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摘 要 阐述了-330水平总回风巷内排水情况及改造方案的选择，对改造后的排水系统构成及工作原理进行了介绍，说明了改造后的排水系统的优越性。
关键词 总回风巷 风动潜水泵 自动控制
【中图分类号】X752
0引言
新陆煤矿-330总回风巷肩负着-330以下各水平回风任务，但此段总回风巷里部高程较低，外部高程较高，高差1.8m，当前采取自流放水方式，所以-330水平的涌水都聚集在回风巷里部。倘若排水不及时会导致-330水平总回风巷堵塞，使-330水平总回风巷无法与-275暗回风井正常联通，进而导致风流停滞，造成瓦斯积聚，給矿井安全生产带来巨大隐患。改造前的排水设备为电动机拖动水泵，动力电缆敷设在-330水平总回风巷内，不符合《煤矿安全规程》第466条规定“在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆”的要求；同时，总回风巷内的各种有毒有害气体，也为在回风巷中工作人员的健康和安全带来了极大隐患。为此，新陆煤矿对-330水平总回风巷里部原有的排水系统进行了改造。方案一采用在回风巷一侧拉底开沟，使-330水平总回风巷里部高于外表，涌水向外流至下一水平，此方案，可彻底解决-330水平总回风巷里部积水问题，但-330水平回风巷长320米，回风巷里部与外部高差1.8米，施工难度大，工程量也较大，故未采用。方案二使用FQW15-70/C-K型风动潜水泵代替了电力拖动水泵，将回风巷里部积水排至下水平水仓。此方案工程量小，只需安装两台风动潜水泵以及在平巷内敷设两条排水管路，还可利用高低水位控制风路的关断，实现风动水泵自动控制，可消除电气设备失爆的隐患，同时，还降低了维修量及水泵司机到回风巷内工作频率，大大提高了人身安全。
1排水系统构成
主要由FQW15-70/C-K型矿用风动潜水泵、自动控制部分、排水管路、压风管路等组成。
1）、FQW15-70/C-K型矿用风动潜水泵：该泵由风马达、水泵、管接头盒消音器等四部分组成。FQW15-70/C-K 型风动潜水泵额定流量15m3/h，额定扬程70m，耗气量4～6m3/min。
（1）风马达部分：由一对工作齿轮、机座、一对轴承座、主从动轴、压盖、轴承、密封座等零部件组成，工作时压缩空气自进气口经过滤网进入齿轮齿槽，推动齿轮旋转，动力由主动轴传出，密封座壮密封圈将水和压缩空气分开。
（2）水泵部分：由泵体、叶轮、进水口、防污罩等组成，泵体紧固于风马达机座上，叶轮紧固于风马达输出轴上，调整进水口和叶轮之间隙0.3～0.5mm。风马达带动叶轮旋转，污水自进水口吸入压入泵体的蜗道，从出水口流出。
（3）管接头部分：由快速组合接头和快换接头两部分组成，快速组合接头装在出水口处，快换管接头装在进气口处。
（4）消音部分：消音器由钢管小孔和隔音材料组成，装于风马达的出口处。
2）、机械自动控制部分 ：由液控单向阀、高压球阀、可伸缩杆、杠杆、浮球等组成。
液控单向阀工作原理，当控制口K不通压力流体时，油液只能从P1到P2；当控制口K通压力流体时，P1与P2互通。
3）、排水管路由Φ108×6无缝钢管、DN100凸面环式平焊法兰盘、M16×95螺栓、M16螺母组成。
4）、压风管路由DN25高压橡胶管、DN100×DN25变径、高压球阀组成。
2排水系统工作原理
1）、FQW15-70/C-K 型风动潜水泵是一种以压缩空气为介质， 通过喷管进入齿轮齿槽旋转作功， 泵轴随之高速回转带动泵水轮排水。回风巷内积水由风动潜水泵通过Φ108×6无缝钢管经-330水平回风巷排至-330～-440老猴车巷道，再经自流方式至-600水仓。
2）、机械自动控制系统由液控单向阀、高压球阀、伸缩杆、杠杆、浮球等组成，如图1。G1、G2为高压球阀，其中G2只有水位在L1以下时才开启，其余水位时为关闭状态。当水位上涨高于L5时，G1在1#浮球、伸缩杆及杠杆的作用下开启，液控单向阀K端得到压力，推动液控单向阀阀芯开启， P2端与P1端连通，风动潜水泵开始工作，进行排水。水位开始下降，此时杠杆不动作，伸缩杆随浮球下降而伸长，当到达L2水位时，可伸缩杆不再伸长，G1关闭。此时G2处于关闭状态，由于G1于K之间管路内尚有压力，阀芯仍处于开启状态，所以水泵继续工作。当水位下降至L1时，2#浮球带动杠杆，将G2开启，G1于K之间管路开始泄压，当压力泄至无法驱动液控单向阀阀芯时，P1与P2之间关断，风动潜水停止工作。当水位上涨至L1时，2#浮球带动杠杆将G2关断。水位继续上涨，涨至L2时，1#浮球开始压缩可伸缩杆，直至水位到达L5时，G1开启，水泵开始工作。
