［摘要］為了提升高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的建設(shè)水平，首先分析了路基內(nèi)部的水分來源，其次分析了高速公路改擴(kuò)建工程的中央分隔帶、路面、路基排水常用設(shè)施的特點(diǎn)及作用機(jī)理，最后依托某高速公路項(xiàng)目，利用有限元軟件Geostudio對(duì)綜合排水措施的處治效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為類似工程防排水提供參考。

［關(guān)鍵詞］高速公路；路基加寬；防排水

安徽省淮北平原面積為3.74萬km2，占全省總面積的26.8%；耕地面積210萬hm2，占全省耕地面積的50%。是安徽省重要的商品糧、棉、油生產(chǎn)基地?；幢钡貐^(qū)地處南北氣候過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，水土光熱資源較為豐富，適宜多種農(nóng)作物的生長。多年平均降水量為770~950mm，自北向南遞增；降水的年際和年內(nèi)分布不均，年際降水最大與最小比值達(dá)3~4，年內(nèi)降水則主要集中在汛期，6—9月份的降雨量約占全年總雨量的60%~70%，且多以暴雨形式出現(xiàn)，易形成洪澇災(zāi)害。降水時(shí)空分布懸殊的特點(diǎn)是造成本地區(qū)旱澇災(zāi)害的主要原因之一?；幢钡貐^(qū)屬緩坡平原，存在洪、澇、漬、旱多種自然災(zāi)害。70多年來的治水歷程，經(jīng)歷了1958年“河網(wǎng)化”的失敗和1978年強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)“井灌化”的挫折，也取得了二十世紀(jì)五六十年代提高防洪能力、八十年代“除澇配套”建設(shè)的顯著成效。這些正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)充分說明，淮北平原的水利綜合治理有其自身的發(fā)展規(guī)律。防洪除澇是平原區(qū)治水的基礎(chǔ)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全保障。其治水的指導(dǎo)思想必須是洪、澇、漬、旱統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理。本文主要對(duì)淮北平原區(qū)農(nóng)田排水系統(tǒng)的規(guī)劃進(jìn)行探討。

一、農(nóng)田對(duì)排水的要求

農(nóng)田排水的任務(wù)是排除農(nóng)田中過多的地面水和地下水，減少積水時(shí)間和深度，控制地下水位，為農(nóng)作物生長創(chuàng)造良好環(huán)境。1.農(nóng)田對(duì)排水的要求對(duì)于較大的降雨，要能及時(shí)排除由于暴雨產(chǎn)生的田面積水，減少淹水時(shí)間和淹水深度，以保證作物正常生長。實(shí)踐證明，農(nóng)作物淹水時(shí)間和淹水深度有一定的限度，超過了將會(huì)減產(chǎn)，甚至死亡。作物耐澇能力與作物類別、品種、生長階段等因素有關(guān)，一般規(guī)律是水生作物強(qiáng)于旱作物、高桿作物強(qiáng)于低桿作物。多數(shù)農(nóng)作物的耐淹水深5~15cm，耐淹時(shí)間1~3天。2.農(nóng)田對(duì)防漬的要求作物忍受過多土壤水分的能力稱為作物耐漬能力。它和作物的種類及生長階段、土壤物理?xiàng)l件、氣溫等因素有關(guān)。各種作物的耐漬能力是不同的，一般來說，需水多的作物強(qiáng)于需水少的，淺根的作物強(qiáng)于深根的，同一作物生育前期強(qiáng)于后期。在工程措施中，一般用降低地下水位的辦法達(dá)到改變土壤水分過多的目的。農(nóng)作物防漬臨界深度一般為0.5~1.5m。

二、排水標(biāo)準(zhǔn)

【摘要】作為城市建設(shè)的重要組成部分，城市給水排水系統(tǒng)具有很強(qiáng)的基礎(chǔ)性作用，只有做好城市給水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作，才能使其發(fā)揮積極作用，促進(jìn)城市科學(xué)和健康發(fā)展。論文對(duì)城市給水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃進(jìn)行了研究和探討，在分析城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃存在問題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就如何促進(jìn)城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃取得更好的成效提出了有針對(duì)性的優(yōu)化對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】城市建設(shè)；給水排水系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與規(guī)劃；優(yōu)化策略

