為了快捷診斷礦井主排水系統(tǒng)故障，根據(jù)礦井主排水系統(tǒng)工作理論，探討了真空表、壓力表讀數(shù)變化與主排水系統(tǒng)常見故障的內(nèi)在聯(lián)系，提出了通過觀察真空表、壓力表的讀數(shù)特征診斷礦井主排水系統(tǒng)常見故障的方法。

礦井排水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，勢(shì)必影響排水工作的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)影響礦井正常生產(chǎn)，因此必須學(xué)會(huì)診斷故障的基本方法，以求準(zhǔn)確、迅速地排除故障。診斷礦井排水系統(tǒng)故障的方法很多，但最基本、最直接的判斷方法是觀察水泵在工作時(shí)壓力表和真空表（簡稱‘‘兩表”讀數(shù)的不同變化，從“兩表”讀數(shù)變化特征上診斷水泵和排水系統(tǒng)是否發(fā)生了故障，以及發(fā)生了何種故障。

1.觀察“兩表”讀數(shù)特征診斷排水系統(tǒng)故障的基本原理

壓力表與真空表安裝位置示意圖如圖1所示，根據(jù)礦井排水系統(tǒng)工作原理可知，水泵出口壓力表和進(jìn)口真空表的讀數(shù)值分別可以寫成：

Pr=y(Hp+Mp)(1)

Pz=y(Hx+AH.)(2)

式中Py——壓力表讀數(shù)值，Pa

Y——水的重度，N/m3

Hp——排水高度，m

AHp排水管路損失，m

Pz——真空表讀數(shù)，Pa

Hx——吸水高度，m

AHx吸水管路損失，m。

由式（1)、式(2)可知，壓力表讀數(shù)與排水高度與排水管水力損失有關(guān)，而真空表讀數(shù)與吸水高度、吸水管水力損失有關(guān)。礦井排水系統(tǒng)一旦安裝完畢，吸水高度Hx和排水高度Hp就不會(huì)改變，因此，一旦兩表讀數(shù)發(fā)生異常，就說明Mp、AH.發(fā)生了變化，也就說明吸、排水管路有可能堵塞和流量發(fā)生了變化，而AH.的變化也同樣可以了解泵的工作狀態(tài)是否正常。由此可見，可利用兩表讀數(shù)特征來判斷水泵和管路故障，再結(jié)合聲音和電流表的變化可幫助進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

2.利用“兩表”讀數(shù)特征對(duì)水泵和排水系統(tǒng)進(jìn)行故障分析

水泵和排水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的特點(diǎn)是壓力表和真空表讀數(shù)同時(shí)發(fā)生變化，這是因?yàn)楸玫牧髁亢蛽P(yáng)程是相互影響的，吸入部位發(fā)生故障，影響排出過程；同樣，排出部位發(fā)生故障也會(huì)影響吸入過程。所以，結(jié)合在判斷水泵和排水系統(tǒng)故障時(shí)必須結(jié)合兩表的讀數(shù)特征。下面就兩表讀數(shù)特征與排水系統(tǒng)故障進(jìn)行分析。

2.1故障泵內(nèi)有空氣

兩表讀數(shù)特征：真空表和壓力表讀數(shù)都比正常時(shí)小，而且常常不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至降到零。其原因是泵內(nèi)進(jìn)入空氣之后，壓頭顯著降低，流量也急劇下降。水泵中混入少量空氣有可能會(huì)正常工作，但不同水泵可引入的空氣量都有一定的限量，引入太多則會(huì)使吸水管中水流中斷。水泵中混入空氣與排水量在不同比例時(shí)的壓頭特性曲線如圖2所示，從圖2中明顯看出水泵內(nèi)混入空氣對(duì)壓頭特性的影響。

泵內(nèi)進(jìn)氣是由吸水系統(tǒng)不嚴(yán)密引起的，容易發(fā)生漏氣的部位及原因有吸水管系統(tǒng)連接處不嚴(yán)、填料箱密封不嚴(yán)、真空表接頭松動(dòng)和吸水口離水面太近、淹沒水中過少等。

另外，吸水管和水泵安裝不正確，使吸水管最高處不能完全充滿水，有空氣憋在里面，泵也有可能不能正常工作，吸水管與水泵不正確和正確的安裝方法如圖3所示。

如果兩表讀數(shù)偏小，但比較穩(wěn)定，則往往是離心泵轉(zhuǎn)速低或反轉(zhuǎn)造成的，要和水泵內(nèi)混入空氣區(qū)別開來。

2.2故障二：吸水管堵塞

兩表讀數(shù)特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常小。這是因?yàn)槲芏氯枇υ黾�，也就增大了吸水真空度，所以真空表讀數(shù)比正常大。同時(shí)，由于流量減小，排水阻力便減小，因此壓力表讀數(shù)比正常小。

