關(guān)于煤礦大型潛水電泵安裝實(shí)踐研究

仵允章

摘 要：本文在研究分析傳統(tǒng)煤礦排水系統(tǒng)存在問題的基礎(chǔ)上，闡述了引進(jìn)大型礦用潛水電泵，重視電泵安裝實(shí)踐的必要性，并具體介紹了大型潛水電泵安裝的具體步驟、流程和施工工藝，指出了電泵安裝過程中的一些主要注意事項(xiàng)，供大家學(xué)習(xí)和探究。

關(guān)鍵詞：煤礦 大型潛水電泵 必要性 安裝實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TD442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0093-02

礦水透水災(zāi)難是我國(guó)煤礦開采行業(yè)中危害較大、影響時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的安全事故，它的危害程度僅次于瓦斯，嚴(yán)重影響了礦山的生產(chǎn)安全和煤礦工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。礦井安全事故的頻繁發(fā)生不但阻礙了煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行，破環(huán)了煤礦建設(shè)，還給煤礦企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，究其原因，這些安全隱患主要是由傳統(tǒng)臥泵排水系統(tǒng)的弊端引起的，我們必須要引進(jìn)大型礦用潛水電泵，將其作為礦區(qū)潛水式主排水系統(tǒng)，有效保證礦井的抗水災(zāi)能力得到大幅度提高，減少事故發(fā)生，降低經(jīng)濟(jì)損失。

1 加強(qiáng)煤礦大型潛水電泵安裝實(shí)踐的必要性分析

現(xiàn)階段，我國(guó)礦井通常使用的排水系統(tǒng)都是在礦井底部設(shè)置臥泵，安裝防爆電機(jī)，安設(shè)電液控閘閥和開關(guān)柜、PLC電控柜等，通過電纜敷設(shè)和管路敷設(shè)等方式構(gòu)建排水系統(tǒng)。在這種排水設(shè)備布置方式下，我國(guó)的礦井排水工作還存在不少問題。首先，由于臥泵經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，排水系統(tǒng)的功能無法得到最大程度地發(fā)揮。受臥泵汽蝕現(xiàn)象的制約，我們?cè)诎惭b離心泵時(shí)必須要保證其高度小于規(guī)定的吸水高度，因此會(huì)增加礦井井下水倉(cāng)開拓的工程任務(wù)量，提高了礦井井下巷道布置的難度。其次，傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的抗水災(zāi)能力有待提高，電機(jī)、開關(guān)柜等系統(tǒng)設(shè)備雖然具有一定防爆功能，但是防水性能較弱，很容易被水侵害，導(dǎo)致電氣設(shè)備失效，系統(tǒng)受損，出現(xiàn)斷電。如果礦井突遇水災(zāi)事故，短時(shí)間內(nèi)涌進(jìn)來的水會(huì)造成排水系統(tǒng)負(fù)荷過大，無法進(jìn)行正常排水，系統(tǒng)容易癱瘓，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)淹井事故。最后，在傳統(tǒng)排水系統(tǒng)下，我們要想進(jìn)行復(fù)礦是十分困難的。因此，我們必須要引進(jìn)大型潛水電泵，解決現(xiàn)有排水系統(tǒng)的不足和缺陷，大型潛水電泵的電氣控制系統(tǒng)的位置相對(duì)較高，我們可以使用獨(dú)立的供電系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)控，當(dāng)突發(fā)礦井水災(zāi)時(shí)，大型礦用潛水電泵仍然可以正常進(jìn)行工作，電力系統(tǒng)能夠有效防止水災(zāi)破環(huán)。此外，大型潛水電泵式排水系統(tǒng)的抗水災(zāi)能力相對(duì)較強(qiáng)，應(yīng)變能力十分突出，可以為礦井災(zāi)難的搶救工作贏得大量的寶貴時(shí)間，就算在淹井之后，我們也可以對(duì)其進(jìn)行復(fù)礦，減輕復(fù)礦的工程量[1]。