1引言

隨著我國城市建設(shè)的加速推進(jìn)，城市化呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，同時(shí)，作為城市建筑重要基礎(chǔ)的城市給水排水系統(tǒng)也越來越受到重視。從當(dāng)前城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的整體情況來看，盡管與過去相比有了一定的進(jìn)步，而且也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，但在具體的實(shí)施過程中，一些地方在進(jìn)行城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的過程中還存在一些不到位的方面，直接導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)的綜合功能無法發(fā)揮充分作用，制約了城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，甚至在一定程度上導(dǎo)致城市建設(shè)的綜合功能、整體水平不高。這就需要在開展城市建設(shè)的過程中，將城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃納入城市建設(shè)體系，堅(jiān)持問題導(dǎo)向和系統(tǒng)思維，著眼于解決城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃存在的突出問題，采取更加科學(xué)、系統(tǒng)、有效的措施與方法，最大限度提升城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的整體水平，進(jìn)而為城市可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃存在的問題

2.1城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃缺乏科學(xué)性。從當(dāng)前一些地方城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的整體情況來看，存在的突出問題就是缺乏科學(xué)性，直接導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)無法發(fā)揮積極作用，甚至在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了很多問題。有的地方在開展城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的過程中，不注重戰(zhàn)略性設(shè)計(jì)，特別是存在站位不高、缺乏長遠(yuǎn)性的問題，整體設(shè)計(jì)缺乏50～100年規(guī)劃，導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)受到一定的制約，不利于未來科學(xué)和健康發(fā)展。有的地方不注重對(duì)城市給水排水系統(tǒng)進(jìn)行立體化、全方位、綜合性設(shè)計(jì)，如在排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃方面沒有從防洪的角度入手進(jìn)行設(shè)計(jì)，一旦遇到大雨極易出現(xiàn)內(nèi)澇。深入分析城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃缺乏科學(xué)性的原因，最根本的就是一些地方缺乏長遠(yuǎn)考慮和戰(zhàn)略思維，需要引起重視并認(rèn)真加以改進(jìn)。2.2城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃缺乏協(xié)調(diào)性。城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃存在的問題除了缺乏科學(xué)性之外，有些城市在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中缺乏協(xié)調(diào)性，特別是不注重將城市給水排水系統(tǒng)與整個(gè)城市建設(shè)進(jìn)行同步設(shè)計(jì)與規(guī)劃，直接導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃落后于城市建設(shè)與發(fā)展。例如，一些污水提升泵站的設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性和合理性，因而對(duì)污水管的埋深造成嚴(yán)重影響；再如，一些地方在進(jìn)行城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的過程中，不注重對(duì)整個(gè)城市規(guī)劃進(jìn)行深入的研究，而且在系統(tǒng)規(guī)劃方面也不夠到位，各個(gè)部門之間缺乏有效協(xié)調(diào)配合，進(jìn)而使城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的整體性不強(qiáng)，直接導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃無法滿足城市未來發(fā)展的需要。2.3城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃缺乏系統(tǒng)性。對(duì)于城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃來說，還要更加重視系統(tǒng)性，但目前一些城市在這方面還沒有給予重視，由于城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃缺乏系統(tǒng)性，直接導(dǎo)致其功能受到了較大的影響。部分城市在開展城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的過程中，沒有對(duì)道路建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市住宅以及各類地上和地下設(shè)施進(jìn)行綜合考慮，直接導(dǎo)致城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃不具備互動(dòng)性和融合性，這也為城市給水排水施工造成了一定的不良影響，甚至對(duì)后期維護(hù)十分不利。部分城市在開展城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的過程中不注重進(jìn)行深入的調(diào)查研究與分析論證，如沒有將城市給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃納入循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系當(dāng)中，在促進(jìn)城市給水排水系統(tǒng)綠色、環(huán)保、節(jié)能發(fā)展等方面也缺乏有效性。

