司泵工培训教案.doc

教 案 附 页第一部分 矿井排水系统一、矿井水的来源及充水通道二、涌水量三、矿井排水方式四、煤矿安全规程规定五、离心式水泵的工作原理及性能一、矿井水的来源及充水通道决定矿井出现水害的两个必备条件是矿井水源和涌水通道。1.矿井水源1)大气降水。大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿床充水都直接或间接与大气降水有关。因此对于井深较浅，充水通道较多的矿井，在雨季时，要特别注意水害防治。2)地表水。在有大型地表水水体(海、湖、大河流、水库、水池等)的矿井，查清天然条件下和采掘过后地表水的影响，是水文地质工作的重要内容。地表水不仅可能造成矿井突然涌水，严重时会导致水沙同时溃入矿井。3)地下水水源。地下水是矿井水害的直接充水水源，矿井的地层中，都或多或少地夹有含水层，含水层的规模、富水性以及水的补给条件，是决定矿井充水程度的根本因素。4)生产用水。煤矿生产过程中，如水采、除尘、煤体注水、防火注浆、水砂充填等，都有大量用水，如管理不善、排水不畅也可能引发水灾事故。二、涌水量1.涌水量：单位时间内矿井涌出的水量。m3/h2.正常涌水量：一年之中时间最长的涌水期的涌水量。3.最大涌水量：一年之中矿井最高峰涌水期的涌水量。最大涌水量受大气降水的影响，矿井涌水量增加到最大程度。正常涌水量和最大涌水量是根据水文地质条件由技术人员推算的，巷道开出后要核实涌水量，以便对排水设备进行调整。做为水泵司机必须清楚所工作的矿井的正常涌水量和最大涌水量。三、矿井排水方式1.矿井排水的意义 安全生产和作业人员的生命安全。否则就会影响矿井正常生产，甚至发生淹井事故，造成生命、财产的巨大损失。因此矿井排水系统是必不可少的主要的生产系统之一。(1)压入式排水方式被排的水面高度高于水泵的吸水口高度。优点：水泵启动时不需要真空泵、射流泵等启动设备。启动非常方便，启动前，只要打开吸水侧闸阀，水就会自动灌满泵体，然后启动电动机，逐渐打开排水侧的闸阀，就可以排水了。由于压入式排水被排水面高度高于水泵吸水口高度，所以泵内部存在一定的压力，工作时一般不会产生气蚀现象，同时也可以提高排水系统效率。压入式排水要求泵房和机电设备有很高的可靠性，水泵司机有很强的业务素质，水仓周围岩层没有裂隙。缺点：一旦泵房、水仓隔墙及机电设备发生较大故障，或者操作人员操作失误，就容易发生水淹泵房和矿井的重大事故。因此，要慎重采用。(2)吸入式排水方式被排的水面高度低于水泵的吸水口的高度。优点：安全性能高，工作可靠，不会造成水淹泵房事故。缺点：水泵启动时需要启动设备；排水效率较压入式排水方式低 四、煤矿安全规程规定第二百七十八条 主要排水设备应符合下列要求：（一）水泵：必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。（二）水管：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。（三）配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。有突水淹井危险的矿井，可另行增建抗灾强排能力泵房。第二百七十九条 主要泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。泵房是矿井排水系统的主要工程，泵房设置是否得当是关系到排水设施能否长期正常运转的重大问题。为了解决泵房通风降温和泵房被淹时撤人，规定了主要泵房至少有两个出口，一个出口用斜巷通到井筒，作为回风和设置水管、电缆用。为了提高泵房的通风能力，规定了高出泵房底板7m以上。另一个出口通到井底车场，可以作为水泵安装时的运输道，由于井底车场标高较低，作为进风通道也有利于泵房通风。为了防止泵房被淹和失火，又规定了在此出口通路内，京戏设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。