，矿山水泵的吨水百米电耗最低工况指的就是系统效率最大工况，然而，管理系统效率在工业利用区内随流量增加而增大，如果一味地以矿山水泵的工作效率最高点作为选择水泵的基本原则的话将不仅达不到降低能耗的目的，反而容易造成排水管路挂垢严重，使管路阻力增大，导致管路效率降低，并且影响到矿井下员工的人身安全。

3 矿山水泵机械性能改造

3.1 对水泵的内部损失进行控制

水泵的使用主要是通过将电机机械能转换为流体机械能的过程，在这个过程中是存在诸多形式的能量损失的，由于这些损失的产生过程是十分复杂的，水流流体的运动情况也是充满复杂性，对于这些损失的计算并没有精确的计算方法和计算结果，需要从影响这些损失出现的因素进行管理，来实现对其内部损失的控制。首先需要针对水泵的机械效率进行控制，水泵机械效率和泵机的叶轮具有的几何形状有着密切的关系。在进行具有高扬程水泵的设计中，想要实现机械效率的提高，就需要其转速较高并且叶轮的直径也比较小，还要尽可能的采用多级泵，或者合理的增加叶轮叶片出口的安装角，这样来有效的避免叶轮直径的过大，造成损失的增加，然后还要对水泵内部流动损失进行控制。为了避免其水泵内部的流动损失过大，在水泵的装配中要保证合理，其叶轮的出口和导水圈也要吻合，并且还要合理的确定其过流部件流速值，避免脱流情况的出现。

3.2 进行水泵的合理选型

水泵的节能效果受到诸多因素的影响，其和管网设计的合理性以及匹配性具有直接的关系，因此，在进行水泵的设计中一定要保证其流量以及扬程和管网需要的标准具有一致性。为了防止水泵额定参数比实际的运行参数过大而造成可靠性的降低，就需要根据实际的情况来采用切割叶片和更换叶轮的方法来对水泵实现有效的技术改造。在现阶段我国的矿山水泵使用中，水泵类型是十分繁多的，对于那些效率指标不高的水泵要进行及时的更换，还可以设计一些效率高的模型叶轮来对原来的叶轮进行更换，从而实现有效的节能目的。

3.3 水泵的调速节能

在水泵的运行过程中，往往存在一定的叶轮以及轴承的磨损情况，面对这种情况就可以采用变速调节的方式来进行减轻，这样就可以实现对设备使用性能的提高，改善其启动的性能。另外，还可以采用变频技术来对电机进行有效的调速。在水泵的设计中，由于层层的加码，会留有很大富裕量，这对能源的消耗是存在一定的浪费的。

3.4 机械密封的替换改造

为了满足矿井开采的需求，适应复杂苛刻的工作环境，需要了解矿山水泵能否适应十分恶劣的环境，在机械性能改造的时候更要注意这一点。为了保证水泵能够在抽真空等非正常操作环境中实现稳定工作，需要允许介质中含有比较多的固体成分和粉尘颗粒，同时还可以抗冲耐腐蚀。为了满足上述需求，可采用波纹管机械密封，这种密封的优势在于其性质是弹性的，而且采用的是S形焊接波纹管，强度高，稳定性好，具备优秀的性能，实现水泵的有效运转。

通过上述对策可知，为了提高矿山水泵的效率，就要提高其机械性能，从而达到节能的目的。矿山水泵的运行效率和自身效率得到提升，就可以使其符合矿井开采的实际需求，避免水灾导致的矿井灾害，确保作业人员的生命安全。

总之，矿山水性能和运行状况备受人们关注，目前其运行还存在很多问题，影响了矿井开采的质量，甚至威胁到作业人员的生命安全。因此，企业要加大技术突破力度，引进先进的技术和专业的技术人员，结合矿产实际情况和矿山水泵的实际运行情况，找到问题所在，认真分析原因，制定相应的解决措施，从而提高我国矿产开采的质量