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排水系統(tǒng)組成及對應(yīng)功能（排水系統(tǒng)組成及對應(yīng)功能圖）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-24 20:15:57 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 920

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于排水系統(tǒng)組成及對應(yīng)功能的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、虹吸排水系統(tǒng)的虹吸排水系統(tǒng)組成部分
2、屋頂綠化主要構(gòu)造和技術(shù)手段？
3、石化企業(yè)排水系統(tǒng)和安全措施設(shè)計(jì)？
4、煤礦自動化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用？

排水系統(tǒng)組成及對應(yīng)功能（排水系統(tǒng)組成及對應(yīng)功能圖）

一、虹吸排水系統(tǒng)的虹吸排水系統(tǒng)組成部分

用于虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的雨水斗。它具有氣水分離、防渦流等功能。其斗前水深可有效控制，當(dāng)斗前水位穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)水深時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)形成虹吸滿管壓力流。

一般來說，雨水斗的設(shè)計(jì)是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計(jì)要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。

標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格柵頂蓋(PE)組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護(hù)帽，微型加熱電圈等配件。雨水斗額定流量分12L/s 、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，最常用的為25L/s和40L/s兩種額定流量的雨水斗。

壓力流(虹吸式)雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面層中，上部蓋有進(jìn)水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側(cè)面進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時(shí)，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進(jìn)入同時(shí)消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進(jìn)入排水管。虹吸式雨水斗最大限度減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至最小，同時(shí)提高了雨水斗的額定流量。目前比較領(lǐng)先的產(chǎn)品，完全可以做到部分通用。它的最大優(yōu)點(diǎn)在于對于不同功能及材料的屋頂系統(tǒng)，產(chǎn)品具有廣泛的適用性。換句話說，一種雨水斗通過于相應(yīng)的配件組合就能適合不同的屋頂，例如：混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的屋頂，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)?。雨水斗是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對于整個(gè)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)而言，最主要的就是要避免空氣通過雨水斗進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)。如果空氣直接進(jìn)入雨水斗，會在管道內(nèi)形成氣團(tuán)，這樣會大大降低系統(tǒng)排水效率，最終和傳統(tǒng)重力式排水系統(tǒng)一樣。因此，虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)所采用的雨水斗必須具有優(yōu)化設(shè)計(jì)的反渦流功能的蓋罩，防止空氣通過雨水斗入口處的水流帶入整個(gè)系統(tǒng)，并有助于當(dāng)斗前水位升高到一定程度時(shí)，形成水封完全阻隔空氣進(jìn)入。雨水斗的設(shè)計(jì)安裝也有一定嚴(yán)格的要求:

（1）雨水斗離墻至少1米。

（2）雨水斗之間距離一般不能大于20米。

（3）平屋頂上如果是沙礫層，雨水斗格柵頂蓋周圍的沙礫厚度不能大于60mm，最小粒徑必須為15mm。

（4）如果雨水斗是安裝在檐溝內(nèi)，且采用焊接件的話，檐溝的寬度至少是350mm，檐溝內(nèi)的雨水斗安裝開口為70mm x 270mm至290mm x 290mm。

（5）如果雨水管是安裝在混凝土屋頂面層內(nèi)，那么屋頂至少有160mm厚。

（6）斷面呈連續(xù)梯形的屋面雨水斗開口，為安裝固定件，尺寸必須是280mm x 280mm，如果開口大于300mm x300mm，屋頂則需加固。

（7）如果屋頂是混凝土的，雨水斗下連的雨水管管徑至少是35mm (用電焊管箍連接件連接)，與此對應(yīng)的屋頂厚度是180mm至190mm。

（8）帶隔離層的屋頂隔離層厚度至少40mm。如果隔離層厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能與管徑56mm的連接管相連的恰當(dāng)長度。管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)最主要的部分，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運(yùn)行。虹吸式系統(tǒng)作為一個(gè)特殊的排水系統(tǒng)，其管道必須保證完全的密封性和完備的防火措施，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動，抗擊沖擊外力，最大程度滿足抗溫度變化引起的形變。管道的完全抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿足。一般情況下，對于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補(bǔ)救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)一旦發(fā)生滲漏，并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)暴雨的降雨強(qiáng)度，則可能立即造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。進(jìn)而因?yàn)槲菝嬗晁疅o法及時(shí)排放，超過屋面可負(fù)荷的荷載強(qiáng)度，引起屋面坍塌。當(dāng)然，微小的不密封并不一定會造成滲漏，但是足以造成漏氣，一旦排水管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán)，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴(yán)重的甚至?xí)茐暮缥饔?。由于虹吸系統(tǒng)是利用負(fù)壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?。但是也不是完全的剛性體。因?yàn)楹缥到y(tǒng)的負(fù)壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負(fù)壓會導(dǎo)致管內(nèi)水流流速過快，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，對于金屬管道或者是金屬質(zhì)地的連接處產(chǎn)生極大的傷害（-0.09Mpa已經(jīng)接近氣蝕的臨界值）。同時(shí)負(fù)壓過高也會給系統(tǒng)帶來極大的震動，減少系統(tǒng)的使用壽命。

HDPE管材的優(yōu)良特性

HDPE管道是在熱力條件下生產(chǎn)的，材料本身的張力在制造過程中已消減，所以成品以后可能產(chǎn)生的尺寸微變不會有任何危害，將熱脹冷縮引起的危害降至最小。從物理和化學(xué)性質(zhì)上看，HDPE管道的防腐能力極強(qiáng)，不受各種酸、堿、鹽所引起的電化學(xué)反應(yīng)的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損?？箻O端溫度在 – 40c ～100c。管子重量輕，施工方便，可以事先預(yù)制，安裝工效大大提高。運(yùn)輸方便 HDPE密度低、重量輕、耐久性能好、便于運(yùn)輸及施工安裝連接方式方便靈活可采用不同的連接方法，如：對焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等。HDPE還可以和鋼管，鑄鐵管等其它管材的管道連接。只需通過專門的電加熱電焊機(jī)就可以進(jìn)行操作柔壓性好管道在外荷載作用下，不會破裂，能抵抗沖擊壓力，減少水錘沖擊破壞，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，維持虹作用的負(fù)壓抗寒性 HDPE滿管水結(jié)冰的情況下，會隨著彈性伸縮，冰融化后恢復(fù)原狀，避免了低溫結(jié)冰對管子的破壞曲繞性 HDPE具有良好的柔韌性，可蠕變。在穿越伸縮縫或受外力震動影響時(shí)，管子能隨震動偏移，不會遭到破壞導(dǎo)熱系數(shù)低 HDPE導(dǎo)熱系數(shù)低，間歇性的熱水排放不會影響建筑內(nèi)環(huán)境溫度抗磨損性 HDPE有很好的柔韌性，具有良好的抗磨損性抗沖擊、擠壓 HDPE管具有良好的抗沖擊性能，避免在低溫下被撞擊而破損，能夠長期在負(fù)壓力作用下安全使用。在安裝時(shí)，如有硬物作用于管材，HDPE能夠通過蠕變消除應(yīng)力集中，避免開裂造成漏水抗熱性 HDPE在80度高溫通水使用中，在不受外力干擾下，可以安全的使用，并能在較短時(shí)間內(nèi)承受100度水溫防結(jié)露 HDPE導(dǎo)熱系數(shù)為0.43w/mk,屬于不良導(dǎo)熱體，較金屬、PVC管不易結(jié)露，避免污染了建筑裝飾牢固性 HDPE焊接牢固，焊縫強(qiáng)度等于或大于管材強(qiáng)度，暗裝安全可靠低噪音 HDPE管是軟性材料，彈性模量低，產(chǎn)生的噪音小，提供了好的居家、辦公環(huán)境抗陽光輻射 HDPE管材含有炭黑，黑色材料抵抗紫外線，起到抗老化，脆化作用抗化學(xué)性 HDPE是惰性材料，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 防堵塞 HDPE管材內(nèi)壁光滑，水利條件好，流量大，不會產(chǎn)生沉積現(xiàn)象非毒性 HDPE無毒無味，衛(wèi)生安全可靠，可用于食品生產(chǎn)線和飲水管道。燃燒后產(chǎn)生二氧化碳和水，不會產(chǎn)生有害氣體 HDPE管作為一種新型的節(jié)能管材，從我國目前建筑行業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，材料集約化，建筑生產(chǎn)施工工廠化，管理科學(xué)化的發(fā)展趨勢來看，是有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