吸水管堵塞容易發(fā)生的部位及原因有：吸水管插入太深，由于吸水井淤泥太多，沒有及時(shí)清理，底閥與泥接觸濾網(wǎng)太臟；底閥未能全打開等。

2.3故障三：排水管堵塞

兩表讀數(shù)特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。這是因?yàn)榕潘芏氯�，使排水阻力增大，因而壓力表讀數(shù)上升。又因排水管阻力增大，使流量減小，故真空度下降，真空表讀數(shù)變小。

排水管堵塞使排水系統(tǒng)發(fā)生故障，容易發(fā)生該故障的部位及原因是排水閘閥未打開或開錯(cuò)閥門。

2.4故障四：水泵葉輪堵塞

兩表讀數(shù)特征：壓力表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。這是因?yàn)槿~輪堵塞后，都會(huì)使揚(yáng)程曲線明顯收縮，則工況點(diǎn)向流量小的方向移動(dòng)，揚(yáng)程減小，故壓力表和真空表讀數(shù)均比正常時(shí)小。

葉輪流道堵塞時(shí)，水泵性能曲線如圖4所示，I為正常的揚(yáng)程特性曲線，其工況點(diǎn)為1n為葉輪部分堵塞時(shí)的揚(yáng)程特性曲線，工況點(diǎn)為2m為葉輪中的三條葉道全部堵塞時(shí)的揚(yáng)程曲線，工況點(diǎn)為3。從圖4中可明顯看出，葉輪堵塞時(shí)，壓頭降低，其效率也降低。

2.5故障五：排水管破裂

兩表讀數(shù)特征：一般是壓力表讀數(shù)下降，真空表讀數(shù)突然上升。這是因?yàn)榕潘芷屏押�，排水管阻力減小，使流量增大，從而造成真空度上升。從‘‘兩表”讀數(shù)特征看，同吸水管堵塞時(shí)真空度增大、壓力表讀數(shù)下降情況一樣，但是排水管破裂往往是突然發(fā)生的，因此“兩表”讀數(shù)變化比吸水管堵塞時(shí)要快一些。另外，流量增大會(huì)引起負(fù)荷增大，可從聲響、電流表讀數(shù)的變化與吸水管堵塞引起負(fù)荷降低的情況加以區(qū)別。在這種情況下，應(yīng)立即停泵，查明原因。

排水管破裂的原因主要是管路質(zhì)量不高、鋼管銹蝕嚴(yán)重、操作中猛開猛關(guān)閘閥而引起水擊等。但是，最根本的原因是思想上麻痹大意。只要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，認(rèn)真檢查管路的銹蝕情況，并定期試壓，就能避免事故的發(fā)生。

2.6故障六：水泵產(chǎn)生汽蝕

兩表讀數(shù)特征：一般來講，泵產(chǎn)生汽蝕時(shí)，真空表和壓力表讀數(shù)常常不穩(wěn)定，比正常小，有時(shí)甚至降到零。但由于引起泵產(chǎn)生汽蝕的直接原因不同，所以兩表的變化規(guī)律也不完全相同。

1)如果是吸水管嚴(yán)重堵塞時(shí)，使真空表讀數(shù)增大，但真空度過大，超過泵的允許吸上真空度時(shí)，便會(huì)引起汽蝕，這時(shí)真空度降低，甚至降到零。

2）如果是水泵的允許吸上真空度本來就低（有可能是泵安裝位置過高），剛打開排水閥就可能產(chǎn)生汽蝕，這時(shí)真空度不一定先增加后降低，往往是一開始就低下來，甚至為零。

3）如果排水管破裂發(fā)生在泵站的附近時(shí)，使真空表讀數(shù)增加太多，超過了泵的最大允許吸上真空度而產(chǎn)生汽蝕，這時(shí)真空表讀數(shù)的變化情況是突然升高后又立即下降。

水泵發(fā)生汽蝕時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和噪聲。同時(shí)，因?yàn)樵谒髦杏袣馀�，所以水泵的排水高度也�?huì)有降低。隨著汽蝕現(xiàn)象程度的嚴(yán)重，氣泡大量地產(chǎn)生，最后造成斷流，這時(shí)水泵的吸水高度、功率、效率迅速下降，甚至吸不上水來。因此要防止水泵在工作時(shí)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，其主要措施可從兩個(gè)方面入手：①在吸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝方面，一是盡量減小吸水管水頭損失，即減少吸水管長度、減少吸水管附件（如底閥）、增大吸水管直徑；二是減小實(shí)際安裝高度，保證合理的吸水高度，在實(shí)際安裝中，一般礦用離心式水泵安裝的吸水高度不超過6m。②在操作使用方面，減少吸水管路損失，具體方法是關(guān)小泵排水閘閥，使

系統(tǒng)的流量（流速）減小，吸水管的水頭損失隨之減小。

3.結(jié)語

從以上分析可以看出，水泵和排水系統(tǒng)故障都能從真空表和壓力表的讀數(shù)變化中反映出來，因此，觀察‘‘兩表”讀數(shù)變化特征，再結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行具體問題具體分析，就能準(zhǔn)確診斷水泵和排水系統(tǒng)的故障，從而找出相應(yīng)的處理措施，保證排水系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。