3改造后的技术经济性能比较
1）、改造后的排水系统无电气设备，故无需铺设电缆，符合《煤矿安全规程》第466条规定。FWQ15-70/C-K型风动潜水泵无失爆问题，解决在回风巷内使用电气设备的安全隐患。
2）、由于FQW15-70/C-K风动潜水泵的动作部分与输送物质不相接触， 避免了磨损和堵塞， 从而提高了排污能力和使用寿命。
3）、FQW15-70/C-K风动潜水泵体积小， 重量轻、扬程高、流量大， 安装、操作、维修、移动方便。
4）、FWQ15-70/C-K型风动潜水泵绝对防爆， 避免了电动水泵因防爆性能降低而造成设备的损坏和误时误工等弊端， 节约了修理费等费用。电力水泵检修周期短，结构复杂， 每年维修一套水泵费用20000多元，我矿一年内维修2套电力水泵需花费40000多元，而FQW15-70/C-K 型风动潜水泵使用寿命约一年， 单台售价4000元，这样一年可节约30000多元。
5）、改造后的排水系统实现了自动控制，减少了人工维护量，降低了人员在回风巷工作频率，大大提高了人员安全性。
6）、-330回风巷长320米，里部与外部高差1.8，在巷道一侧开沟拉底工程量较大。使用FQW15-70/C-K风动潜水泵排水系统，大大节约了人力、物力、财力。
7）、总压风管路经过-330水平总回风巷，FWQ15-70/C-K型风动潜水泵使用风力资源非常便利。
8）、自动控制部分简单，使用的液控单向阀即可从淘汰设备拆卸，又可在我矿工厂加工。
9）、改造前，每天派两名水泵司机排水，两名维修工检查水泵。改造后，每周只需派两名维修工检查一次自动排水系统，节省人工费67200元。
4结语
-330水平总回风巷排水系统改造解决了因总回风巷积水导致矿井通风不畅给安全生产带来的隐患。改造后撤除了总回风巷道内电缆，满足了《煤矿安全规程》第466条规定“在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆”要求。改造后，减少了在总回风巷内工作的职工数量，大大降低了职工到-330水平总回风巷工作频率。
参考文献：
[1]尹飞鸿；何亚峰.FWB 35-20风动涡轮潜水泵壳体抗冲击分析[J].常州工学院学报.2010.01
[2]石磊.浅谈FWQB型风动潜水泵在煤矿的应用.[J].煤.2007（01）-0036-02
关键词 总回风巷 风动潜水泵 自动控制
【中图分类号】X752
0引言
新陆煤矿-330总回风巷肩负着-330以下各水平回风任务，但此段总回风巷里部高程较低，外部高程较高，高差1.8m，当前采取自流放水方式，所以-330水平的涌水都聚集在回风巷里部。倘若排水不及时会导致-330水平总回风巷堵塞，使-330水平总回风巷无法与-275暗回风井正常联通，进而导致风流停滞，造成瓦斯积聚，給矿井安全生产带来巨大隐患。改造前的排水设备为电动机拖动水泵，动力电缆敷设在-330水平总回风巷内，不符合《煤矿安全规程》第466条规定“在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆”的要求；同时，总回风巷内的各种有毒有害气体，也为在回风巷中工作人员的健康和安全带来了极大隐患。为此，新陆煤矿对-330水平总回风巷里部原有的排水系统进行了改造。方案一采用在回风巷一侧拉底开沟，使-330水平总回风巷里部高于外表，涌水向外流至下一水平，此方案，可彻底解决-330水平总回风巷里部积水问题，但-330水平回风巷长320米，回风巷里部与外部高差1.8米，施工难度大，工程量也较大，故未采用。方案二使用FQW15-70/C-K型风动潜水泵代替了电力拖动水泵，将回风巷里部积水排至下水平水仓。此方案工程量小，只需安装两台风动潜水泵以及在平巷内敷设两条排水管路，还可利用高低水位控制风路的关断，实现风动水泵自动控制，可消除电气设备失爆的隐患，同时，还降低了维修量及水泵司机到回风巷内工作频率，大大提高了人身安全。
1排水系统构成
主要由FQW15-70/C-K型矿用风动潜水泵、自动控制部分、排水管路、压风管路等组成。
1）、FQW15-70/C-K型矿用风动潜水泵：该泵由风马达、水泵、管接头盒消音器等四部分组成。FQW15-70/C-K 型风动潜水泵额定流量15m3/h，额定扬程70m，耗气量4～6m3/min。
（1）风马达部分：由一对工作齿轮、机座、一对轴承座、主从动轴、压盖、轴承、密封座等零部件组成，工作时压缩空气自进气口经过滤网进入齿轮齿槽，推动齿轮旋转，动力由主动轴传出，密封座壮密封圈将水和压缩空气分开。