2 大型潛水電泵的具體安裝流程

2.1 電纜敷設(shè)的具體流程和施工工藝

首先，在大罐內(nèi)建設(shè)一個(gè)工作平臺(tái)，在使用過程中，將工作平臺(tái)展開，置于罐道梁表面，準(zhǔn)備好一個(gè)蓄電池和一個(gè)直流電錘，將它們放在罐籠中，用來進(jìn)行電纜支架的打眼固定工作。將電纜的支架設(shè)置在罐籠的西南側(cè)方向的罐道梁上方1 m位置，為施工人員開展打眼工作提供一個(gè)站立的地方。將全部的電纜支架安裝好并做好全部電纜掛鉤的設(shè)置工作，為電纜敷設(shè)工作做好準(zhǔn)備。在礦井井口的南面方向的空地位置上進(jìn)行地錨敷設(shè)，使用2根圓半徑為24 mm的鋼絲繩來圍繞地錨3輪，做好JH-10穩(wěn)車的固定工作。使用半經(jīng)24 mm的鋼絲繩繞過雙速絞車700 mm，伸入礦井井筒500 m之后持續(xù)往下放，直到雙速絞車進(jìn)入潛水硐室之后才能停止下放。接著，在礦井上井口上部西南方向設(shè)置套架主梁，將1根30#工字鋼放在套架主梁和井架首層平臺(tái)梁上面，利用螺栓將其固定，方便進(jìn)行滑輪的懸掛。利用1根半徑24 mm的鋼絲繩將套架主梁繞起3圈，在上面懸掛一個(gè)20 t重、2.5 m高的滑輪。在搖臺(tái)的左右兩邊固定一個(gè)1 m的1/4圓弧導(dǎo)向槽，該導(dǎo)向槽的制作材料是10#的槽鋼，主要用來引導(dǎo)電纜進(jìn)行下放。緊接著，使用半徑24 mm的鋼絲繩繞上雙速絞車，利用20 t滑輪進(jìn)入到礦井井筒里面，在鋼絲繩的繩頭位置固定一根長(zhǎng)度為1 m的11#工字鋼，將其當(dāng)作墜陀，為電纜的下放工作做準(zhǔn)備。將電纜盤在電纜支架上進(jìn)行固定，通過礦井井口房將電纜盤引導(dǎo)進(jìn)入到電纜導(dǎo)向槽里面，進(jìn)而進(jìn)入副井井筒里面。在礦井井口下方位置首道罐道梁及第二道罐道梁上面進(jìn)行平臺(tái)搭建設(shè)置，使工作人員能夠把電纜和鋼絲捆綁起來，在捆綁過程中應(yīng)該使用14#的鐵絲，將捆綁長(zhǎng)度控制在60～70 mm之間。電纜到達(dá)井口位置時(shí)，把電纜頭和半徑24 mm的鋼絲繩儀器拉到潛水電泵硐室的接線部位，對(duì)電纜和鋼絲繩進(jìn)行自上而下地分離，于電纜支架上將電纜進(jìn)行固定，于事先安裝好的電纜鉤上將副井底部到潛水電泵硐室的電纜做固定處理[2]。最后，把空的鋼絲繩提上來，繞住雙速絞車，做好第二根電纜的下放準(zhǔn)備工作。把電纜盤上剩下的電纜都展開來，平鋪在地面上，電纜頭通過副井筒上口的電纜鉤，進(jìn)入到35 kV變電站的10 kV高壓室中。剩下的所有電纜的下放工作皆按以上方法進(jìn)行。

