傳統式的人工操作排水系統效率低、可靠性差、工人勞動強度大，在充分運用現代機械和自動控制理論的基礎上，提議采用風泵自動閥門排水系統裝置實現無人值守自動排水。文章分析研究了該設備的結構和工作原理，介紹了該設備在某煤礦的使用情況、經濟效益和推進應用前景。

近年來，隨著煤炭產量日益的增長以及礦井生產能力的日益擴大，相應的礦井排水系統負擔也更加沉重。過去，井下大多采用人工排水系統，具有效率低、可靠性差、工人勞動強度大等缺點。為了妥善解決礦井產能日益增長和人工操作排水系統的多重弊端，需要對礦井排水系統進行技術改革，提高整個礦井排水系統的效果，滿足現代化高產高效礦井的安全生產。

1研究背景

某井面積為65.06km2，礦山設計生產能力為6.0mt/a，全井田煤層地質儲存量為1169.81mt。礦井設計正常涌水量為333m3/h，最大涌水量為750m3/h，目前礦井涌水量為180m3/h。隨著礦山巷道的擴大，井下排水點增加，距離也越來越遠，在各地設置泵排水時，需要安排大量人員人工停止泵，管理困難和經濟成本增加。為了節約人工費，便于管理井下排水，筆者特意對泵閥系統進行了技術革新，實現了泵裝置的自動開關。針對高河煤礦的特點，初步制定了5種風泵自動閥排水系統裝置方案，其中3種成功，在3種設計方案中選擇最有效的風泵自動閥排水系統裝置推進應用。

2自動閥排水系統裝置

2.1裝置設計原理

該風泵自動閥排水系統裝置由球閥、浮球、氣動電機、機械閥、分配器等組成。

2.2裝置運行原理，該裝置共使用2臺風泵，形成主輔助泵模式。

(1)正常情況下，主泵的氣動電機處于關閉狀態，水位上升到指定位置時，浮球帶動杠桿啟動1#機械閥，氣動信號傳輸到氣動電機，氣動電機運轉時球閥打開，風泵啟動，開始抽水。原稿日期:2015-09-28作者介紹:張緣、男性、四川仁壽人、2000年7月畢業于華北礦業高等專科學校，目前在山西華晉漢咀煤業有限責任公司工作。

(2)當水位下降到一定位置時，浮球下降啟動2#機械閥，氣動信號傳輸到氣動電機，氣動電機運行時球閥關閉，風泵停止運行，停止抽水。

(3)主泵正常運轉時，輔助泵不工作。排水管為軟管，正常排水時，排水管支撐，3#機械閥處于關閉狀態，主泵故障時，排水管變平，安裝在排水管上的3#機械閥將信號傳輸到轉換開關，將壓風切換到輔助泵，輔助泵立即啟動，同時主泵停止供氣，主泵關閉。根據運行原理，該泵自動閥排水系統裝置具有

(1)運行良好，反應敏感，可根據水位實現泵的自動開閉。

(2)使用材料和部件成熟，組裝簡單，裝置結構緊湊。

(3)保證主泵故障時繼續排水。同時，該裝置實現了自動控制與手動控制的連鎖問題，如裝置不能正常工作時，可以手動啟動開關。

2.3技術經濟效益

該泵自動閥排水系統裝置的使用材料詳情如表1所示。從表1可以看出，該裝置經濟成本合理，大大降低了人工操作排水的人工成本和管理成本，可以作為礦山的重點推廣產品。

3廠房應用

對該設備在煤礦井下某排水點進行了一周21班共168小時的廠房工業性試驗，期間該設備在工作中無任何故障，運行效果良好。試驗期間，該設備可根據水位變化自動停止泵，自動高效地完成排水任務。

4結語

風泵自動閥門排水系統裝置自高河煤礦試驗成功和正式投入使用以來，效果非常明顯，該裝置實現各低洼點泵高水平自動打開、低水平自動停止，有效提高排水系統的可靠性，無人值班和值班人員責任感強消除積水嚴重時井下通風系統紊亂的安全問題。該裝置的應用減少了人力投入，提高了管理效率，節省了經濟成本。改造前排水點每天連續三班護理，應用該裝置后，每班只需兩人巡檢，節省了大量人力成本，隨著井下巷道的延伸，排水地點的增加，提高了整個排水系統的效率，提高了礦山的安全系數，具有良好的推廣意義。