（2）水泵部分：由泵体、叶轮、进水口、防污罩等组成，泵体紧固于风马达机座上，叶轮紧固于风马达输出轴上，调整进水口和叶轮之间隙0.3～0.5mm。风马达带动叶轮旋转，污水自进水口吸入压入泵体的蜗道，从出水口流出。
（3）管接头部分：由快速组合接头和快换接头两部分组成，快速组合接头装在出水口处，快换管接头装在进气口处。
（4）消音部分：消音器由钢管小孔和隔音材料组成，装于风马达的出口处。
2）、机械自动控制部分 ：由液控单向阀、高压球阀、可伸缩杆、杠杆、浮球等组成。
液控单向阀工作原理，当控制口K不通压力流体时，油液只能从P1到P2；当控制口K通压力流体时，P1与P2互通。
3）、排水管路由Φ108×6无缝钢管、DN100凸面环式平焊法兰盘、M16×95螺栓、M16螺母组成。
4）、压风管路由DN25高压橡胶管、DN100×DN25变径、高压球阀组成。
2排水系统工作原理
1）、FQW15-70/C-K 型风动潜水泵是一种以压缩空气为介质， 通过喷管进入齿轮齿槽旋转作功， 泵轴随之高速回转带动泵水轮排水。回风巷内积水由风动潜水泵通过Φ108×6无缝钢管经-330水平回风巷排至-330～-440老猴车巷道，再经自流方式至-600水仓。
2）、机械自动控制系统由液控单向阀、高压球阀、伸缩杆、杠杆、浮球等组成，如图1。G1、G2为高压球阀，其中G2只有水位在L1以下时才开启，其余水位时为关闭状态。当水位上涨高于L5时，G1在1#浮球、伸缩杆及杠杆的作用下开启，液控单向阀K端得到压力，推动液控单向阀阀芯开启， P2端与P1端连通，风动潜水泵开始工作，进行排水。水位开始下降，此时杠杆不动作，伸缩杆随浮球下降而伸长，当到达L2水位时，可伸缩杆不再伸长，G1关闭。此时G2处于关闭状态，由于G1于K之间管路内尚有压力，阀芯仍处于开启状态，所以水泵继续工作。当水位下降至L1时，2#浮球带动杠杆，将G2开启，G1于K之间管路开始泄压，当压力泄至无法驱动液控单向阀阀芯时，P1与P2之间关断，风动潜水停止工作。当水位上涨至L1时，2#浮球带动杠杆将G2关断。水位继续上涨，涨至L2时，1#浮球开始压缩可伸缩杆，直至水位到达L5时，G1开启，水泵开始工作。
3改造后的技术经济性能比较
1）、改造后的排水系统无电气设备，故无需铺设电缆，符合《煤矿安全规程》第466条规定。FWQ15-70/C-K型风动潜水泵无失爆问题，解决在回风巷内使用电气设备的安全隐患。
2）、由于FQW15-70/C-K风动潜水泵的动作部分与输送物质不相接触， 避免了磨损和堵塞， 从而提高了排污能力和使用寿命。
3）、FQW15-70/C-K风动潜水泵体积小， 重量轻、扬程高、流量大， 安装、操作、维修、移动方便。
4）、FWQ15-70/C-K型风动潜水泵绝对防爆， 避免了电动水泵因防爆性能降低而造成设备的损坏和误时误工等弊端， 节约了修理费等费用。电力水泵检修周期短，结构复杂， 每年维修一套水泵费用20000多元，我矿一年内维修2套电力水泵需花费40000多元，而FQW15-70/C-K 型风动潜水泵使用寿命约一年， 单台售价4000元，这样一年可节约30000多元。
5）、改造后的排水系统实现了自动控制，减少了人工维护量，降低了人员在回风巷工作频率，大大提高了人员安全性。
6）、-330回风巷长320米，里部与外部高差1.8，在巷道一侧开沟拉底工程量较大。使用FQW15-70/C-K风动潜水泵排水系统，大大节约了人力、物力、财力。
7）、总压风管路经过-330水平总回风巷，FWQ15-70/C-K型风动潜水泵使用风力资源非常便利。
8）、自动控制部分简单，使用的液控单向阀即可从淘汰设备拆卸，又可在我矿工厂加工。
9）、改造前，每天派两名水泵司机排水，两名维修工检查水泵。改造后，每周只需派两名维修工检查一次自动排水系统，节省人工费67200元。
4结语
-330水平总回风巷排水系统改造解决了因总回风巷积水导致矿井通风不畅给安全生产带来的隐患。改造后撤除了总回风巷道内电缆，满足了《煤矿安全规程》第466条规定“在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆”要求。改造后，减少了在总回风巷内工作的职工数量，大大降低了职工到-330水平总回风巷工作频率。
参考文献：
[1]尹飞鸿；何亚峰.FWB 35-20风动涡轮潜水泵壳体抗冲击分析[J].常州工学院学报.2010.01
[2]石磊.浅谈FWQB型风动潜水泵在煤矿的应用.[J].煤.2007（01）-0036-02