HDPE管與PVC及鑄鐵管相比較

①由碳水化合物組成，對人體及動植物無害。使用周期長，焚燒后不產(chǎn)生有害物質(zhì)（如PVC焚燒后會產(chǎn)生鹽酸），生產(chǎn)及運(yùn)輸過程中比鑄鐵管小號更少的能源。

②排水管表面光滑，排水能力是鑄鐵管的1。5倍；

HDPE 0.0015~0.015mm；新鑄鐵管 0.2~0.3；

舊鑄鐵管 0.5~1.6。

③相同管徑坡度，HDPE管排水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鑄鐵管。

坡度：i=0.025，充滿度：h/d=0.5時(shí)：

鑄鐵管Dn50=0.64L/s，Dn75=1.9，Dn100=4.08；

HDPE管Dn50=1.32L/s，Dn90=3.59，Dn110=6.12。

④HDPE是非極性材料，使用過程中不結(jié)垢，排水能力不下降。對比項(xiàng)目 PVC 鑄鐵管 HDPE 性質(zhì) 極性、易結(jié)垢、不腐蝕、易老化極性、易結(jié)垢、易腐蝕、易老化非極性、不易結(jié)垢、不易腐蝕、不易老化長期使用流通能力下降迅速下降不下降（極性：分子間作用較強(qiáng)，強(qiáng)度高，拉伸好，但是抗沖擊、抗彎性能差，吸水率高。）

⑤HDPE排水重量輕、強(qiáng)度高，滿足現(xiàn)代建筑要求。 HDPE 50*3.0 0.453kg/m 75*3.0 0.7kg/m 鑄鐵管 50 5.75kg/m 75 9.16kg/m ⑥熱熔連接，安全可靠。對比項(xiàng)目 PVC 柔性鑄鐵 HDPE 安裝輔材連接方式粘結(jié)劑粘接橡膠密封圈、不銹鋼卡箍連接不需輔材、熱熔連接接口成本低高低接口安全性容易產(chǎn)生集中導(dǎo)致破損。不可靠、連接容易不能拉伸、偏轉(zhuǎn)角度小于5度、連接困難接口強(qiáng)度超過管材1到3倍，彎曲半徑8dn?？砂德瘢B接容易截?cái)? 刀、鋸切割機(jī) 專用剪子搬運(yùn) 容易困難容易最大試壓強(qiáng)度 0.38mp以下 0.35mp 0.6mp ⑦HDPE管防噪音效果好，提高生活環(huán)境質(zhì)量。

各種管材在某一相同測試條件下，HDPE屬于彈性材料，彈性模量低，密度小，能最大限度避免噪音，防止噪音傳播。

⑧HDPE排水管抗沖擊性能好，安全性高，可保證放心使用50年。

HDPE排水管抗沖擊性能遠(yuǎn)好于PVC。HDPE屬于柔性材料，在GB/T標(biāo)準(zhǔn)中無抗沖擊性能檢測的要求。HDPE管斷裂伸長率大于350%，最高可用于240m建筑中。

HDPE管能夠使用在0.6Mp的壓力下，也可用于有壓排水中。

PVC管非常脆，在正負(fù)壓的反復(fù)作用下易產(chǎn)生疲勞破損。（在高層建筑中更為明顯）

⑨施工安全性高

施工現(xiàn)場意外撞擊、摔打，對HDPE排水管的影響較小，在低溫下搬運(yùn)、施工不易破損，也不會留下隱患。

一般的PVC排水管在常溫下，尤其在低溫下，非常容易破損，在施工中必然留下隱患，給用戶和施工單位都帶來巨大的損失。

對北京、上海、重慶、廣州、哈爾濱等城市的排水管使用狀況調(diào)查顯示：約35%的業(yè)主反映排水管存在漏水問題，絕大多數(shù)是PVC管。安裝固定系統(tǒng)的主要功能是輔助安裝與固定管道。虹吸式雨水管道系統(tǒng)的固定裝置包括與管道平行的方形鋼導(dǎo)軌，管道與方形鋼導(dǎo)軌間的連接管卡(根據(jù)不同的管徑，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定鋼導(dǎo)軌的吊架及鍍鋅角。安裝固定系統(tǒng)還包括管卡配件，這些配件可以固定管道的軸向，利用錨固管卡安裝在管道的固定點(diǎn)。氣水混合流的排水過程中，有一個(gè)非常重要的要求，是關(guān)于在系統(tǒng)各部位內(nèi)負(fù)壓的限制，規(guī)定負(fù)壓不得低于-0.8公斤。其原因在于，當(dāng)負(fù)壓在-0.92公斤左右時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會在壓力的作用下破裂，使整個(gè)管道說系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈振動。因此，為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，管道振動的危害是一個(gè)不容忽視的問題。如果振動不加以防范，可能會影響減少建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，也可能會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的破壞。安裝固定系統(tǒng)的主要功能之一是吸收這些振動，從而避免振動對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。由于溫度的變化，管道必然會發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。在系統(tǒng)內(nèi)部形成拉力或壓力，對于管道連接處形成作用。

安裝固定系統(tǒng)可以防止在剛性安裝的排放系統(tǒng)中，由于熱脹冷縮受到阻隔而產(chǎn)生的力會對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，吸收熱脹冷縮導(dǎo)致的管道位移。同時(shí)，還可以避免管道因?yàn)閼覓焓芰Χ冃巍?/p>