为了防止水仓水进入泵房，影响水泵的正常运转，又规定了泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。第二百八十条 主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可按下式计算：2（Q+3000）式中 V主要水仓的有效容量，m3；Q矿井每小时正常涌水量，m3。但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。矿井最大涌水量和正常涌水量相差特大的矿井，对排水能力、水仓容量应编制专门设计。水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。水仓是井下排水的重要设施，水仓设置是否合适，关系排水系统排水能力能否正常发挥。矿井涌水中带有大量杂质很容易占据水空间，必须经常清理才能保证水仓的有效容量，所以规定了主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。第二百八十一条 水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。在每年雨季以前，必须全面检修1次，并对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验，发现问题，及时处理。水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理1次。井下排水设施是矿井安全生产的重要保证设施，其中水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路是排水设施的重要组成部分，必须经常进行维护和检查，以保证其正常运转。雨季是地表洪水泛滥、地下含水层得到补充、水量充足的时期，洪水淹井事故时有发生。为确保汛期安全生产，将可能产生的最大涌水量排出矿井，在雨季前必须对排水设施进行全面检修一次，同时对全部工作水泵和备用水泵进行一次数联合排水试验 五、离心式水泵的工作原理及性能（一）离心式水泵的工作原理当水泵的吸水管路和泵体内被灌满水之后启动水泵，叶轮转动产生离心力，水在离心力的作用下被甩出去，这时叶轮中部由于无水而形成真空，水池(或水井)中的水在大气的压力下顺着吸水管被压入水泵，水又在叶轮高速旋转产生的惯性离心力的作用下被甩出去。这样就形成泵中的水被不断地排出，吸水井中的水不断地进入泵内的连续水流。（被甩出去的水经泵壳汇集到水泵的出口处，其速度和压力逐渐增加，这时泵壳内产生的高压水便会顺着排水管被压送到指定地点。水池中的水源源不断地被大气压力压入水泵，又被水泵中高速旋转的叶轮连续地甩出，从一个较低的位置被输送到另一较高的位置。这就是离心水泵的工作原理如图所示)。离心式水泵工作原理离心式水泵所产生的压力的高低与叶轮直径和转速有关。叶轮直径大所产生的压力就大，反之，压力就小；叶轮转数高，产生的压力也大。对于多段式离心水泵来说，段数多(即叶轮级数多)产生的压力大，段数少，产生的压力就小。（二）离心式水泵的主要性能及性能参数1.离心式水泵的性能参数1)流量流量是指水泵在单位时间内排出的水的数量，即水泵的排水量。流量可以用体积流量和质量流量来表示。体积流量用符号Q表示，单位有升/秒(L/s)、米3/秒(m3/s)、米3/时(m3/h)等；质量流量用符号G表示，单位有吨/时(t/h)等。2)扬程扬程又称为总扬程、全扬程或总水头。其所指的就是单位质量的水通过水泵后获得的能量的增加值。扬程用符号H表示，扬程的单位是米水柱，习惯称为米。水泵扬程的大小(或高低)与水泵的型号、叶轮的直径、叶轮的数目(也叫级数)以及水泵的转速有关，叶轮的直径大，级数多，转数高，水泵的扬程就高。反之，则低。水泵的扬程也会随着流量的变化而变化。需要指明的是水泵铭牌上所标注的水泵的扬程数值通常指的是该水泵在最高效率点运转时所能产生的扬程。