摘要：針對(duì)目前煤礦井下排水系統(tǒng)存在自動(dòng)化程度低、設(shè)備運(yùn)行能耗大、水泵啟停頻繁的問題，對(duì)礦井自動(dòng)排水系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了正壓給水方式下以PLC控制為主、三維模糊控制為輔的煤礦排水系統(tǒng)，同時(shí)介紹了系統(tǒng)硬件組成以及三維模糊控制器的設(shè)計(jì)過程。在MATLAB中建立模型仿真驗(yàn)證了三維模糊控制器的響應(yīng)速度優(yōu)于二維模糊控制器。井下試驗(yàn)結(jié)果表明，使用新的控制策略后，水位變化呈現(xiàn)更加理想的W形，水泵啟停次數(shù)較改進(jìn)前也有所減少，在節(jié)約電能的同時(shí)延長了水泵的使用壽命。

關(guān)鍵詞：礦井排水；自動(dòng)控制；控制策略；正壓給水

礦井排水系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的以繼電器控制、用人工檢測水倉水位及設(shè)備運(yùn)行狀況的方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。近年來，關(guān)于自動(dòng)化煤礦排水系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展。自動(dòng)化程度較高的排水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測井下水倉水位和涌水速率，并以此確定開啟幾臺(tái)水泵進(jìn)行排水；根據(jù)水泵運(yùn)行效率、當(dāng)前電價(jià)計(jì)費(fèi)時(shí)段，確定開啟哪臺(tái)水泵同時(shí)記錄這臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間。因?yàn)榕潘到y(tǒng)非線性、時(shí)變的特性，所以很難通過建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型達(dá)到控制要求。與傳統(tǒng)控制不同，模糊控制不需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型就可以做出控制決策。目前，控制系統(tǒng)中二維模糊控制器的使用最為廣泛。由于二維模糊控制在消除穩(wěn)態(tài)誤差方面存在一定限制，所以控制性能相對(duì)較差。相比于二維模糊控制，三維模糊控制增加了變量輸入，細(xì)化了模糊控制規(guī)則，能夠更好地反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。本文使用三維模糊控制方法對(duì)礦井排水策略進(jìn)行研究。

1礦井排水控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

（1）系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)以西門子S7-1200PLC為核心控制器，結(jié)合液位、溫度、流量、壓力、真空度等傳感器，對(duì)整體泵房內(nèi)各種設(shè)備的參數(shù)如水位、水泵和管路進(jìn)出口壓力、電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。PLC對(duì)采集的水位、涌水速度及各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理，根據(jù)實(shí)際工況將控制指令傳送至電動(dòng)閥門和水泵開關(guān)，控制相應(yīng)水泵的啟停、排水管路切換。排水系統(tǒng)采用正壓給水的方式進(jìn)行排水，即在主排水泵前端串聯(lián)1臺(tái)等流量低揚(yáng)程的潛水泵給主排水泵提供正向壓力水，串聯(lián)后水泵組的流量不變，總揚(yáng)程提高。理論上，當(dāng)泵的必須蝕余量遠(yuǎn)小于泵的有效汽蝕余量時(shí)，水泵不會(huì)發(fā)生汽蝕，所以泵組啟動(dòng)時(shí)先啟動(dòng)潛水泵，待水流穩(wěn)定后，再啟動(dòng)主排水泵。這樣，礦井水在進(jìn)入主排水泵之前就具有了一定的壓力，從汽蝕產(chǎn)生原理上改善了主泵的汽蝕，延長水泵的壽命。（2）系統(tǒng)硬件控制系統(tǒng)硬件選擇是非常重要的，它不僅影響系統(tǒng)檢測精度，還影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。排水系統(tǒng)的硬件主要由礦用隔爆兼本安型PLC控制箱、礦用本安型溫度、壓力、液位、流量傳感器、電動(dòng)閘閥等設(shè)備構(gòu)成?？删幊炭刂破鬟x擇S7-1200，CPU模塊選擇1241C。控制系統(tǒng)能夠同時(shí)采集開關(guān)量和模擬量信息，把采集到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控上位機(jī)，同時(shí)按照監(jiān)控中心輸送來的控制命令，以開關(guān)量的形式控制水泵的運(yùn)行工作?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2三維模糊控制策略

