摘要：抗灾排水系统是矿井防治水的重要系统，关系到矿井及人员的安全，论文从建设位置、设防水量、潜水泵结构、潜水泵安装和设备淤堵对抗灾排水系统的设计进行了论述，以供工程设计人员参考。
关键词：抗灾排水；建设位置；设防水量；潜水泵结构；潜水泵安装；设备淤堵
引言
抗灾排水系统是矿井防治水的重要系统，关系到矿井及人员的安全，作为其核心设备的矿用潜水电泵机组是全部淹没在水里工作的机电一体化设备，其控制设备安装在地面。当矿井突水泵站被淹后，潜水电泵机组仍能继续工作，能够避免淹井或延缓淹井为井下人员撤离赢得宝贵时间；同时在矿井复矿排水过程中，潜水电泵机组也能发挥重要作用，有利于矿井快速恢复生产[1]。2011年版《煤矿安全规程》发布之前，水文地质条件复杂或有突水危险的矿井的防突水措施就是在井底车场周围设置防水闸门。2011年版《煤矿安全规程》发布之后，水文地质条件复杂或有突水危险的矿井的防突水措施多了一种选择，就是在正常排水系统基础上另外安设抗灾排水系统，采用潜水电泵排水[2]。
1抗灾排水系统设计的关键问题
近几年，国内煤矿建设的抗灾排水系统逐渐增多，在设计和建设中存在几个关键问题。
1.1抗灾排水系统的建设位置
对于煤矿抗灾排水系统的建设位置，国家、省级的规范或者规定有所不同，主要有两种选择。第一种是抗灾排水系统设置在井底车场周围[2，3]。采用此设置位置主要是基于水灾时人员安全的考虑，突水后要保障井底车场的安全，放弃工作面，为撤离到井底的人员安全升井提供保障。第二种是抗灾排水系统设置在采区下山下部车场附近[4]。采用此设置位置主要是基于矿井生产工作面的安全考虑，对于下山开采的矿井，如果把抗灾排水系统设在井底，只有水淹没工作面到达井底车场后潜水泵系统才能起作用，无法对工作面进行保护，把抗灾排水系统设置在采区下山下部车场附近就解决了这个问题。
1.2抗灾排水系统的设防水量
对于煤矿抗灾排水系统的设防水量，国内的规范或者规定基本一致，按不小于矿井最大涌水量进行设计。在实际设计中，矿井突水量往往是一个不能确定的参数，而按矿井最大涌水量是每个矿井地质报告提供的依据，更具有可操作性。
1.3抗灾排水系统的布置型式
目前，国内潜水电泵的安装方式按其结构型式可分为立式、斜卧式和平卧式。大型潜水电泵是20世纪80年代引进德国Ritz公司的制造技术，引进时只有立式结构。到目前为止，国外仍然只有立式结构的潜水电泵。之所以采用立式结构是由潜水电泵细长结构所决定的。斜卧式和平卧式潜水电泵是国内生产厂家研发派生出来的结构型式。对于平卧式潜水电泵，在其他场合可以采用，但作为矿井抗灾排水设备是不适合的。从潜水泵结构来看，平卧式轴较长时还是有挠度的，潜水泵厂家把平卧式轴加粗，因此平卧式成本比立式要高。另外，轴向间隙不易掌握，紧了可能卡，松了可能产生轴向窜动，立式没有这个问题。平卧式轴承受力也不太好，既受水平推力，也承受垂直力，而立式只受垂直推力。潜水泵采用的不是防尘轴承，水在轴承中起润滑作用，严格地说应该是清水泵。但是众所周知，矿井突水时是没有清水的，往往都是卷杂着煤、岩、泥沙、木屑等杂物的污水甚至是泥水一涌而出，流入泵井内的水都是非常浑浊的，尤其在矿井突水时采用平卧式潜水泵作为抗灾排水泵，轴瓦有轴向槽，滑动轴承间隙很小，只有0.9～1.1mm，水中颗粒极易滞留在轴承里，这样就加剧了轴承的磨损。从设备安装布置来看，首先立式悬挂安装固定牢固，而平卧式的底盘滚轮平放在钢轨上，基础不牢固，起动后振动较大，甚至出现晃动。其次，平卧式在工厂里试验时是在工装台上安装，平直度好，安装精度高，在现场安装没有工厂工装台那样的条件，各部分对接时同心度不好，联接处刚度不够，这就加剧了潜水泵内部部件的磨损，维修间隔时间降低。另外对于井下地压较大，可能发生底鼓的矿井，由于轨道变形，使用平卧式的风险更大。从设备防淤堵来看，对于平卧式布置型式来说，由于没有用于沉淀杂物的空间，潜水电泵吸入口很容易被堵塞或整个泵体被淤埋，从而导致抗灾排水系统在矿井突水后失效，起不到避免淹井或延缓淹井的作用，存在着非常严重的安全隐患，这是平卧式潜水泵作为抗灾排水的致命缺点。而对于立式和斜卧式布置型式来说，两者都有足够的沉淀空间，尤其是立式布置型式沉淀空间更大，沉淀效果更好[5]。斜卧式布置与平卧式布置的相比，斜卧式泵的轴、轴承的受力相对好一些，其他相差不多。无论从设备自身结构，还是设备安装布置以及设备防淤堵来考虑，煤矿抗灾排水潜水泵采用立式布置是科学合理的。
2结束语
随着煤矿的开采深度越来越深，受矿井水患的影响也越来越严重，抗灾排水系统的应用也越来越广泛，使用经验也越来越丰富，国家的有关规程、规范、规定也会对抗灾排水系统的设计作出更加科学、完善、统一的要求。
参考文献：
[1]李永强，崔汉涛.大型潜水泵在矿井排水中的优势和设计应注意的问题[J].煤矿机械，2012，9.
[2]煤矿安全规程[S].国家煤矿安全监察局，2011，1.[3]煤矿防治水规定[S].煤炭工业出版社，2009，9.
[4]煤炭矿井防治水设计规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，2014，12.
[5]崔汉涛，李永强.超大型立式潜水泵直管座设计[J].机电产品开发与创新，2015，3.
作者：李永强 崔汉涛 赵宗华 单位：中煤邯郸设计工程有限责任公司