扬程有如下几种。(1)实际吸水扬程：用符号HX表示，指的是从水泵轴心线到吸水池水面之间的垂直高度(m)；(2)实际排水扬程：用符号HP表示，指的是从水泵轴心线到排水管出口处之间的垂直高度(m)。(3)实际扬程：用符号Ha表示，指的是从吸水池水面到排水管口处之间的垂直高度。也就是说，实际扬程是实际吸水扬程与实际排水扬程的数量之和。用公式表示如下： Ha=HX+HP (m)(4)损失扬程：用符号HL表示，指的是水流过管路和管路附件时所损失掉的扬程(m)。扬程示意图 (5)总扬程：用符号H表示，指的是实际扬程Ha和损失扬程 HL之和。即： H=Ha+HL或H=HX+HP+HL(m)3)转数转数是指水泵叶轮每分钟的转速，用符号n表示。单位是转/分钟(r/min)。矿用离心式水泵一般都是与电动机直接相连，因此，离心式水泵的转数就是电动机的转速。矿用离心式水泵使用的电动机的级数多为二级或四级，所以其转速就为2900r/min或1400r/min。4)比转数(或叫比速)（对水泵的使用无多大意义，设计时的一个重要参数）比转数的定义是：泵的扬程为lm，流量为0.075m3/s时的转速叫做这台水泵的比转数，用符号ns表示。比转数与水泵的转数是两个概念，比转数大的泵，其转数不一定高；反之，比转数小的泵，其转数也不一定低。比转数与水泵的性能和特性曲线的变化规律及叶轮形状有较大关系。比转数小的泵，叶轮出口宽度较窄，随着比转数的增加，叶轮出口宽度逐渐增加，这适应于大流量的水泵。对于同一口径的水泵，如果它们的流量相差不大，比转数越小，扬程则越高，轴功率也越大；比转数越大，扬程则越低，轴功率也就越小。5)功率对于一台整套水泵(包括与之配套的电动机)的功率而言，功率可分为水泵的轴功率、水泵的有效功率和选用功率。(1)轴功率：是指电动机直接传递给水泵轴上的功率(NZ)。(2)有效功率：是指水泵在单位时间内对流过水泵内的水所做的有效功的大小(NX)。(3)选用功率：是指所选配的电动机的功率。为了保证水泵的可靠运转，所选配电动机的功率要略大于水泵的轴功率，一般选配功率为轴功率的1.25倍。6)允许吸上真空高度允许吸上真空高度，也叫吸水高度，简称为吸高。它是指离心式水泵在工作时能够吸上水的最大吸水扬程，单位是米。7)效率水泵的效率是指水泵的有效功率与水泵的轴功率之比的百分数，用符号表示，其公式为： =NX/NZ100水泵的效率永远小于1，它反映出水泵性能的好坏和电能利用的情况。矿用离心式水泵的效率一般在6080之间，近些年生产的新型高效离心水泵的效率有超过80的。在选用水泵时，我们要尽可能选用高效泵。8)管路效率管路效率是指水泵排水垂高与总扬程之比，用符号g表示。 g=Ha/Hl009)排水系统效率排水系统效率是指排水设备的总效率，它等于水泵效率、管路效率和电动机效率的乘积，用符号C表示。C=gd2.离心式水泵的主要性能离心式水泵的主要工作机构是可以高速旋转的叶轮(有时也叫水轮)，运转时通过连接在水泵吸水口上的吸水管路将水池(或水仓)的水吸入水泵的进水段，随之进入首级叶轮，水经高速旋转的叶轮被甩入导叶，经导叶的螺旋水槽又进入下级叶轮，依此类推，水经最后一级叶轮进入出水段和排水管，被排到指定位置。离心式水泵的主要性能与水泵的流量Q、扬程H、轴功率N等有关。我们可以通过 二、离心式水泵的安全操作1.对操作工的要求(1)水泵工必须经过培训，考试合格，取得合格证后，方可持证上岗操作。(2)水泵工必须熟悉掌握排水设备的构造、性能、技术特点、动作原理，并要做到会使用、会保养、会排除一般性故障。(3)严格遵守有关规章制度和劳动纪律，不得干与本职工作无关的事。2.水泵工操作前的准备工作(1)各紧固螺栓不得松动，是否齐全。(2)联轴器间隙应符合规定（端面间隙要比轴的最大窜量大23mm，径向位移不大于0.2mm），防护罩应可靠。(3)轴承润滑油油质合格，油量适当、油环转动平稳、灵活；强迫润滑系统的油泵、管路完好可靠。(4)吸水管路正常，底阀没入深度最小不得小于0.5m，距井底一般不小于0.5m。