浅谈自动排水装置在煤矿排水中的应用

摘　要：在我国南方的很多矿井，水害都是煤矿非常重要的自然灾害，严重威胁安全生产。水的治理一直是煤矿安全生产的工作重点。本文就自动化排水装置从设计、材料选择、工作原理、使用保养方面进行了论述。

关键词：自动排水装置；材料选择；设计安装；工作原理；使用；保养
某煤矿三条延深下山在开拓掘进施工至-1000 m水平以下时，底板的涌水量不断的增加，相应的施工难度也在不断加大。排水设施和水泵操作人员的相应增多，给单位带来了人员紧张、工作效率低下等诸多问题。针对实际情况，单位组织人员经过多次实践，煤矿井下自动排水装置终于在该煤矿三条延深下山试验成功。
　　一、“自动排水装置”的设计安装
　　在设计初期，该操作装置设计通过矿用隔爆型行程开关的离合来达到排水的目的，但是行程开关在闭合时需要一定的浮力，且水位下降时断开行程开关接点的重力均难以控制，所以在井下实际操作中很难掌握。试验初期经常出现水泵能开不能停，或开、停不够及时等现象。
经过仔细观察和认真思考，使用电磁感应原理来控制排水的理念和设计方案在设计者的脑海中逐渐明朗和成熟。接线电路示意图1所示，实物连接图如图2所示。

　　矿用隔爆磁性接近开关，不仅体积小、重量轻，接点准确可靠，而且便于现场安装、操作和调试，可以根据现场水仓大小、深浅，随意调整水泵开、停的控制水位。在选材上该矿购进的KGl010G—l型防爆磁性接近开关，只有一对常开接点，没有常闭接点，考虑到操作实际，所以又找来KDD—l型远程断电仪配合起来使用。该远程断电仪为隔爆兼本安型远程低压断电执行装置，采用先进的无源固态继电器技术，具有结构简便，使用安全方便、寿命长、耐震动、性能稳定可靠等特点。通过控制回路与负载回路之间的电隔离及信号耦合，实现无触点通断功能。这样也就等于在防爆磁性接近开关上又增加了一个常闭接点。
　　在浮力材料的选择上，可以采用全封闭的塑料盒。也可选用报废的矿用隔爆电瓶塑料外壳当浮体。浮体的外壳呈长方体，应具有耐腐蚀、经久耐用等特点，而且要利于安装固定，并能经得起浮力和循环水流的撞击。
　　“水泵自动排水装置”的构架选用40mmx40mm的角铁制作而成，该构架使浮体在其内部能够随水位的升降而自由上下运动；传感器使用铝板或绝缘板固定在封闭的浮体外壳顶部。
　　二、“自动排水装置”的工作原理
　　该装置通过浮力和电磁感应原理达到自动排水的目的。通过浮体上的传感器信号的输出，来达到控制水泵的开、停，当水仓水位上升到一定高度时，安装在浮体顶部传感器发出的磁信号被构架上部的防爆磁性接近开关所接收。上部防爆磁性接近开关36V常开接点闭合，水泵控制开关实现吸合，水泵运行自动排水。当水仓水位下降到一定程度时。浮体顶部传感器发出的磁信号被构架下部的防爆磁性接近开关所接收，下部防爆磁性接近开关36V常闭接点断开，使水泵开关控制电源断开，水泵自动断电停止运行。
　　三、“自动排水装置”的使用与保养
　　井下水泵在使用过程中经常会遇到停电等原因造成的停泵，停泵后排水不及时会使井下水仓水位逐渐升高。由于井下水仓设计型号不同，有的水仓水位升高后，会致使仓内浮体超过上部防爆磁性接近开关位置，在这种情况下，即使恢复供电后，传感器传出的信号亦无法被上部矿用隔爆磁性接近开关所接收，因此水泵也无法正常排水。为解决这一问题，设计时使用绝缘材料在构架上部防爆磁性接近开关位置的上方，对浮体进行限位，这样即使停电时间再长、水位上升再高，由于浮体受到限位，恢复供电后也能正常自动排水。
　　上山排水时。还应在排水管路上安装高压止回阀，防止停泵后管路中的排水倒流。
　　在现场操作中，为保证水泵正常运转，还应对水仓底部的沉积物经常进行清理，保障水仓内浮体上下自由运动。
　　四、结语
　　由于选用了矿用KDD一1型远程断电仪，如果在水仓或水仓附近设置瓦斯传感器，瓦斯分站与KDD—l型远程断电仪的输入端联接，一旦水仓或附近瓦斯超限时，可实现自动断电保护功能。因此，该“水泵自动排水装置”在高瓦斯矿井具有较高的应用价值。低瓦斯矿井在使用时如果选用带有两对触点的KSGl010G--l／220型防爆磁性接近开关，可甩掉KDD—l型远程断电仪不用，这样不仅节约了制造成本，而且便于现场安装。目前，该煤矿井下所有在用水泵，已全部安装了“自动排水装置”，使用一年多以来，每天可以为矿井节约用工30多个，创造了较好的经济效益，促进了矿井安全生产。
参考文献
．第2版．北京：中国建筑工业出版社，2008．