論文關(guān)鍵詞：給水排水工程區(qū)域規(guī)劃優(yōu)化

論文摘要：分析了傳統(tǒng)給水排水工程規(guī)劃存在的問題及其對(duì)目前我國城市水資源環(huán)境的影響，指出為了實(shí)現(xiàn)水資源環(huán)境的良性循環(huán)，應(yīng)采取統(tǒng)一的、綜合的和優(yōu)化的給水排水規(guī)劃。通過合理選擇各類水資源及供水模式、優(yōu)化配置給水排水工程設(shè)施，能夠達(dá)到滿足用水、減少污染、提高效益、降低費(fèi)用的目的。

目前，我國城市水資源短缺和水環(huán)境惡化嚴(yán)重，除了自然因素以及人口增長，城市化、工業(yè)化進(jìn)程加快，建設(shè)資金嚴(yán)重不足，一些中心城市規(guī)模過大等原因外，還存在著一個(gè)不容忽視的因素，即給水排水工程的規(guī)劃觀念落后于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，而且規(guī)劃研究方法有待改進(jìn)。

一、傳統(tǒng)給水排水系統(tǒng)規(guī)劃存在的問題

目前，給水排水系統(tǒng)規(guī)劃已從早期的以單一費(fèi)用指標(biāo)為目標(biāo)，對(duì)單一設(shè)施或者個(gè)別河段進(jìn)行中、短期的被動(dòng)單一工程開發(fā)對(duì)策，發(fā)展到了多部門參與的以“凈效益”為代表的以單指標(biāo)為目標(biāo)，對(duì)區(qū)(流)域進(jìn)行長期、中期、短期一體化的多工程開發(fā)對(duì)策，并取得了巨大的進(jìn)步。然而給水排水這2個(gè)領(lǐng)域規(guī)劃的某些觀念和方法仍然存在不足之處。過去幾十年的發(fā)展，形成了城市建設(shè)注重給水、偏廢排水，忽略生態(tài)用水，對(duì)有限的水資源一味開采、利用，卻缺乏有效保護(hù)的現(xiàn)狀，造成水資源短缺和水環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化。而且由于缺乏區(qū)域統(tǒng)籌規(guī)劃，各城市僅關(guān)注本城市可獲取的水量、水質(zhì)及水系的上下游問題，結(jié)果常常出現(xiàn)城市之間污染轉(zhuǎn)嫁、上游城市過度開發(fā)形成斷流，從而導(dǎo)致整個(gè)流域或區(qū)域用水日趨緊張的局面。由此可見，違背自然規(guī)律，不僅造成自然界水資源的惡性循環(huán)，同時(shí)也使人類對(duì)于水的開發(fā)利用陷于困境。

二、樹立區(qū)域(或流域)給水排水工程綜合規(guī)劃的觀念

摘要：本文以市政雨水排水系統(tǒng)為研究視角，從路基、路面、綠化帶三個(gè)方面，梳理了系統(tǒng)的改進(jìn)需求；在路基、行車道、路面、綠化多個(gè)視角，給出了系統(tǒng)改進(jìn)方案；探索了系統(tǒng)其他改進(jìn)策略：提高管線平面設(shè)計(jì)的合理性、排水管網(wǎng)雨污分流新建與改造、積極使用復(fù)合管材、有效融合智能技術(shù)，確保排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：排水系統(tǒng)；路面排水；綠化帶排水

0引言

近年來城市內(nèi)澇頻頻發(fā)生，城市內(nèi)澇對(duì)交通安全、城市衛(wèi)生、城市生態(tài)系統(tǒng)造成極大的影響和破壞，同時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。而城市內(nèi)澇形成的最主要原因之一即城市排水系統(tǒng)的不合理。市政排水系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，直接影響了人們生活質(zhì)量。因此，在排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要使用科學(xué)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低不合理設(shè)計(jì)帶來的風(fēng)險(xiǎn)幾率。