無論是系統(tǒng)震動帶來的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，甚至是懸掛管道承受的重力，都由連接件傳至方形導(dǎo)軌，避免引起系統(tǒng)的變化，減少對于建筑結(jié)構(gòu)的影響。

固定系統(tǒng)除了可以起到固定管道，轉(zhuǎn)移管道受力的作用，還有助于增加屋面到水平管的間距，而不影響管道的水平受力。

總而言之，固定系統(tǒng)雖然是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的輔助部分，卻起到至關(guān)重要的保護(hù)的作用。

在整個(gè)降雨過程中，隨著降雨量的增加或減小，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。

與懸吊管相似，立管內(nèi)的水流狀態(tài)也會從附壁流逐漸向氣泡流，氣水浮化流過渡，最終在虹吸作用形成的時(shí)候，出現(xiàn)接近單向流的狀態(tài)。

通過對管道的管徑、高差的控制，可以實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)雨水的流態(tài)的控制，使系統(tǒng)大部分時(shí)間工作在虹吸壓力滿管流的流態(tài)。使管道內(nèi)滿管流形成一定的負(fù)壓，斗前水面受到管道內(nèi)外壓差的作用，增大了管道的流量，大大增強(qiáng)了雨水系統(tǒng)的排水能力。這便是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的工作原理。與傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)相比，虹吸雨水系統(tǒng)管徑小，排水量大，立管少，對建筑立面和空間影響小。