吸水几何高度符合规定。(5)接地系统府符合规定。(6)电控设备各开关手把应在停车位置。(7)对于滑环电动机应检查滑环与炭刷是否接触良好。(8)电源电压应在额定电压的5范围内。(9)阀门开关灵活，开泵前要将阀门关闭，以降低启动负荷。(10)盘根松紧适当，漏水成滴不成线，以每分钟渗水1020滴为准（紧：起动时负荷大、过热；松：漏气、不上水。）盘车23r，检查水泵转动部分有无卡阻现象。(11)真空表和压力表的旋钮要关闭，指针调在零位（防止被压力水冲坏）。对检查发现的问题，必须及时处理或汇报当班负责人，待处理完毕符合要求后，方可动用该水泵。3.灌水(1)排水泵有底阀时，应先打开灌水阀和放气阀，向泵体内灌水，直至泵体内空气全部排出(放气阀的排气孔见水)，然后关闭以上各阀。(2)若采用无底阀排水泵时，应先开动真空泵或射流泵，将泵体、吸水管抽到一定真空度(真空表稳定在相应的读数上)，再停真空泵或射流泵。(3)若采用正压排水泵时，应先打开进水管的阀门，然后打开放气阀，直到放气阀的排气孔见水，关闭放气阀。4.启动水泵电动机(1)启动高压电气设备前，必须戴好绝缘手套，穿好绝缘靴。(2)鼠笼型电动机直接启动时，合上电源开关，待电流达到正常时，打开水泵出水口阀门。(3)绕线型电动机启动时，应先将电动机滑环手把打到“启动”位置上，启动器手把在“停止”位置合上电源开关，待启动电流逐渐回落时，逐级切除启动电阻，使转子短路，并将电动机滑环手把打到“运行”位置，电动机达到正常转速，最后将启动器手把扳回“停止”位置。(4)鼠笼电动机用补偿器启动时，先将手把推到启动位置，待电动机达到一定速度，电流返回时，由启动柜自动(或手动)切除全部电抗，电动机进入正常运行。5.操作阀门待电动机转速达到正常状态时，慢慢将水泵排水管上的闸阀全部打开，同时注意观察真空表、压力表、电压表、电流表的指示是否正常(此时，电流表和真空表的读数应逐渐增加，而压力表的读数应逐渐减小，然后再增加)。若一切正常表明启动完毕，若根据声音及仪表指示判断水泵没上水应停止电动机运行，重新启动。为了避免水泵发热，在关闭闸阀时运转不能超过3min。6.水泵工在水泵运行中的注意事项1)进行巡回检查，巡回检查的时间一般为每小时一次。2)巡回检查的内容。(1)各紧固件及防松装置应齐全，无松动。(2)各发热部位的温度不超限(滑动轴承不大于65，滚动轴承不大于75，电机温度不大于规定额定温升)，填料箱与泵壳不烫手，强迫润滑油泵站系统工作应正常。(3)盘根松紧应适度(不进气，滴水不成线)。(4)电动机、水泵无异状、异响或异振。(5)电流不超过规定值，电压波动不超过额定电压值的士5。(6)压力表、真空表指示应正常。(7)注意吸水井水位变化，吸水井积泥面距水龙头底面距离不小于0.5m。水泵不得在泵内无水情况下运行，不得在汽蚀和闸阀闭死情况下运行。3)巡回检查中发现的问题及处理经过，应填入运行日志。4)认真填写水泵开、停的时间、日期、累计的运行时间。7.水泵的正常停机(1)慢慢关闭闸阀，使水泵进入空转状态。然后关闭真空表旋钮。再按停车按钮（若不如此，则会因逆止阀的突然关闭，而使水流速度发生突变，产生水击，会击毁管路，严重时甚至击毁水泵）(3)切断电动机的电源，电动机停止运行。停机后关闭压力表旋钮，并及时清除在工作中发现的缺陷。8.水泵运行中的故障停机1)水泵运行中出现下列情况之一时，应紧急停机。(1)水泵和电机发生异常振动或有故障性异响。(2)水泵不上水。(3)泵体漏水或闸阀、法兰喷水。(4)启动时间过长，电流不返回。(5)电动机冒烟、冒火。(6)电源断电。(7)电流值明显超限。(8)其他紧急事故。2)紧急停机按以下程序进行。(1)拉开负荷开关，停止电动机运行。(2)若电源断电停机时，拉开电源刀闸。(3)关闭水泵出水阀门。(4)上报主管部门，并做好记录。9.泵应经常检修工作泵和备用泵应交替运行，对于不经常运行的水泵(或水泵升井大修)的电动机，应每隔lOd空转23h，以防潮湿。