礦井特大型潛水泵安裝施工工法

劉西建

【摘 要】礦井發(fā)生透水淹井事故，是煤礦四大災(zāi)害之首，治水是煤礦安全的首要任務(wù)；然而，由于各種原因，突發(fā)水患透水淹井，仍然嚴重威脅礦井安全，給國家生命和財產(chǎn)造成巨大損失。為了減少損失，盡快排水恢復(fù)礦井生產(chǎn)，是一項特殊的緊急而艱巨的工作。本文研究了礦井特大型潛水泵安裝施工工法。

【關(guān)鍵詞】礦井 特大型潛水泵 安裝

早在80年代初期，煤炭部從德國引進重型高揚程大流量潛水泵，針對先進設(shè)備和透水礦井特殊環(huán)境，研究實施一套吊裝工藝，迅速完成搶排治水，確保了礦井按期恢復(fù)生產(chǎn)，曾受到國家領(lǐng)導(dǎo)人的嘉獎，并且多次奔赴全國各地及國外參加排水搶險工作。

1 特點

（1）在礦井透水淹井后，無論井下水位高低的特殊條件，吊裝操作人員不需下井，整個安裝過程在上井口進行，既保證設(shè)備不受損壞又能確保施工人員的安全，短時間達到排水條件，能穿入在數(shù)百米豎井井筒內(nèi)框架梁較狹窄位置，準(zhǔn)確地潛入指定排水位置。（2）與其他排水設(shè)備相比根本不同，上百噸左右重的設(shè)備，只用一處起重吊點，全部吊裝到位，而施工速度快，操作節(jié)省很多環(huán)節(jié)，縮短恢復(fù)礦井工期，為礦井減少很多經(jīng)濟損失。

2 適應(yīng)范圍

（1）適合于礦山中的豎井和斜井透水后的排水，也適合于斜井具有標(biāo)準(zhǔn)軌距直線段軌道的斜巷安裝，垂直潛入深度可達800米，確保額定排水流量。（2）適用于礦井淹井后，井下無法下人恢復(fù)泵房，而需迅速完成排水任務(wù)，盡快恢復(fù)生產(chǎn)的礦井。

3 工藝原理

本工法采用安裝全過程在上井口進行，每臺潛水泵利用井架（井塔）架設(shè)起重吊點，懸掛兩套三輪滑輪組，懸吊潛水泵、電機和排水管路及動力電纜、溫控電纜、水位電纜等，在井口架設(shè)兩條托泵鋼梁并搭設(shè)操作平臺，泵與電機吊至井口進行對接，完成后，依次組裝排水管路，潛入指定位置；吊具及鋼絲繩不進入井筒內(nèi)，潛水泵及電纜是靠排水管自吊，每吊裝一根排水管采用法蘭高強螺栓連接緊固后卡座在井口承重梁上，依次吊裝下一根排水管，直至滿足潛入深度。

4 施工工藝方法

4.1 現(xiàn)場勘察

對被淹礦井搶險排水需要進行全面細致施工布置設(shè)計，制定實施計劃，根據(jù)礦井涌水量和排水要求，確定使用潛水泵的型號規(guī)格和數(shù)量。

（1）對準(zhǔn)備承受吊裝潛水泵的鋼井架或井塔混凝土梁的受力部位強度驗算，對其主要結(jié)構(gòu)是否采取加固措施；（2）潛水泵的組裝、運輸、試驗場地、排水路線是否能滿足需要；（3）電源供電設(shè)施能力能否滿足潛水泵6KV直接啟動要求；（4）井口潛水泵托泵鋼梁擺放位置、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度能否滿足吊裝承載要求；（5）對井筒全井深的整個范圍內(nèi)是否存在有影響潛水泵正常下潛的結(jié)構(gòu)障礙、遺留物應(yīng)進行了解，井底罐窩的實際深度尺寸，以明確潛水泵潛入深度，確定潛水泵排水的最終水位標(biāo)高。（斜巷安裝潛水泵時，了解潛水泵安裝巷道窄軌的順直度和正常提升時經(jīng)常發(fā)生礦車落轍的記錄）。