二、屋頂綠化主要構(gòu)造和技術(shù)手段？

屋頂綠化主要構(gòu)造和技術(shù)手段有哪些呢，下面中達(dá)咨詢招投標(biāo)老師為你解答以供參考。

屋頂綠化的主要構(gòu)造層:種植區(qū)構(gòu)造層由下至上主要由保護(hù)層、排（蓄）水層、過濾層、基質(zhì)層、植被層組成。在實(shí)際的屋頂綠化施工的過程中，以上幾個(gè)基本的結(jié)構(gòu)是缺一不可的，每個(gè)步驟都關(guān)系到整個(gè)屋頂以后植物的生長狀況。屋頂綠化的主要構(gòu)造層保護(hù)層保護(hù)層包括防水層和防根層，有時(shí)兩者合而為一。保護(hù)層主要有兩個(gè)作用，防水和防止植物根系的穿透，有時(shí)分為防根層和防水層，有時(shí)合二為一。對于保護(hù)層的要求，除了防止雨水和灌溉水的滲入，也要求防水層能長時(shí)間抵抗植物根系的穿透能力。保護(hù)層一般有合金、橡膠、PE（聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯）等材料類型，用于防止植物根系穿透保護(hù)層。這些材料，都有很強(qiáng)的可加工性和根穩(wěn)定性，并且抗拉強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)，是很好的屋頂綠化保護(hù)材料。(蓄）排水層（蓄）排水層一般包括（蓄）排水板、陶礫（荷載允許時(shí)使用）和排水管（屋頂排水坡度較大時(shí)使用）等不同的（蓄）排水形式，用于改善基質(zhì)的通氣狀況，迅速排出多余水分，有效緩解瞬時(shí)壓力，并可蓄存少量水分。一些適合做排水層的材料，其特性也適合做保護(hù)層，就沒有必要在排水層下邊再附加保護(hù)層。目前市場上有許多保護(hù)層和蓄排水層結(jié)合在一起的產(chǎn)品。但是，有些材料類如沙礫、碎石、珍珠巖，陶粒、就應(yīng)該附加保護(hù)層。一些由組合礦物質(zhì)構(gòu)成的例如破碎的膨脹粘土和膨脹頁巖，來自拆除建筑物的混凝土、磚砌體或者磚瓦等，還有用膨化舊玻璃的泡沫玻璃等，都很適合做（蓄）排水層。過濾層過濾層的作用是阻止基質(zhì)進(jìn)入排水層。過濾層要保證有排水的功能，除此之外，還要有防止排水管泥沙淤積的作用。一般采用既能透水又能過濾的聚酯纖維無紡布等材料?；|(zhì)層基質(zhì)層是指滿足植物生長條件，具有一定的滲透性能、蓄水能力和空間穩(wěn)定性的輕質(zhì)材料層。用于屋頂綠化的種植基質(zhì)需具備三個(gè)基本條件：有一定的保水保肥能力，透氣性好；有一定的化學(xué)緩沖能力，保持良好的水、氣、養(yǎng)分的比例等。第四，重量輕，理想的基質(zhì)容重應(yīng)該在0.1～0.8T/m3，最好在0.5T/m3?；|(zhì)主要包括改良土和超輕量基質(zhì)兩種類型。改良土由田園土、排水材料、輕質(zhì)骨料和肥料混合而成；超輕量基質(zhì)由表面覆蓋層、栽植育成層和排水保水層三部分組成。種植層屋頂綠化植物的選擇應(yīng)用，是屋頂綠化過程中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。植物選擇原則：以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等為主，盡量不用大型喬木，有條件時(shí)可少量種植耐旱小型喬木；選擇須根發(fā)達(dá)的植物，不宜選用根系穿刺性較強(qiáng)的植物，防止植物根系穿透建筑防水層；選擇易移植、耐修剪、耐粗放管理、生長緩慢的植物；選擇滯、塵抗、污抗風(fēng)、耐旱、耐高溫、耐寒、耐鹽堿、抗病蟲害的植物。由于景天類植物具有耐旱、耐寒、耐高溫、根系淺、植株低矮、易成活、四季可觀賞等諸多特性，常被應(yīng)用在屋頂綠化中，尤其常應(yīng)用于植被屋面。矮小的灌木及多年生草花也可根據(jù)栽培基質(zhì)的厚度或灌溉的有無選擇和應(yīng)用。藤蔓類植物品種多，綠量大，管理粗放，對于屋頂設(shè)備和廣告架的覆蓋綠化，有著獨(dú)到的作用。另外，日本和歐洲也采用苔蘚植物進(jìn)行屋頂綠化，苔蘚不需要土壤，只依靠太陽和雨水就能生長。苔蘚可保水的程度大約在自重的20倍。其中砂蘚、灰蘚耐干旱性強(qiáng)，對形成一般植物生長生物層困難的高層大樓屋面、坡度較陡的斜屋頂均可使用。把土壤、砂子、秸稈、廢舊紙張等和砂蘚、灰蘚均衡的組合在一起，不使用任何化學(xué)合成材料，在屋頂固定好即可。而且成本低，不需要維護(hù)。屋頂綠化的施工屋頂綠化施工時(shí)，應(yīng)按照屋頂?shù)臉?gòu)造結(jié)構(gòu)層，一步步地操作，并認(rèn)真檢測，以保證施工質(zhì)量。保護(hù)層的鋪設(shè)與檢測保護(hù)層鋪設(shè)在排（蓄）水層下，搭接寬度不小于10cm，并向建筑側(cè)墻面延伸15cm～20cm，高于基質(zhì)表面15cm以上。對屋頂綠化施工的驗(yàn)收應(yīng)重點(diǎn)放在保護(hù)層的防水性能和根的防護(hù)性能上。檢測的方法有積水法、噴灌法、煙氣法、外觀檢測法等。（蓄）排水層的鋪設(shè)（蓄）排水層鋪設(shè)在保護(hù)層上，向建筑側(cè)墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。根據(jù)排水口設(shè)置排水觀察井，并定期檢查屋頂排水系統(tǒng)的通暢情況。及時(shí)清理枯枝落葉，防止排水口堵塞造成壅水倒流。屋面綠化的排水口周圍應(yīng)置于一個(gè)直徑為60-100cm的較大顆粒礫石面，周圍不能有植物，保證排水通暢，不能帶入基質(zhì)。同時(shí)考慮排水道的設(shè)置與防風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)合。過濾層的鋪設(shè)有時(shí)簡單的方式不設(shè)過濾層，但此處建議最好鋪設(shè)。貯存能力強(qiáng)的排水材料也可用在植物的根區(qū)，在這種情況下根很容易穿透過濾層毛墊。過濾層鋪設(shè)在排（蓄）水層上，搭接縫的有效寬度應(yīng)達(dá)到10cm～20cm，并向建筑側(cè)墻面延伸至基質(zhì)表層下方5cm處。栽培基質(zhì)的運(yùn)輸與鋪設(shè)屋頂綠化基質(zhì)荷重應(yīng)根據(jù)濕容重進(jìn)行核算，不應(yīng)超過1.3T／m3。以下是基質(zhì)類型和常用配比及容重（基質(zhì)濕容重一般為干容重的1.2倍～1.5倍）。植被屋面需要的基質(zhì)厚度大多數(shù)在10-20cm之間，另外還要根據(jù)植物的種類，灌溉措施有無等要素具體而定?；|(zhì)混勻后鋪設(shè)要均勻。園路的鋪設(shè)如果設(shè)置，材料以輕型、生態(tài)、環(huán)保、防滑材質(zhì)為宜，設(shè)計(jì)手法應(yīng)簡潔大方，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，追求自然樸素的藝術(shù)效果。鋪板時(shí)要保證相互垂直，行間留出一定寬度的縫隙。用橡皮錘錘實(shí)石板，用石屑填塞縫隙。植被層的種植植被種植的方法有：移栽，播種，采用預(yù)制的植物墊。移栽，是最常用的方法，移栽從苗圃運(yùn)來的苗木，特別是小苗運(yùn)輸時(shí)，要用專門運(yùn)輸植物的穴盤或筐，防止植物被壓受損。栽植時(shí)可拉線，以栽種整齊。播種，一般每平方米大約需要5-10g種子，因種子通常細(xì)小，可與沙子等混合后直接播種。而國外通常采用壓縮機(jī)和噴槍進(jìn)行濕播。也可用預(yù)制的植物墊直接鋪設(shè)。防風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置屋頂風(fēng)大，植被層表面應(yīng)加一層礫石覆蓋，特別是在植被屋面的四周以防輕質(zhì)基質(zhì)在植物沒有完全覆蓋時(shí)被風(fēng)刮起。種植稍高或體量較大的灌木特別是在高層時(shí)還應(yīng)采用防風(fēng)固定技術(shù)。植物的防風(fēng)固定方法主要包括地上支撐法和地下固定法。另外，對坡屋頂綠化來說，屋面坡度大約15°起，還必須設(shè)附加的防滑裝置，可以通過建筑下部結(jié)構(gòu)本身的防滑擋板進(jìn)行防滑，也可以加放防滑裝置。防滑擋板應(yīng)在表面防水層之下，屋面結(jié)構(gòu)之上，也可以用鐵絲網(wǎng)固定植物及基質(zhì)。綠化屋頂?shù)木S護(hù)一般來說，所有的綠化屋頂都需要維護(hù)，屋頂綠化阻斷了植物與大地的聯(lián)系，植物生長完全靠澆灌和人工施肥來滿足對水、肥的需要。同時(shí)，屋頂?shù)臍夂颦h(huán)境也比地面惡劣得多，風(fēng)大，極端溫度差大，蒸發(fā)量大，空氣濕度也比地面小，不利于植物生長，管理不善將會使植物生長不良。保證水分供給是植物成活和生長的需要，在綠化屋頂上應(yīng)設(shè)水管，最好采用噴灌或滴灌形式補(bǔ)充土壤水分。適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行施肥以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，除草、支撐、修剪、防病蟲、防風(fēng)防寒等日常治理措施仍然是不可少的。屋頂綠化案例1、北京市科委十五層植被屋面北京市科學(xué)技術(shù)委員會可持續(xù)發(fā)展科技促進(jìn)中心十五層植被屋面，位于北京市朝陽區(qū)安翔北里創(chuàng)業(yè)大廈十五層的東西兩側(cè)屋頂平臺，面積近800平方米，始建于2005年4月。該項(xiàng)目是一個(gè)研究示范工程，本著樸素實(shí)用、本地化、適宜性、效率優(yōu)化及景觀豐富多樣化原則，應(yīng)用輕量、具有可降解、可再生、可循環(huán)的本地構(gòu)造材料，雨水收集利用系統(tǒng)，抗逆性強(qiáng)、株形小、根系淺、四季可觀賞的多種植物材料，以及獨(dú)特的防風(fēng)的鄉(xiāng)土礫石材料，做到了種植施工后粗放維護(hù)，并且成本低，獲得了國內(nèi)外專家的好評。選用的種植材料在北京適宜的、綜合抗性較強(qiáng)、四季景觀都較好的宿根的景天類及少量低矮的木本植物種類。2、歐洲的斜屋頂植被屋面為了順利排除屋面上的雨水，所有的建筑屋面都有一定的坡度，根據(jù)屋頂綠化的規(guī)劃、建造和管理的準(zhǔn)則，不同的坡度組進(jìn)行屋頂綠化時(shí)的要求是不同的。屋面坡度大約15°起，必須有附加的防滑裝置，可以通過建筑下部結(jié)構(gòu)本身的防滑擋板進(jìn)行防滑，也可以加放防滑裝置。防滑擋板應(yīng)在表面防水層之下，屋面結(jié)構(gòu)之上。也可以采用植物技術(shù)措施，如使用有機(jī)質(zhì)含量少，帶有泥沙以及有棱角的顆粒狀物的松散材料作基質(zhì)。也可以用鐵絲網(wǎng)作骨架預(yù)制成植物墊后再在物頂鋪設(shè)應(yīng)用。3、城市中的綠洲--芝加哥市政廳的植被屋面芝加哥市政廳的屋頂綠化是降低芝加哥熱島效應(yīng)的典型工程。綠色屋頂被設(shè)計(jì)為星狀布局，以南側(cè)和北側(cè)的精細(xì)式的綠化面為中心。圖案將由多年生植物和草組成的交替的帶狀圖形構(gòu)成，每個(gè)帶狀圖形里應(yīng)用顏色相近的種類，構(gòu)成“色輪”的效果。最終的設(shè)計(jì)包括約2000平方米的屋頂綠化面積，占屋頂總面積的55%，約20，000株植物，包括156個(gè)不同的種類，其中有苔蘚、景天屬類植物、草、非禾本草本植物、攀緣植物、灌木和兩株喬木：蘋果和山楂。其主體仍是植被屋面。4、日本·筑波茅草屋牛田·梵德雷聯(lián)合設(shè)計(jì)公司1994年為筑波的一對年輕夫婦設(shè)計(jì)了一座茅草屋。運(yùn)用草皮作為屋頂?shù)谋馗魺岵牧系臍v史已有好幾個(gè)世紀(jì)。在京都暖和的氣候條件下，“茅草屋”的草屋頂有了另外的功能，即用來隔絕夏天的熱氣，使室內(nèi)保持舒適的溫度。這個(gè)面積很大而形態(tài)自由的屋頂花園上種滿了各種木本植物，許多花草都長過了外墻和內(nèi)墻。除了保溫隔熱作用之外，這個(gè)屋頂還是個(gè)休閑娛樂的好去處，為這個(gè)擁擠的城市節(jié)約了寶貴的地面空間。結(jié)語：屋頂綠化是城市化進(jìn)程的必然趨勢。屋頂綠化的應(yīng)用具有重要的生態(tài)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，屋頂綠化不僅是美化市容的需要，更是保護(hù)都市環(huán)境的需要；它可以提供休息場所，提高生活質(zhì)量，擴(kuò)大綠化面積，拓展城市綠肺，提升建筑的品質(zhì)。在用地相對緊張的大城市，發(fā)展屋頂綠化的前景十分廣闊，它將為我們的都市空間增添更加絢麗的色彩。

