华北水利水电学院学报深部矿井突发水救治系统大功率潜水电泵的运行工况研究汪顺生，焦红波，王松林，张亮（华北水利水电学院，河南郑州450011）的主要因素，建立了相应的数学模型，开发了深部矿井抢险救灾接力排水系统运行工况的分析程序。通过实例验证了模型和程序，为合理确定和掌握大功率潜水电泵接力排水系统的运行工况提供了依据，提高了抢险排水的可靠度。

　　我国煤炭资源的开采深度正逐步加深。深部矿井的透水淹井事件时有发生，给国家和人民造成了不可估量的损失1 1.为了快速复矿排水，要求矿井*低残留水位越低越好。20世纪80年代以来，我国先后研制出了大功率潜水电泵+密封吸罩+接力泵+管路系统+其他设备组成的接力排水系统121.在多次矿山抢险救灾排水中发挥了重要作用，使矿井中的残留水位降低到1.5~1.2m左右，矿井得以成功复矿13.在深部矿井突发水救治过程中，排水系统随矿井水位不断变化而启动不同的运行方式：①矿井水位满足大功率潜水电泵正常吸水要求时，大功率潜水电泵单独运行；②矿井水位不满足大功率潜水电泵正常吸水要求时，启动接力泵，大功率潜水电泵与接力泵组成的接力排水系统联合运行；③水位低于接力泵要求的*低运行水位时，二泵均停止运行。因此，在整个抢险排水过程中，需要对大功率潜水电泵接力排水系统的运行工况进行分析，建立一套适用于深部矿井抢险排水的接力系统运行工况分析软件，以方便确定大功率潜水电泵和接力泵的运行工况点，提高突发水救治的可靠度131.由充油式混流潜水电泵与大功率矿用潜水电泵组成的接力排水系统在实际应用中，水泵、动力设备、管路（包括管路附件）和矿井组成一个整体，即抽水系统，它们彼此之间既相互联系又互相制约。所以，要将它们结合起来加以分析研究。

　　1数学模型深部矿井突发水救治系统数学模型主要由大功率潜水电泵和接力泵的单泵工作的基本性能以及联合运行的基本性能、管路系统特性、机组负载等方程组成。

　　1水泵特性模型111单泵运行特性模型单泵特性方程包括大功率潜水电泵和接力泵的流量~扬程、流量~功率、流量~效率和流量'汽蚀方程。下面是常见的泵特性数学模型4-61，可用任一式求解泵特性方程率和汽蚀余量随流量的变化函数；a，c，厶aP，分别为相应方程中的系数。

　　每段曲线可视为直线段的特性方程。

　　12大功率潜水电泵与接力泵串联运行模型在矿山救灾排水中，随着大功率潜水电泵单独运行，矿井水位不断下降，而当水位下降到不能满足潜水电泵正常吸水时，需要启动接力泵，将水抽到吸罩内，使吸罩内水位满足潜水电泵运行要求时启动潜水电泵。此时，接力泵与大功率潜水电泵串联，运行。

　　大功率潜水电泵的叶轮为离心式叶轮，而接力泵的叶轮为混流式叶轮或轴流式叶轮。因此，2种泵的扬程随流量的变化曲线不同。接力泵的Q曲线在小流量范围内呈现出驼峰段或马鞍形段，而大功率潜水电泵的Q曲线为平缓下降的光滑曲线。尽管这两种泵的扬程相差极大，但流量接近相等，二者的串联运行特性Q曲线的数学模型可由式（4）~（6）中任一式求得分别为方程的系数。

　　大功率潜水电泵与接力泵串联运行后的机组平均效率为12管路系统特性模型大功率潜水电泵接力排水系统的管路特性方程为虎维岳。新时期我国煤矿水害的基本特点及对策I.。北京：中国建筑工业出版。北京：中国水利水电出版运行工况研究丨。排灌机械，2004（2）12-15.