1市政雨水排水系統(tǒng)的改進(jìn)需求

1.1路基排水需求

室外排水系統(tǒng)是城市小區(qū)公共設(shè)施的主要組成部分，對(duì)小區(qū)的環(huán)境及市民的生活有著重要的影響。因此，在城市小區(qū)的建設(shè)中，加強(qiáng)對(duì)室外排水系統(tǒng)的建設(shè)，完善小區(qū)排水管道及網(wǎng)管的分布，并采用合理的施工方案進(jìn)行室外排水系統(tǒng)的施工建設(shè)就成了小區(qū)發(fā)展和建設(shè)的題中之義。

1小區(qū)室外排水系統(tǒng)的組成

從整體上看，城市排水系統(tǒng)可以分為污水排水、雨水排水這兩類。如果兩種系統(tǒng)合用一套管路系統(tǒng)排水，就稱為合流排水體制；如果兩種系統(tǒng)各用一套管路系統(tǒng)排水，就稱為分流制排水體制。

1.1污水排水系統(tǒng)室外污水排水系統(tǒng)主要由管道、泵站、出水口等部分組成，根據(jù)實(shí)際情況還會(huì)設(shè)置局部污水處理構(gòu)筑物。排水管道的主要負(fù)責(zé)把污水的收集和運(yùn)輸，通常為了避免污水在重力作用下流動(dòng)時(shí)管道埋深過大而在中途設(shè)置中途泵站，最后通過末端泵站將污水提升送至污水處理廠。污水在污水處理廠進(jìn)行有害物質(zhì)的去除后，再將污水回用(農(nóng)灌或回用于某些工業(yè)企業(yè))或排入水體。而出水口的作用是將經(jīng)過污水處理廠處理的污水排入水體。

1.2雨水排水系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)主要由雨水口、雨水管道、雨水泵站和出水口這幾個(gè)部分組成。為收集房屋、院落和街道上的雨水，雨水口一般設(shè)在道路兩旁，它是城市雨水系統(tǒng)的起端。而泵站也是根據(jù)實(shí)際的需要分為中途泵站和末端泵站。中途泵站的作用主要是為了防止管道埋深過大；末端泵站的作用是解決河水水位高于雨水管道，導(dǎo)致雨水不能自行流人的狀況。而出水口則負(fù)責(zé)將雨水直接排入水體。

2小區(qū)排水管網(wǎng)

摘要：為了探究底閥對(duì)煤礦主排水系統(tǒng)的影響，分別對(duì)主排水系統(tǒng)組件采用有、無底閥的兩種方案進(jìn)行計(jì)算和分析。結(jié)果表明：底閥會(huì)使煤礦主排水系統(tǒng)的可靠性和安全性下降，無底閥時(shí)水泵吸程和主排水系統(tǒng)的效率與有底閥時(shí)相比分別提高了3207％和03％；二者在安裝檢修和土建成本等方面，無底閥的應(yīng)用明顯優(yōu)于有底閥；在煤礦井下主排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用過程中，應(yīng)盡量避免采用底閥為水泵引水，宜采用無底閥的真空泵加射流泵引水方式。

關(guān)鍵詞：離心泵；底閥；煤礦安全；排水系統(tǒng)

目前，在我國煤礦井下排水系統(tǒng)中，大多采用帶有射流引水或底閥裝置的臥式多級(jí)離心泵作為主要設(shè)備［1］。一般的非潛水式離心泵采用射流引水裝置或者在進(jìn)口管末端配置底閥，是因?yàn)楦墒桨惭b的離心泵沒有自吸能力，只有在其葉輪完全注滿水后，泵體才能形成必要的真空度，從而實(shí)現(xiàn)正常排水。在排水作業(yè)的工作環(huán)境中，離心泵的運(yùn)行是不連續(xù)的，所以啟動(dòng)前必須向泵內(nèi)引水。煤礦主排水系統(tǒng)中泵組引水的常用方法有：預(yù)制貯水箱向水泵注水、淹沒式泵房注水、潛水泵向主泵注水、利用真空泵注水、利用排水母管的靜壓水用射流泵注水以及利用底閥為主泵引水等［2－4］。根據(jù)《煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50451－2008）要求：吸入式離心水泵當(dāng)具備無底閥引水條件時(shí)，宜采用無底閥射流引水方式［5］。但是，目前許多已經(jīng)具備用無底閥射流方式引水的礦井中，仍采用底閥為主泵引水。雖然，在離心泵進(jìn)口管末端配置底閥是引水的傳統(tǒng)方式，但是底閥具有天然的缺陷［6－7］。本文將探究利用底閥為泵組引水對(duì)煤礦主排水系統(tǒng)可靠性、安全性、泵吸程以及效率等方面的不利影響，以期為煤礦主排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和使用過程中提供有價(jià)值的參考。