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三、石化企業(yè)排水系統(tǒng)和安全措施設(shè)計(jì)？

排水系統(tǒng)是給排水設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。石化企業(yè)排水系統(tǒng)因所接納污水性質(zhì)和所在區(qū)域的特殊性，必須要確保其能夠安全運(yùn)行。依據(jù)相關(guān)規(guī)范，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了石化企業(yè)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題及應(yīng)采取的安全措施。

排水系統(tǒng)是每個(gè)企業(yè)正常生產(chǎn)運(yùn)行中不可缺少的組成部分，鑒于化工生產(chǎn)過程中所使用的原材料、輔助材料、半成品和成品中絕大多數(shù)屬于易燃或可燃物質(zhì)，許多物料還具有毒性、腐蝕性，石化企業(yè)排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮相應(yīng)的安全措施，防止發(fā)生安全事故。本文依據(jù)相關(guān)規(guī)范，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討石化企業(yè)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題及應(yīng)采取的安全措施。

1石化企業(yè)排水性質(zhì)及特點(diǎn)

石化企業(yè)通常有工藝裝置區(qū)、原料及成品儲存區(qū)、運(yùn)輸裝卸區(qū)、公用設(shè)施區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、管理區(qū)六大區(qū)域。各區(qū)域排水性質(zhì)見表1。

2導(dǎo)致排水系統(tǒng)不安全的因素

導(dǎo)致排水系統(tǒng)不安全的因素一般包括：①未分辨排水水質(zhì)性質(zhì)，一些本應(yīng)先經(jīng)過預(yù)處理或?qū)ＴO(shè)廢水排水管的污廢水，在沒有得到有效處置時(shí)直接排入全廠性生產(chǎn)排水系統(tǒng)；②對突發(fā)的工況估計(jì)不足，造成污廢水外流，導(dǎo)致環(huán)境污染，甚至引發(fā)大面積爆炸；③對排水管道材質(zhì)、敷設(shè)方式、水封等細(xì)節(jié)考慮不充分；④忽視企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行后的日常維護(hù)和管理，造成安全事故。

3排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1排水系統(tǒng)設(shè)置依據(jù)“清污分流，分質(zhì)排水”原則，石化企業(yè)應(yīng)設(shè)置不同的排水系統(tǒng)，如生活污水系統(tǒng)、生產(chǎn)廢水（含初期雨水）系統(tǒng)、清凈廢水和雨水系統(tǒng)，也可根據(jù)不同的處理要求增加或合并其他排水系統(tǒng)。3．1．1生活污水系統(tǒng)生活污水宜采用獨(dú)立的排水系統(tǒng)［1］。如遇門衛(wèi)室等距離廠區(qū)生活排水系統(tǒng)較遠(yuǎn)，且排水不影響生產(chǎn)廢水處理效果時(shí)，在化糞池后可直接排入廠區(qū)生產(chǎn)廢水系統(tǒng)。匯入前必須設(shè)置水封等隔斷措施［2］，避免生產(chǎn)廢水系統(tǒng)中有毒有害氣體、可燃?xì)怏w反竄入生活設(shè)施而引發(fā)安全事故。

3．1．2生產(chǎn)廢水（含初期雨水）系統(tǒng)生產(chǎn)廢水系統(tǒng)要結(jié)合廢水性質(zhì)、濃度、水量、排水頻率及排水場所特點(diǎn)，合理確定預(yù)處理、收集、處置方式等各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案。生產(chǎn)廢水管中如存在能引起爆炸及火災(zāi)危險(xiǎn)的氣體，在與此管網(wǎng)連接的各處排水出建構(gòu)筑物、設(shè)備區(qū)、罐區(qū)等處；全廠支干管與干管交匯處；全廠支管、干管管長超過300m處時(shí)均應(yīng)設(shè)置水封措施［1，3-4］。除在工藝裝置、罐區(qū)等場所外，在丁戊廠房、公用工程等排水本身沒有可燃物質(zhì)的場所，為確保排水系統(tǒng)安全，其排水在匯入生產(chǎn)廢水管網(wǎng)系統(tǒng)前也需設(shè)置水封井［4］，以防止危險(xiǎn)氣體反竄。一般罐區(qū)、泵區(qū)、工藝裝置區(qū)、裝卸站等露天區(qū)域均需考慮初期雨水。設(shè)計(jì)時(shí)要合理確定初期雨水量的受污染面積，一次降水深度按15～30mm確定［2］。消防事故狀態(tài)下應(yīng)采取應(yīng)急措施，避免廢水外排對水體環(huán)境的影響。

防火堤、圍堰、初期雨水池、消防廢水池等都可以用來儲存消防廢水。消防廢水量計(jì)算時(shí)應(yīng)包括消防用水量、物料泄漏量、事故時(shí)匯入消防廢水收集系統(tǒng)的降雨量及廢水量［5］。3．1．3清凈廢水系統(tǒng)公用設(shè)施區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)等區(qū)域的清凈廢水雖然本身沒有危險(xiǎn)性，且排水區(qū)域危險(xiǎn)類別多屬丁戊類，但經(jīng)常因?yàn)楣芫W(wǎng)造價(jià)、工程占地等原因?qū)⑵渑湃肴珡S生產(chǎn)廢水管，容易忽視安全問題，引發(fā)爆炸事故。因此，上述區(qū)域排水并入全廠生產(chǎn)廢水前應(yīng)采取水封、降溫等安全措施。清凈廢水的污染性也不能被忽略。開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排水包括系統(tǒng)排污水、旁流水處理過程的反沖洗排水、清洗預(yù)膜過程的置換水、水池溢流排空水等；閉式系統(tǒng)在試車、停車或緊急情況下會排出含有高濃度藥劑的循環(huán)冷卻水，處置方式需根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合水質(zhì)情況確定，優(yōu)先考慮回用，不能回用的超標(biāo)廢水經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

