鐵礦離心泵的固體磨損與防治

目前，在鐵礦采掘工作面使用的排水泵中，專門排泥沙的產(chǎn)品是空白。無(wú)論泥沙多少，普遍使用的依然是傳統(tǒng)的分段式多級(jí)清水離心泵。因此，磨損嚴(yán)重，水泵過早報(bào)廢，不但增加了成本，還常常直接影響生產(chǎn)進(jìn)度。

　　由于采煤工作面和掘進(jìn)工作面都不可能單獨(dú)設(shè)置沉淀泥沙的水倉(cāng)，無(wú)法就地清除泥沙等固體顆粒，所以，要解決用“清水泵”排泥沙的問題，暫時(shí)只能在提高易損件的材料性能上想想辦法，最終還要在徹底改變排水泵結(jié)構(gòu)上大做文章。這方面的專業(yè)研究工作，已持續(xù)多年，目前依然在緊張地進(jìn)行。

　　研究發(fā)現(xiàn)，固體顆粒對(duì)離心泵的磨損，在特定環(huán)境下，遵守著某種規(guī)律。把這一規(guī)律展現(xiàn)在我們面前，對(duì)癥下藥，就能找到較理想的解決方案。

1、工作面水樣采集，固體重量比測(cè)定：

經(jīng)觀測(cè)，采煤工作面的涌水中，固體顆粒的含量隨著回采循環(huán)作業(yè)內(nèi)容的改變而變化，因而，具有周期性。

　　一般情況下，在采前準(zhǔn)備結(jié)束，采煤作業(yè)開始之前，固體顆粒含量最少。采煤作業(yè)即將結(jié)束時(shí)，含量最多。采集水樣時(shí)，為了既減少采集次數(shù)，又能說明問題，可在正式開采前30分鐘內(nèi)采集一次，在采煤作業(yè)結(jié)束前30分鐘內(nèi)再采集一次。采集水樣的地點(diǎn)在采煤工作面下端頭，或在溜子道安裝的排水泵自己?jiǎn)为?dú)的出水口。

一般情況下，在巖石平巷掘進(jìn)工作面的涌水中，在多臺(tái)鑿巖機(jī)集中打眼之前，固體顆粒含量最少。在爆破之后，在出巖作業(yè)的后三分之一時(shí)間內(nèi)，固體顆粒含量最多。在這兩個(gè)時(shí)段內(nèi)分別采集水樣。采集地點(diǎn)在扒渣機(jī)或鏟斗裝巖機(jī)工作地點(diǎn)之后10m之內(nèi)， 或在該工作面排水泵自己?jiǎn)为?dú)的出水口。

　　上面所采集的水樣，每次重2kg±0.2kg。稱過重量后，采用過濾法，用過濾紙濾出水樣中的全部固體顆粒。烘干后，稱出固體顆粒重量，則水樣的固體重量（百分比）比Cow為：

                           固體重量
                  Cow = -------------------- H % 
                          固、液混合物總重

　　水樣的固體重量比Cow在《漿體與粒狀物料輸送水利學(xué)》（費(fèi)祥俊著）中被定義為“重量比固體濃度”，習(xí)慣用于輸送工業(yè)漿體。本文簡(jiǎn)稱為固體重量比，現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)習(xí)慣稱為泥沙重量比。

　　一般情況下，當(dāng)一個(gè)工作面的涌水量小于10m3/h，固體重量比Cow明顯增大；涌水量大于80m3/h，固體重量比Cow明顯減小在同一礦井，在具有標(biāo)志性的煤層、巖層中大量采集水樣，便可以得到該礦井涌水中固體顆粒含量的一般規(guī)律。再根據(jù)涌水、巖體的特性和破碎程度、松散顆粒遇水后的反應(yīng)等進(jìn)一步分析整理，便可以用來(lái)指導(dǎo)排水設(shè)計(jì)和排水管理。表1是從現(xiàn)場(chǎng)獲得的一組綜合數(shù)據(jù)。

2、心泵磨損部位及磨損過程

1  多級(jí)離心泵的磨損部位

目前，礦用多級(jí)離心泵磨損最嚴(yán)重的部位是平衡盤，然后依次是葉輪口環(huán)、盤根套、中段的軸孔襯套等。

　　一般固體顆粒不會(huì)把泵體外殼磨穿，不會(huì)把葉輪外徑磨小，也不會(huì)把葉片磨短。平衡盤磨損后變薄，使轉(zhuǎn)子向電機(jī)方向（向前)的竄量超限，從而產(chǎn)生連鎖損壞。葉輪口環(huán)和中段軸套磨損后，密封間隙變大，使離心泵出水不足或不出水,有時(shí)還拌 有強(qiáng)烈的震動(dòng)。

2  平衡盤的磨損過程

平衡盤有軸向端面跳動(dòng)，泵體平衡板也有軸向端面跳動(dòng)。平衡盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，會(huì)在轉(zhuǎn)到某一角度時(shí)，局部出現(xiàn)軸向間隙的最大間隙或最小間隙。平衡盤的平衡狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的，泵的轉(zhuǎn)子在某一平衡位置會(huì)前后作軸向脈動(dòng)。工況點(diǎn)改變時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)自動(dòng)移到新的平衡位置作軸向脈動(dòng)。這種軸向端面跳動(dòng)和軸向脈動(dòng)疊加后，軸向間隙b0 便具有局部的動(dòng)態(tài)最大間隙b0max 和最小間隙b0min 。