1底閥對(duì)排水系統(tǒng)可靠性的影響

底閥，也被稱為逆止閥，是一種低壓平板閥，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。底閥的主要作用是保證液體在吸入管道中單向流動(dòng)，使泵正常工作；并且當(dāng)泵短時(shí)間停止工作時(shí)，使液體不能返回水源箱，保證吸水管內(nèi)充滿液體，以利于泵的啟動(dòng)。底閥在閥蓋上設(shè)有多個(gè)進(jìn)水口，以降低底閥的堵塞幾率，并配有篩網(wǎng)，以減少雜物的流入，一般適用于清潔介質(zhì)，粘度和顆粒度過大的介質(zhì)不宜使用底閥。大型底閥有較大的質(zhì)量和體積，占用吸水井的有效空間，底閥到井底和井壁都有尺寸要求，勢必增加吸水井的尺寸，導(dǎo)致增加土建成本。大型底閥在安裝、檢修時(shí)，需要起吊設(shè)備，從吸水井中起吊底閥，極為不便。在煤炭開采過程中，地下水與煤層、巖層直接接觸，加上人類活動(dòng)的影響，礦井水含有泥沙、爆破管等纏繞物。隨著開采活動(dòng)的增加，礦井水中的顆粒物含量、纏繞物、pH值、硫酸根離子以及氯離子等成分差別較大，所以底閥在使用過程中，容易發(fā)生閥桿和閥瓣密封面銹蝕、卡異物、密封不嚴(yán)等不良情況，嚴(yán)重影響主排水系統(tǒng)的可靠性。

2底閥對(duì)排水系統(tǒng)安全性的影響

摘要：給排水系統(tǒng)是石化企業(yè)運(yùn)行的重要內(nèi)容。以現(xiàn)階段石化企業(yè)工作情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來給排水系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)，明確新時(shí)展對(duì)石化企業(yè)提出的要求，分析如何進(jìn)行石化給排水系統(tǒng)規(guī)劃工作，明確其中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以此在石化企業(yè)安全工作奠定基礎(chǔ)保障。

關(guān)鍵詞：石化；給排水系統(tǒng)；規(guī)劃設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

1引言

從改革開放以來，我國國民經(jīng)濟(jì)水平越來越高，不管是日常生活方式還是個(gè)人習(xí)慣都產(chǎn)生了新的變化，此時(shí)各行企業(yè)要想在競爭越發(fā)激烈的市場環(huán)境中占據(jù)重要的地位，必須要強(qiáng)化自身的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目。對(duì)石化企業(yè)而言，其在生產(chǎn)和加工中會(huì)消耗大量水資源，為了響應(yīng)國家提出的節(jié)能減排要求，必須要加大對(duì)給排水系統(tǒng)規(guī)劃工作的關(guān)注。因此，下面對(duì)石化給排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行深入探索。

