传统式的人工操作排水系统效率低、可靠性差、工人劳动强度大，在充分运用现代机械和自动控制理论的基础上，提议采用风泵自动阀门排水系统装置实现无人值守自动排水。文章分析研究了该设备的结构和工作原理，介绍了该设备在某煤矿的使用情况、经济效益和推进应用前景。

近年来，随着煤炭产量日益的增长以及矿井生产能力的日益扩大，相应的矿井排水系统负担也更加沉重。过去，井下大多采用人工排水系统，具有效率低、可靠性差、工人劳动强度大等缺点。为了妥善解决矿井产能日益增长和人工操作排水系统的多重弊端，需要对矿井排水系统进行技术改革，提高整个矿井排水系统的效果，满足现代化高产高效矿井的安全生产。

1研究背景

某井面积为65.06km2，矿山设计生产能力为6.0mt/a，全井田煤层地质储存量为1169.81mt。矿井设计正常涌水量为333m3/h，最大涌水量为750m3/h，目前矿井涌水量为180m3/h。随着矿山巷道的扩大，井下排水点增加，距离也越来越远，在各地设置泵排水时，需要安排大量人员人工停止泵，管理困难和经济成本增加。为了节约人工费，便于管理井下排水，笔者特意对泵阀系统进行了技术革新，实现了泵装置的自动开关。针对高河煤矿的特点，初步制定了5种风泵自动阀排水系统装置方案，其中3种成功，在3种设计方案中选择最有效的风泵自动阀排水系统装置推进应用。

2自动阀排水系统装置

2.1装置设计原理

该风泵自动阀排水系统装置由球阀、浮球、气动电机、机械阀、分配器等组成。

2.2装置运行原理，该装置共使用2台风泵，形成主辅助泵模式。

(1)正常情况下，主泵的气动电机处于关闭状态，水位上升到指定位置时，浮球带动杠杆启动1#机械阀，气动信号传输到气动电机，气动电机运转时球阀打开，风泵启动，开始抽水。原稿日期:2015-09-28作者介绍:张缘、男性、四川仁寿人、2000年7月毕业于华北矿业高等专科学校，目前在山西华晋汉咀煤业有限责任公司工作。

(2)当水位下降到一定位置时，浮球下降启动2#机械阀，气动信号传输到气动电机，气动电机运行时球阀关闭，风泵停止运行，停止抽水。

(3)主泵正常运转时，辅助泵不工作。排水管为软管，正常排水时，排水管支撑，3#机械阀处于关闭状态，主泵故障时，排水管变平，安装在排水管上的3#机械阀将信号传输到转换开关，将压风切换到辅助泵，辅助泵立即启动，同时主泵停止供气，主泵关闭。根据运行原理，该泵自动阀排水系统装置具有

(1)运行良好，反应敏感，可根据水位实现泵的自动开闭。

(2)使用材料和部件成熟，组装简单，装置结构紧凑。

(3)保证主泵故障时继续排水。同时，该装置实现了自动控制与手动控制的连锁问题，如装置不能正常工作时，可以手动启动开关。

2.3技术经济效益

该泵自动阀排水系统装置的使用材料详情如表1所示。从表1可以看出，该装置经济成本合理，大大降低了人工操作排水的人工成本和管理成本，可以作为矿山的重点推广产品。

3厂房应用

对该设备在煤矿井下某排水点进行了一周21班共168小时的厂房工业性试验，期间该设备在工作中无任何故障，运行效果良好。试验期间，该设备可根据水位变化自动停止泵，自动高效地完成排水任务。

4结语

风泵自动阀门排水系统装置自高河煤矿试验成功和正式投入使用以来，效果非常明显，该装置实现各低洼点泵高水平自动打开、低水平自动停止，有效提高排水系统的可靠性，无人值班和值班人员责任感强消除积水严重时井下通风系统紊乱的安全问题。该装置的应用减少了人力投入，提高了管理效率，节省了经济成本。改造前排水点每天连续三班护理，应用该装置后，每班只需两人巡检，节省了大量人力成本，随着井下巷道的延伸，排水地点的增加，提高了整个排水系统的效率，提高了矿山的安全系数，具有良好的推广意义。