2.2 管路敷設(shè)的具體流程和施工工藝

首先，將半徑377 mm的無縫鋼管經(jīng)副井井筒下放到礦井底部。于副井大罐南面方向割一個(gè)孔，孔的直徑為500 mm，無縫鋼管下放過程中要使其緊緊貼在孔上，按1根/次進(jìn)行下放，保證下放牢固。接著，進(jìn)行地面鋼管焊接。鋼管要在地面上焊好其中一端套袖，采用氣割方式將套袖切成幾段，每節(jié)鋼管的長(zhǎng)度為350 mm，將上車床切平之后，焊接在各排水管的一端上。做好鋼管的分段工作并焊接完畢后，將工件上面的銹進(jìn)行認(rèn)真徹底地清除，盡可能不要遺留有銹跡或者灰塵等雜質(zhì)。除銹完成后實(shí)施涂漆工作，將防銹漆刷涂在鋼管上，涂?jī)杀?，注意保證漆的厚薄度基本一致，不要遺留任何角落，盡可能避免出現(xiàn)淚珠。接著，開始制作管道托梁架，選擇11#工字鋼作為托梁架的材料，每4根工字鋼就可以制作一道托梁架，隔4 m距離就設(shè)一道托梁架。利用掏梁窩將管道托梁固定牢固。最后，在礦井下做好管子對(duì)接后焊接起來。在挑選焊工時(shí)盡可能要保證其具備較可靠的工藝水平，管子對(duì)接工作應(yīng)從礦井底部開始進(jìn)行，直到分別進(jìn)入到潛水電泵室中。endprint

2.3 電氣設(shè)備安裝流程及注意事項(xiàng)

本次選用的是一級(jí)負(fù)荷的潛水電泵，將其安裝在35 kV變電站10 kV高壓室的一母段和二母段上，分列進(jìn)行運(yùn)行。本次潛水電泵安裝使用的是KYN28型中置移開式高壓開關(guān)柜?？紤]到潛水電泵具有容量大、供電距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，我們?cè)诮Y(jié)合礦井電源狀況的基礎(chǔ)上，選用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)潛水電泵。在選擇軟啟動(dòng)器的類型時(shí)，我們按照重載啟動(dòng)進(jìn)行考慮和選擇，保證其能夠符合潛水電泵的啟動(dòng)要求。地面10 kV高壓室對(duì)大型潛水電泵進(jìn)行“一對(duì)一”供電。潛水電泵的電源線路使用MYJV42-10 kV3×50電纜線路沿著副井方向下放，進(jìn)入到潛水泵硐室，與潛水電泵進(jìn)行連接。高壓開關(guān)柜配有高壓綜合保護(hù)裝置，潛水水泵電機(jī)實(shí)行過流保護(hù)、失壓保護(hù)以及過載保護(hù)。將高壓柜安裝在35 kV變電所10 kV控制室的一母段上，將軟啟動(dòng)柜及水泵控制柜安裝在二母段上。在熟悉生產(chǎn)廠商設(shè)計(jì)的二次系統(tǒng)接線圖的基礎(chǔ)上開展接線工作。

2.4 潛水電泵的安裝調(diào)試過程

首先，進(jìn)行潛水電泵的機(jī)組安裝。機(jī)組的不可拆卸件的最大外形長(zhǎng)度為3804 mm，外徑是840 mm，最大質(zhì)量是7030 kg。綜合考慮落底標(biāo)高和相關(guān)實(shí)際，最終決定選用臥式安裝方式進(jìn)行潛水電泵機(jī)組的安裝工作，每一臺(tái)潛水電泵的出口都要與逆止閥進(jìn)行連接，并將閘閥裝在逆止閥和主排水管的中間，通過CN250 mm的排水管引接至半徑為377 mm的主排水管。接著，進(jìn)行罐籠運(yùn)輸工作。由于副井大罐罐籠底層的罐凈空長(zhǎng)度僅為1.20 m，寬度為1.48 m，高度為2.90 m，比大型潛水電泵最大的不可拆卸構(gòu)建的尺寸要小。所以，我們必須要將不可拆卸件在罐籠中間隔層適當(dāng)割掉，保證潛水電泵能夠順利進(jìn)入副井罐籠，根據(jù)下放大件加配重方法，開始下放潛水電泵并將其引入潛水硐室。最后，在泵池內(nèi)設(shè)置兩根導(dǎo)軌，將兩者距離控制在600 mm左右，開展安裝工作時(shí)，在導(dǎo)軌上方吊入電泵，并且保證每個(gè)車輪都使用兩個(gè)掩車器進(jìn)行遮掩，做好機(jī)組的固定工作。