2背景介紹

因?yàn)槭突て髽I(yè)生產(chǎn)工作具有特殊性，所以生產(chǎn)設(shè)備中的給排水系統(tǒng)也與建筑、市政等領(lǐng)域的系統(tǒng)規(guī)劃存在一定偏差。簡單來說，石化企業(yè)是以天然氣、石油及其他產(chǎn)品為原材料，通過引用物理化學(xué)與機(jī)械加工的方式，獲取多種石油化工產(chǎn)品的工業(yè)。具體生產(chǎn)特點(diǎn)分為以下幾點(diǎn)：其一，產(chǎn)品與中間品的類型較多，特點(diǎn)各異，且產(chǎn)品的專業(yè)性極強(qiáng)。通常情況下，石化產(chǎn)品包含塑料三大合成材料、基本有機(jī)原料及有機(jī)溶劑等；其二，在生產(chǎn)建設(shè)期間，有毒性、易燃易爆物品過多；其三，生產(chǎn)步驟復(fù)雜，設(shè)備應(yīng)用數(shù)量多，并且內(nèi)部設(shè)計(jì)緊密，應(yīng)用閥門和管線等非常煩瑣；其四，生產(chǎn)連續(xù)性過高，在實(shí)踐操作中屬于流程型生產(chǎn)，各個(gè)環(huán)節(jié)可以彼此引導(dǎo)【1】。一般來說，石化生產(chǎn)會(huì)引用聯(lián)合裝備，通過生產(chǎn)自動(dòng)化連續(xù)操作，因此在工作中若是某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，很容易產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，并帶來毀滅性災(zāi)害；其五，如果石化企業(yè)出現(xiàn)火災(zāi)，勢必會(huì)引發(fā)爆炸燃燒等嚴(yán)重危害，此時(shí)若得不到有效控制，還會(huì)增加危害波及范圍；其六，消防工作難度高。企業(yè)應(yīng)用設(shè)備的爆炸性強(qiáng)，且受燃燒物理性質(zhì)的影響，可燃液體與氣體過多，這樣很容易在火災(zāi)現(xiàn)場出現(xiàn)過大的擴(kuò)散性和流動(dòng)性，進(jìn)而提升火災(zāi)補(bǔ)救的難度；其七，火災(zāi)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。石化企業(yè)在發(fā)生火災(zāi)后，最為關(guān)鍵的就是由設(shè)備引發(fā)的直接經(jīng)濟(jì)損耗與停工期間帶來的間接經(jīng)濟(jì)損耗。若是發(fā)生火災(zāi)過于嚴(yán)重，還會(huì)帶來不可控的社會(huì)影響。

1降低排水噪音的材料和方法

隨著普通隨插鑄鐵排水管的淘汰，排水管道普遍使用塑料管道，特別是±0.00以上部分，但是普通UPVC管道的排水噪音要比鑄鐵管高約10dB，若排水立管靠近臥室加上現(xiàn)澆樓板的隔音效果較差，住戶明顯感覺到排水管道的噪音，降低了生活質(zhì)量，所以在進(jìn)行建筑給排水設(shè)計(jì)時(shí)，衛(wèi)生間的排水立管要盡量考慮遠(yuǎn)離臥室和客廳，管材考慮新型降噪產(chǎn)品。建議管道材料為芯層發(fā)泡UPVC和UPVC螺旋管。

2吸氣閥的應(yīng)用

我們在施工中，經(jīng)常會(huì)遇到排水透氣管無法直接穿越頂板伸出屋面的情況，或透氣管上部屋面為上人屋面，而不能透氣立管直接設(shè)置在屋面上，我們知道，若排水管道不設(shè)透氣管，則容易降低排水流量，并使排水管道內(nèi)形成負(fù)壓，破壞水封，若在立管頂部設(shè)置吸氣閥即可解決，該閥負(fù)壓時(shí)開啟吸氣，正壓時(shí)關(guān)閉，臭氣無法逸進(jìn)室內(nèi)，該閥還有如下作用：替代室外通氣帽，建設(shè)屋面干凈美觀；替代環(huán)形通氣管及通氣立管，節(jié)約空間；作為排水檢查口，便于疏通管道。