长期停泵应将水泵内的水放掉，以防锈蚀或冻裂。三、离心式水泵的日常维护与常见故障分析（一）离心水泵的日常维护1.轴承润滑(1)滑动轴承每运行20002500h换油一次，滚动轴承大修时换油，运行中不必换油。(2)油质符合规定，禁止不同牌号的油混杂使用。(3)运行中要及时加油，经常保护所需油位。2.更换盘根(1)盘根磨损、老化后应及时更换。(2)新盘根的安装要求：接口互错1200，接口两端间隙愈小愈好，盘根盖压紧到最大限度后，拧回0.52.5扣，至盘根有水滴滴出时为止。(3)更换盘根应在停泵时进行，但松紧可在开泵后做最后调整。3.定期清刷笼头罩，清除吸水井杂物。4.排水泵轮换运行，保证备用泵随时可投入使用。第二部分 主排泵房的管理1、主排水泵的完好标准1.零部件齐全、完整、紧固（螺栓、螺母、放气阀、护罩等，放气阀每台泵不少于一个。2.泵体无裂纹、不漏水，泵体和泵房内排水管路防腐良好（刷好柒、不掉皮）。3.水泵吸水管不小于水泵吸水口径。4.平衡盘调整合适，轴窜量为l4mm(或按厂家规定)。5.盘根滴水不成线，盘根箱不过热（紧：启动负荷大、过热，松：漏气、不上水）。6.阀门（逆止阀、闸板阀、底阀）齐全、完整、不漏水,闸门操作灵活，底阀以自灌满引水起5min后能启动水泵为合格。7.轴承油圈转动灵活，油质合格，不漏油（尤其是滑动轴承，是靠油环转动甩油）。（禁止不同牌号的油混杂使用，水泵的滚动轴承使用钙基润滑脂，若用在电动机上，温度一旦升高会流失，而电动机的滚动轴承用钠基润滑脂，若用在水泵中，遇到水后容易乳化成为泡沫流失。滑动轴承每运行20002500h换油一次，滚动轴承运行中不必换油，只在大修时换油。）8.滚动轴承温度不超过75。滑动轴承温度不超过65。9.轴承最大间隙不超过规定要求。（不同的轴承直径不一样要求也不一样）10.联轴器端面间隙比轴的最大串量大23mm（扳泵靠电机，泵轴不再窜时是23mm，反向扳泵，泵轴不再窜时23mm），螺栓有防脱装置。11.联轴器径向位移不大于0.2mm，端面倾斜不大于1，连接销子胶圈外径和孔径差不大于2mm。12.水泵的真空表、压力表、电流表、电压表要齐全、完整、准确。13.水泵每年最少测定一次。排水系统综合效率（电机、联轴器、水泵、管网的效率之积）不低于50。14.设备与泵房整洁，水井无杂物，工具、备件存放整齐，运行日志和检查、检修记录齐全。2、主排水泵房标准(一)设备性能1.零部件完整齐全。2.台台完好，有完好牌和责任牌。3.性能良好，吨水百米电耗不大于0.5kWh，按规定对水泵进行周期性测定，每年至少测定1次。4.泵体、电机、管路、阀门等防腐良好。5.各阀门正常使用，操作灵活不漏水。(二)安全保护检测装置完善、动作灵敏可靠1.压力表、真空表、电压表、电流表、电度表齐全，指示正确，定期校验(1年有效期)。2.有可靠的引水装置和备用引水装置，并能在5min内启动水泵。3.启动柜有过流和失压保护，动作可靠，整定合格，室内接地系统完善，电阻符合规定。4.转动部位有护罩。5.裸露的电器设备要设栅栏，固定牢固，并挂警示牌。6.雨季前要作水泵联合试运转。7.电源不少于两回路，当一回路停止供电时，另一回路能担负全部负荷。(三)规章制度健全1.要害场所管理制度(张挂)。2.岗位责任制制度(张挂)和包机制。3.交接班制度(张挂)。4.操作规程(张挂)。5.领导干部上岗查岗制度。(四)图纸、记录和技术资料齐全1.三种图纸：矿井排水系统图、 供电系统图、巡回检查图表。(张挂)2.六种记录：要害场所登记簿、运转日志、巡回检查记录事故和检修记录，干部上岗登记簿。3.技术资料和测定资料齐全(水泵大修及更新记录，一年对水泵性能的测试记录)。 (五)硐室与设施1.硐室和电缆沟内清洁卫生，做到无杂物、无灰尘、无油垢、无积水，电缆排列整齐，不锈蚀。2.硐室设计应符合煤矿安全规程的要求，室内地坪标高比大巷高出0.5m，有防水门，中央吸水井与水仓间有配水闸门并开启灵活，有畅通的安全出口。3.室内照明适度，光线充足，线路整齐，有专用