3．2排水系統(tǒng)布局

3.2.1合理規(guī)劃排水路徑排水路徑應(yīng)保證污廢水排除順暢，同時(shí)考慮日常維護(hù)及事故狀態(tài)下對周圍水體帶來的影響。規(guī)范對輸送易沉介質(zhì)、有毒害介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)的管道、壓力流污水管道建議架空敷設(shè)［1，6］，可以方便檢修，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。含有可燃液體的生產(chǎn)廢水管不能縱向敷設(shè)于車行道和工藝管廊下［1，3，6］，既可以降低汽車尾氣帶來的火災(zāi)危險(xiǎn)，又能避免檢修時(shí)開挖道路對通行造成的影響。消防廢水池要結(jié)合廠內(nèi)地坪高度，設(shè)置在管網(wǎng)末端工廠地勢低洼處，否則會給事故應(yīng)急響應(yīng)工作帶來困擾。如某些老廠改造時(shí)將消防廢水池設(shè)置在管網(wǎng)起端，水池與管網(wǎng)間連通管設(shè)在現(xiàn)有管道標(biāo)高以上，而廠內(nèi)地坪整體由管網(wǎng)起端向管網(wǎng)末端降低，這樣的設(shè)置非常不利于消防廢水的收集。事故時(shí)，管網(wǎng)末端切斷閥關(guān)閉后，水位抬高到連通管標(biāo)高以上才能回流入廢水池中。

3．2．2正確選擇排放方式污廢水排放方式可以是重力流管道、明溝、壓力提升或以上幾種形式的組合。無論采用哪種方式，都需結(jié)合排水水質(zhì)特性、排水源所在位置等綜合考慮后確定，并保證排水及時(shí)有效、安全合理。含可燃物質(zhì)的生產(chǎn)廢水、含油污水應(yīng)用管道或暗溝方式排水［3，7］；清潔雨水可用明溝或暗管排水；對需架空敷設(shè)的管道均應(yīng)采用壓力提升方式排水。明溝排水時(shí)需注意：①為避免揮發(fā)性有害物質(zhì)等引發(fā)的次生事故，雨水排水系統(tǒng)兼作消防事故水收集系統(tǒng)時(shí)不能使用明溝形式；②室內(nèi)采用明溝排水，且明溝需控制在30m以內(nèi)時(shí)，每段明溝需分別排入生產(chǎn)廢水系統(tǒng)，不能使用暗管將各段明溝連通；③為防止低溫液體泄漏氣化時(shí)迅速膨脹引起爆炸，低溫罐區(qū)裝卸口30m范圍內(nèi)應(yīng)采用明溝形式排水。

3．3排水系統(tǒng)設(shè)施設(shè)計(jì)

3．3．1爬梯腐蝕性污水井內(nèi)不設(shè)爬梯［1，6］，類似場所：初期雨水池、事故池等。爬梯屬井、池內(nèi)的附屬構(gòu)件，往往被隨意對待，給以后的檢修工作帶來安全隱患。如果不能確定防腐措施的效果，正確的做法是不設(shè)爬梯。3．3．2跌水井含有揮發(fā)性有毒、有害、可燃?xì)怏w的污水管道系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)置跌水井［1］。在新建和已建管網(wǎng)系統(tǒng)連接時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意銜接點(diǎn)的標(biāo)高，不能使含有上述污水的排水產(chǎn)生跌水現(xiàn)象。3．3．3水封水封設(shè)置時(shí)容易忽略的幾處位置：①敷設(shè)有可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體管道的管溝［3］；②隔油池進(jìn)出水管道［3］；③重力流循環(huán)水回水在工藝裝置總出口處［6］。3．3．4檢查井與通氣管甲、乙類的罐區(qū)、裝置區(qū)內(nèi)的檢查井，散發(fā)有毒有害氣體可引起火災(zāi)、中毒事故的管道，隔油池5m以內(nèi)的水封井、檢查井，均要求井蓋與井座間密封，且井蓋不得有洞［1，3］。

為保證管道內(nèi)可燃?xì)怏w有組織排放，減少明火接觸，甲、乙類裝置區(qū)、罐區(qū)的支干管、干管最高處檢查井內(nèi)，隔油池內(nèi)設(shè)排氣管。需有通氣措施的類似場所還有化糞池、降溫池［8］。3．3．5管道材質(zhì)與防滲管道防滲很容易在工程設(shè)計(jì)中被忽略，其做法與管道材質(zhì)有著密切關(guān)聯(lián)［9］。選擇管道材質(zhì)除根據(jù)污廢水水質(zhì)［10］，還應(yīng)考慮管道防滲做法，需結(jié)合工程施工難度及工程造價(jià)后確定。3．3．6切斷閥排水系統(tǒng)選用切換閥時(shí)需要注意閥門類型。很多工廠在進(jìn)行管道切換時(shí)采用閘門，此種閥門有一定的泄漏量，即無法實(shí)現(xiàn)完全截?cái)?，會有少量過流。如果需要完全切斷，選用刀閘閥較為合適。為保障人身安全及應(yīng)急操作及時(shí)有效，工廠排放口處、及距罐區(qū)、裝置區(qū)小于15m范圍內(nèi)的排水切斷閥需考慮遠(yuǎn)程控制功能。

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四、煤礦自動化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用？

文章從煤礦井下自動化排水系統(tǒng)的構(gòu)成出發(fā)，結(jié)合自動化排水系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)效，詳細(xì)闡述了井下主排水泵房自動化排水系統(tǒng)控制器及監(jiān)控系統(tǒng)的功能，簡單介紹了中轉(zhuǎn)水倉及分散小水窩自動化排水的現(xiàn)狀。同時(shí)結(jié)合煤礦智能化建設(shè)的發(fā)展情況，提出了設(shè)備健康狀況分析系統(tǒng)、水情監(jiān)測系統(tǒng)的方案，提出了主排水泵房提高設(shè)備使用效率的方法，旨在為智能礦山的建設(shè)提供一定的指導(dǎo)建議。