4.2 潛水泵起重吊裝設(shè)備和吊具選擇與安裝

（1）潛水泵型號和在井筒中潛入位置確定后，選擇吊具、索具和承重梁、雙滾筒穩(wěn)車。（2）根據(jù)懸吊和承載負荷，選擇鋼絲繩及繩扣，架設(shè)承重梁，布置懸掛滑輪組和安裝雙滾筒穩(wěn)車。（3）吊裝起重梁選用2×I56工字鋼組合梁2套，布置安裝在井架或井塔上并焊接固定，起重梁與井口托泵承重梁布置上下成井字形；（4）井口承重梁選用4×I56工字鋼組合梁2套，兩梁平行布置在井口下泵中心位置兩側(cè)凈距1.3m，其最小間隙應(yīng)大于潛水泵吸水罩的最大外緣尺寸，梁兩端的上、下緣之間用型鋼焊牢加固，使兩梁成一穩(wěn)固的整體，增強梁的穩(wěn)定性，并抄平找正。漫井口搭設(shè)操作平臺，鋪上δ75厚木板。

4.3 潛水泵組裝（或檢測）試驗工作

（1）電機檢驗：潛水泵及配套設(shè)備，在排水站庫房內(nèi)是經(jīng)過檢修的，均處于完好狀態(tài)，由于啟用運到現(xiàn)場后，路途的顛簸，需進行檢測，用2500V兆歐表搖測檢查絕緣等級。（對于德國里茲6726系列潛水泵電機要進行現(xiàn)場定子與轉(zhuǎn)子的組裝工作，組好后盤動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活無長阻，再進行搖測檢查）；（2）電機空載試運：在地面將潛水泵電機豎起軸端向上并固定好，防止電機啟動會發(fā)生晃動；向電機定子灌注PH值為中心性的清水，灌注孔應(yīng)處于最高位置，以使定子腔內(nèi)空氣全部排出，查驗是否泄漏現(xiàn)象。灌水浸泡約24小時后，測量繞組的絕緣電阻和吸收比，進行單機空轉(zhuǎn)試驗，試轉(zhuǎn)時間不能超過10秒；（3）潛水泵與電機預(yù)組裝及調(diào)整：電機與潛水泵地面預(yù)組裝，關(guān)鍵是核對軸套聯(lián)軸節(jié)配合尺寸、頂絲定位尺寸、固定鍵配合等是否符合要求，防止在井口對接時因尺寸誤差造成對接失敗而延誤工期。

5 質(zhì)量要求

（1）提升絞車制動系統(tǒng)動作靈活可靠，滾筒上剩余繩量不少于3圈。（2）嚴禁使用配電變壓器中性點直接接地的電源，且漏電檢測裝置必須正常投入運行。（3）測量電機軸頸與水泵軸套聯(lián)軸節(jié)配合尺寸，應(yīng)保證運轉(zhuǎn)時水泵主軸處于其串量值一半的位置為宜。（4）測量繞組的絕緣電阻和收收比，6KV電壓潛水泵電機用2500或5000V兆歐表搖測，轉(zhuǎn)子繞組應(yīng)不低于3兆歐，定子繞組應(yīng)不低于6兆歐。電機的吸收比應(yīng)不低于1.2。（5）測量電機各相繞組直流電阻的相互差別，不應(yīng)超過最小值的2%。（6）直流耐壓試驗和泄漏電流的測量，電機電壓在1200V以上且容量在200KW以上的定子繞阻，以2.5倍額定電壓試驗，各相泄漏電流的差別應(yīng)不大于最小值的50%，當(dāng)最大泄漏電流在20mA以下時，各相差別不作規(guī)定，泄漏電流應(yīng)不隨時間延長而增大。（7）電纜浸水試驗，浸水前先搖測電纜絕緣電阻，浸水時間超過12小時后搖測其絕緣電阻值不低于50兆歐為合格。（8）高壓啟動柜試驗，以1.5～3倍的額定電壓進行耐壓試驗，泄漏電流應(yīng)無明顯變化。

6 效益分析

（1）工期效益：因礦井突發(fā)水患，在很短的時間內(nèi)就把整個礦井淹沒，經(jīng)濟受損失，為盡快排水，恢復(fù)礦井生產(chǎn)是減少國家生命和財產(chǎn)受到巨大損失的重要工作，由于受淹礦井的特殊條件，只有采取本工法完成了搶排水任務(wù)，并發(fā)揮特殊的重要作用，即節(jié)省電能損失又為恢復(fù)礦生產(chǎn)爭得寶貴時間。（2）安全效果好：由于施工是在井口進行，不需在進入井下會給施工人員帶來被水淹等一等系列不安全因素的危脅。本工法是解決受淹礦井唯一的施工方法。（3）社會效益：引進德國進口特大型潛水泵我國只有開灤排水公司一家，我公司負責(zé)安裝任務(wù)，先后為全國各地受淹礦井排水復(fù)礦做出了巨大的貢獻。