對(duì)潛水電泵進(jìn)行調(diào)試和試機(jī)工作時(shí)，首先要做好電泵啟動(dòng)前的檢查工作。正式啟動(dòng)潛水電泵之前要先搖測(cè)電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，檢查其電阻有沒有符合“不小于20MΩ”這一要求。我們要保證電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)柜的保護(hù)器能夠正常顯示，檢查顯示屏上面的水位沒有位于高水位范圍，溫度狀況正不正常。另外，對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)柜的三相電壓進(jìn)行檢查，保證其電壓值在（1±5%）10 kV范圍內(nèi)。做好啟動(dòng)前檢查工作之后，對(duì)電泵進(jìn)行直接啟動(dòng)。在直接啟動(dòng)過程中，要先對(duì)手動(dòng)開關(guān)及自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行檢查，保證其手動(dòng)位置符合要求。把控制柜小車慢慢搖到指定工作范圍，檢查斷路器在儲(chǔ)能和控制回路方面的功能是否正常，按下合閘開關(guān)，并在此時(shí)檢查儲(chǔ)能指示燈能否正常發(fā)亮，緊接著插入軟啟動(dòng)柜操作鑰匙，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)位于“本控”位置，同時(shí)檢查控制回路情況。檢查軟啟動(dòng)開關(guān)和直接啟動(dòng)開關(guān)有沒有正常打在“直啟”位置，之后選擇“啟動(dòng)”按鈕，合閘指示燈就會(huì)發(fā)亮，潛水電泵開始運(yùn)行。在進(jìn)行電泵的軟啟動(dòng)時(shí)，要先對(duì)手動(dòng)開關(guān)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行全面檢查，保證他們處在正常的手動(dòng)位置。接下來的步驟與直接啟動(dòng)一樣，最后，檢查軟啟動(dòng)開關(guān)和直接啟動(dòng)開關(guān)有沒有到達(dá)“軟啟”位置，按下“啟動(dòng)”標(biāo)識(shí)鈕。合閘指示燈發(fā)亮，水泵開始運(yùn)行[3]。

潛水電泵啟動(dòng)完成之后，水泵開始運(yùn)行工作。我們必須根據(jù)相關(guān)規(guī)定按1次/月啟動(dòng)水泵，每一次啟動(dòng)后都要讓它運(yùn)行1個(gè)小時(shí)。負(fù)責(zé)值班的工作人員要仔細(xì)檢查每一個(gè)儀表的指示數(shù)值，判斷電流值、電壓值及溫度等指標(biāo)是否符合要求，同時(shí)注意進(jìn)行記錄。如果在水泵運(yùn)行過程中，機(jī)組的溫度大于80 ℃或者出現(xiàn)不正常的波動(dòng)的，應(yīng)該立即停止運(yùn)行。此外，如果發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行的電流數(shù)值超過1.10倍額定值或者波動(dòng)十分不正常的，也要立即停止電泵運(yùn)行。在進(jìn)行電泵的停機(jī)工作時(shí)，直接選擇“停止”按鈕即可完成停機(jī)工作。

3 結(jié)語(yǔ)

要想切實(shí)提高煤礦排水系統(tǒng)的性能，保障礦區(qū)生產(chǎn)安全和人員安全，降低經(jīng)濟(jì)損失，我們必須要引入大型潛水電泵，對(duì)其進(jìn)行正確安裝。大型礦用潛水電泵的安裝是一個(gè)系統(tǒng)性相對(duì)較強(qiáng)的工程，我們必須要注意做好電泵安裝過程中的電纜、管道敷設(shè)工作，注意潛水電泵安裝和調(diào)試、試機(jī)工作的規(guī)范化，提高電泵安裝的科學(xué)性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 董博.礦井主排水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)[J].科技信息，2011，13（9）：6-7.endprint