在煤炭行業(yè)中，涌水量大的礦井占很大的比例，排水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行與礦井安全生產(chǎn)有著直接關(guān)系。目前，傳統(tǒng)煤礦還堅(jiān)持使用手動起停設(shè)備和人工監(jiān)視的排水系統(tǒng)，自動化程度低、應(yīng)急能力差，存在很大的安全隱患，同時(shí)為了完全覆蓋井下排水地點(diǎn)，崗位工人數(shù)較多，勞動效率低。隨著煤炭行業(yè)產(chǎn)能過剩的形勢日趨嚴(yán)重，安全生產(chǎn)更是受到社會的普遍關(guān)注，當(dāng)前科技進(jìn)步迅速，在工業(yè)化信息化融合的時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)無人值守自動化排水，是實(shí)現(xiàn)智能礦山的重要環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)主排水泵房無人值守，中轉(zhuǎn)水倉以及離散小水窩自動排水，同時(shí)對排水設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對能耗進(jìn)行分析，對設(shè)備本身健康情況進(jìn)行智能診斷，為設(shè)備的維護(hù)提供預(yù)防性檢修計(jì)劃，提高設(shè)備的使用壽命，減少故障率是未來智能礦井發(fā)展方向和必然趨勢［1－3］。

1錦界煤礦水文條件及排水系統(tǒng)概述

錦界煤礦井田主要含水層有松散層孔隙潛水（沙層水）和直羅組孔隙裂隙承壓含水層（風(fēng)化巖水層）共兩層含水層，前者包括河谷沖積層潛水和薩拉烏蘇組潛水。局部區(qū)域存在燒變巖孔洞裂隙潛水。目前正常礦井涌水量為3700m3／h左右。涌水量主要構(gòu)成如下：各綜采工作面700m3／h左右、采空區(qū)1500m3／h左右、各個(gè)備用工作面探放水1500m3左右、以及各井筒大巷少量涌水。礦井設(shè)有2個(gè)中央主排水泵房，4個(gè)盤區(qū)排水泵房，2個(gè)潛排水泵房。根據(jù)現(xiàn)有主排水系統(tǒng)及管路設(shè)備，目前全礦排水能力為13300m3／h，可以滿足礦井現(xiàn)有涌水量設(shè)防要求，并有較大的富余量。

2井下自動化排水系統(tǒng)

2.1主排水泵房自動化排水系統(tǒng)主排水泵房是煤礦井下排水系統(tǒng)的核心，為整個(gè)礦井排水系統(tǒng)提供動力。本文設(shè)備配置以錦界煤礦為依據(jù)，主排水泵房每臺耐磨離心泵均配備大功率三相異步電動機(jī)、出水電動閘閥、排真空電動球閥以及壓力傳感器、真空度傳感器等自動化設(shè)備。同時(shí)為了保證離心式水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，礦井均配備排空氣設(shè)備或制定專門方案。煤礦排水綜合自動化系統(tǒng)主要對模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動地采集和檢測。模擬量檢測的數(shù)據(jù)主要包括水倉水位、電機(jī)工作電流、水泵軸溫、電機(jī)溫度、三趟排水管流量等。數(shù)字量檢測的數(shù)據(jù)主要包括水泵高壓啟動柜真空斷路器和電抗器柜真空接觸器的狀態(tài)、電動閥的工作狀態(tài)與啟閉位置、真空泵工作狀態(tài)、電磁閥狀態(tài)、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力等。

以上數(shù)據(jù)的采集主要由PIC實(shí)現(xiàn)，傳感器將模擬量數(shù)據(jù)傳輸給PLC，然后PLC對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理，依據(jù)相關(guān)因素，判斷出煤礦涌水量，以此來對水泵的開停進(jìn)行控制。其余的一些模擬量數(shù)據(jù)大多是用來對自動控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督的，以便在系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)的反饋信息，使系統(tǒng)及時(shí)的進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，避免損壞水泵和電機(jī)。各種的數(shù)據(jù)量信息被采集到PLC中之后，作為相關(guān)邏輯處理的條件和依據(jù)，對水泵的運(yùn)行情況進(jìn)行控制。在整個(gè)過程中，具體的處理方法是將模擬量信號在合適的采樣定律下轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過PLC對其進(jìn)行的相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)對水泵的自動化控制［4，5］。

2.1.1主控系統(tǒng)主排水泵房主控系統(tǒng)由PLC控制器、I／O設(shè)備及各類傳感器組成。自動化排水系統(tǒng)具備以下功能：①通過水位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控水倉水位情況，控制器根據(jù)設(shè)置的高低水位發(fā)出起泵、停泵指令，并根據(jù)水位上漲和下降情況調(diào)整運(yùn)行水泵數(shù)量；②根據(jù)設(shè)備均勻磨損的原則對工作、備用水泵進(jìn)行切換，防止水泵由于長期閑置造成電機(jī)受潮等情況；③主排水泵控制系統(tǒng)具備一鍵起停功能，同時(shí)滿足就地一鍵起停、遠(yuǎn)程一鍵起停、檢修等多種控制方式；④系統(tǒng)具備過載保護(hù)、短路保護(hù)、缺相保護(hù)、欠壓釋放、過力矩保護(hù)及相序自動糾正等電機(jī)保護(hù)功能，具有水泵流量、壓力保護(hù)功能［8，9］。

2.1.2監(jiān)控系統(tǒng)自動排水監(jiān)控系統(tǒng)是主排水泵房的中樞指揮，通過礦井環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)主排水泵的數(shù)據(jù)上傳與地面遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。為實(shí)現(xiàn)無人值守水泵房，基于錦界煤礦主排水泵房監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)效與工程經(jīng)驗(yàn)，水泵房監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能［6，7］：①水倉實(shí)時(shí)水位的在線監(jiān)測，要求誤差不超過01m；②主排水泵運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)在線監(jiān)測，如水泵運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)工作電壓、工作電流，電動閘閥、電動球閥的開啟狀態(tài)，出水管的實(shí)時(shí)壓力等；③排水管路安裝流量計(jì)，監(jiān)測管路瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，可以監(jiān)測排水管路的利用情況；④具備歷史數(shù)據(jù)查詢，運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)均可存儲于歷史數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)歷史回顯，歷史趨勢分析等功能；⑤具備模擬值超限報(bào)警功能，同時(shí)將故障信息存儲于報(bào)警記錄歷史數(shù)據(jù)中；同時(shí)可將故障信息推送至相關(guān)人員；

⑥具有系統(tǒng)故障自診斷功能；⑦監(jiān)控軟件具有人機(jī)界面友好，操作簡單直接，權(quán)限按需管理及動態(tài)畫面直觀顯示等特點(diǎn)；⑧保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低、維護(hù)方便、組態(tài)修改簡便。煤礦排水綜合自動化系統(tǒng)主要對模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動地采集和檢測。模擬量檢測的數(shù)據(jù)主要包括水倉水位、電機(jī)工作電流、水泵軸溫、電機(jī)溫度、三趟排水管流量等。數(shù)字量檢測的數(shù)據(jù)主要包括水泵高壓啟動柜真空斷路器和電抗器柜真空接觸器的狀態(tài)、電動閥的工作狀態(tài)與啟閉位置、真空泵工作狀態(tài)、電磁閥狀態(tài)、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力等。以上數(shù)據(jù)的采集主要由PIC實(shí)現(xiàn)，傳感器將書模擬量數(shù)據(jù)傳輸給PLC，然后PLC對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理，依據(jù)相關(guān)因素，判斷出煤礦涌水量，以此來對水泵的開停進(jìn)行控制。其余的一些模擬量數(shù)據(jù)大多是用來對自動控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督的，以便在系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)的反饋信息，使系統(tǒng)及時(shí)的進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，避免損壞水泵和電機(jī)。各種的數(shù)據(jù)量信息被采集到PLC中之后，作為相關(guān)邏輯處理的條件和依據(jù)，對水泵的運(yùn)行情況進(jìn)行控制。