3同層排水應(yīng)用

在日常施工和維修中，經(jīng)常會(huì)遇到由于管材質(zhì)量或施工不當(dāng)，造成排水支管漏水，或在進(jìn)行排水支管施工時(shí)，破壞了衛(wèi)生間的防水層，排水支管穿過衛(wèi)生間樓板處，因?yàn)樘幚聿划?dāng)造成衛(wèi)生間漏水等現(xiàn)象，這除了我們具體施工人員在施工過程中注意提高工程質(zhì)量，改變排水支管的布置方式，也是解決衛(wèi)生間漏水的重要方法。常規(guī)的衛(wèi)生間排水支管都布置在衛(wèi)生間樓板下，當(dāng)該部分排水支管或衛(wèi)生間樓板發(fā)生漏水現(xiàn)象時(shí)，通常會(huì)給下層住戶造成一定的影響，現(xiàn)在有一種叫同層排水的布管方式，可以從根本上解決上述問題。此布管方式的具體做法是：提高衛(wèi)生間的地面高度（實(shí)際高度隨選用的排水管材料及實(shí)際的布管方式而定），例如：當(dāng)使用HDPE管時(shí)即高密度聚乙烯管，所需高度為100-150mm，按施工圖的設(shè)計(jì)將管道設(shè)在樓板內(nèi)，在隱蔽前，對(duì)該部分排水支管進(jìn)行灌水試驗(yàn)，并報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，然后，填充砂漿覆蓋管道即可。

摘要：根據(jù)常見的礦山排水方式、排水系統(tǒng)組成單元、離心式水泵排水工藝、控制系統(tǒng)主要功能、控制方案及實(shí)現(xiàn)方式，以某金屬礦山井下排水系統(tǒng)遠(yuǎn)程集控改造為背景，設(shè)計(jì)了礦山排水控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PLC、檢測單元和執(zhí)行單元改造、WinCC軟件為建設(shè)平臺(tái)，通過水倉水位、主管道壓力和流量、閥門開度感知等數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程自動(dòng)對(duì)喂水泵、離心泵、電動(dòng)閘閥和流量開關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了礦山排水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

關(guān)鍵詞：礦山排水；PLC；自動(dòng)輪換

排水系統(tǒng)作為井下礦山“八大”系統(tǒng)之一，在礦井安全生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，排水系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行是礦山正常生產(chǎn)和防止“淹井”的先決條件。因此，《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》將排水系統(tǒng)負(fù)荷列為井下礦山一級(jí)負(fù)荷，并對(duì)水泵房水泵配置提出了同一水泵房必須配置3臺(tái)同型號(hào)水泵，以滿足“一用、一備、一檢修”的要求。水泵控制系統(tǒng)作為排水系統(tǒng)的控制核心，其先進(jìn)性、可靠性和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。目前大多數(shù)國內(nèi)礦山井下排水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的繼電器手動(dòng)控制，泵站的啟停和調(diào)度完全依賴于工人的經(jīng)驗(yàn)和手工操作，自動(dòng)化程度較低，可靠性差。筆者借助某礦井下泵站升級(jí)改造，通過采用PLC、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)了一套礦山井下泵站無人值守的排水控制系統(tǒng)，并通過現(xiàn)場應(yīng)用表明系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化水平有了顯著提升。

1礦山排水控制系統(tǒng)

1.1礦山排水系統(tǒng)

金屬非金屬地下礦山常見的排水方式主要有自流式和揚(yáng)升式。自流式排水一般僅用于平硐開拓的礦山；揚(yáng)升式排水需要借助水泵將礦井涌水揚(yáng)送至地面或坑外，適用于豎井或斜井開拓的礦山。揚(yáng)升式排水系統(tǒng)分為集中排水系統(tǒng)和分段排水系統(tǒng)。集中排水系統(tǒng)是指礦井上部涌水通過自流至井底主排水泵房的水倉中，然后由主排水設(shè)備集中排至地面；分段排水系統(tǒng)是指深井開采時(shí)，若水泵的揚(yáng)程不足以把水直接排至地面，可在礦井中部設(shè)置泵房和水倉，把水先排至中部水倉，再排至地面。地下礦山排水系統(tǒng)主要包括水泵房、排水設(shè)備、管線及水倉等。水泵常采用吸入式吸水，即水泵位于水倉上方，靠水泵產(chǎn)生的負(fù)壓引水。海拔較高的區(qū)域常采用安裝在排水泵吸水管路上的喂水泵喂水。離心式排水系統(tǒng)如圖1所示。排水設(shè)備主要由水泵(一般為離心式水泵)、電動(dòng)機(jī)、喂水泵、檢測器件、驅(qū)動(dòng)及控制單元、管路及管路附件等組成。