2.1.3設(shè)備健康狀況分析智能礦山是現(xiàn)代礦井發(fā)展的必然趨勢，排水設(shè)備智能診斷是排水設(shè)備智能化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，了解設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行及設(shè)備本身健康狀況等信息是水泵房實(shí)現(xiàn)無人值守的前提條件。在水泵及電機(jī)上安裝多維智能傳感器，采用無線信號傳輸模式，實(shí)時(shí)監(jiān)測水泵、電機(jī)的振動和溫度（定子溫度和軸溫）等參數(shù)，并且建立電機(jī)及設(shè)備重要部件振動、聲音、溫度的頻譜分析，提取故障判斷特征量，根據(jù)特征量的大小進(jìn)行分級報(bào)警，對電機(jī)潛在的機(jī)械損傷進(jìn)行探測和預(yù)警，同時(shí)預(yù)測設(shè)備狀況的發(fā)展趨勢。傳感器綜合分站可采用藍(lán)牙等無線通訊方式與檢修人員手持終端連接，檢修人員在靠近設(shè)備后即可讀取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，同時(shí)分站可將設(shè)備的報(bào)警、預(yù)警、檢修、更換等信息直接推送至檢修人員。

2.1.4排水系統(tǒng)能耗分析礦井主排水泵房均配有盤區(qū)變電所，實(shí)現(xiàn)自動化排水系統(tǒng)與變電所數(shù)據(jù)交互，通過智能分析，采用“削峰填谷”的用電原則，合理安排水泵運(yùn)行時(shí)間，使水泵盡量在負(fù)荷低谷處運(yùn)行，減少日負(fù)荷曲線的波動，減少電力線路的有功損失和無功損耗，節(jié)約電費(fèi)。錦界煤礦中央2號水泵房水泵運(yùn)行表見表1。排水管路在長期使用后會在管壁發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，增加了管路的阻力，間接減小了管路流量，通過主排水泵房進(jìn)水、出水管路上安裝的流量計(jì)，對排水管路流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)后臺分析，可以了解管路結(jié)垢的具體情況，對及時(shí)清除管路結(jié)垢，提高管路運(yùn)行效率具有指導(dǎo)意義。錦界煤礦通過管路流量監(jiān)測結(jié)合數(shù)據(jù)分析及時(shí)清理管路結(jié)垢，見表2。改善管路結(jié)垢情況后，水泵效率得到提升，噸水百米能耗提高5％左右。排水管路在長期使用后會在管壁發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，增加了管路的阻力，間接減小了管路流量，通過主排水泵房進(jìn)水、出水管路上安裝的流量計(jì)，對排水管路流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)后臺分析，可以了解管路結(jié)垢的具體情況，對及時(shí)清除管路結(jié)垢，提高管路運(yùn)行效率具有指導(dǎo)意義。

2.2中轉(zhuǎn)水倉、分散小水窩自動化排水

井下中轉(zhuǎn)水倉擔(dān)負(fù)著沿線排水過渡和補(bǔ)充排水動力的作用，傳統(tǒng)煤礦仍設(shè)置崗位工對中轉(zhuǎn)水倉水泵進(jìn)行就地操作，勞動效率低。受巷道高度的影響，負(fù)壓吸水罐自動排水裝置的應(yīng)用效果較差，目前中轉(zhuǎn)水倉自動化排水通常配有離心式水泵、電動閘閥、注水排氣電磁閥等自動化設(shè)備，在設(shè)計(jì)初期考慮管路與水泵相適應(yīng)，提高水泵工況點(diǎn)的運(yùn)行效率。從實(shí)際應(yīng)用實(shí)效來看，注水電磁閥頻繁起動，壽命較短，直接影響水泵的正常運(yùn)行，因此需合理設(shè)置水泵起停高低水位，避免水泵頻繁啟動。井下分散小水泵主要靠水位探頭開關(guān)量起停磁力啟動器進(jìn)行控制，由于井下分散小水窩設(shè)置較多，考慮設(shè)備的更新較頻繁，組態(tài)畫面無法及時(shí)更新，錦界煤礦依據(jù)設(shè)備的使用及位置制作電子標(biāo)簽，做到設(shè)備即接即顯。

3井下水情監(jiān)測分析系統(tǒng)

水害治理一直是礦井防治水的重點(diǎn)工作，目前礦排水系統(tǒng)不能直觀體現(xiàn)井下水情變化的實(shí)際情況，如圖1所示，通過對礦井采空區(qū)水位及入水、出水口增設(shè)水位及流量傳感器，對井下回風(fēng)巷道和泄水巷道的出水管路安裝流量器，對礦井水情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，系統(tǒng)提供礦井水情的趨勢分析，通過先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井智能化聯(lián)合排水，并為防治水工作提供決策性參考。水情監(jiān)測系統(tǒng)除了能采集各監(jiān)測點(diǎn)的水位，壓力，水泵狀態(tài)等信息外，還需具有繼電輸出功能，通過控制開關(guān)來起停水泵和發(fā)送報(bào)警預(yù)警的功能，實(shí)現(xiàn)水情監(jiān)測的動態(tài)性、實(shí)時(shí)性、交互性。水情監(jiān)測系統(tǒng)功能功能結(jié)構(gòu)如圖2所示，水情監(jiān)測系統(tǒng)可繪制水情實(shí)時(shí)趨勢曲線、歷史趨勢曲線，自動生成各類報(bào)表。

4結(jié)語

在介紹了煤礦自動化排水系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又對自動化排水系統(tǒng)各部分工作的原理進(jìn)行了研究，明確了煤礦自動化排水系統(tǒng)的工作原理，同時(shí)凸顯出了在煤礦中應(yīng)用自動化排水系統(tǒng)的優(yōu)勢及意義，以此來說明在煤礦中實(shí)施自動化排水的重要性以及必要性。錦界煤礦通過完善井下自動化排水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主排水泵房、中轉(zhuǎn)水倉及小水窩無人值守。在實(shí)現(xiàn)無人值守的基礎(chǔ)上，進(jìn)行礦井水情監(jiān)測，提出礦井聯(lián)合排水的方案。同時(shí)通過管路排水情況監(jiān)測和合理安排水泵運(yùn)行時(shí)間段，提高水泵運(yùn)行效率，并及時(shí)處理水管結(jié)垢現(xiàn)象，提高管路運(yùn)行效率，可降低噸水百米能耗5％左右。

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