超長主排水管道的清洗除垢方法

穆春林， 楊俊萍

(陽泉煤業(yè)集團(tuán) 南莊煤礦， 山西 陽泉 045000)

0 引言

南莊煤礦于1952年建成為大型國有企業(yè)。原煤年生產(chǎn)能力為200萬t/a，是一座建在城市里的礦山，目前隸屬于陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司。礦井口均位于陽泉市西峪河支溝南側(cè)的山坡上，西峪河支溝在主井口和副井口附近最高洪水位分別為710 m和715 m，均低于主井口和副井口標(biāo)高(最低的副斜井737.47 m)。井口都建立在堅(jiān)硬的砂巖巖體上，井口周圍的巖體都很穩(wěn)定，不存在滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害的影響。南莊煤礦主排水系統(tǒng)安裝有DF155-30×7型耐腐離心泵4臺(tái)，主要參數(shù)為流量155 m3/h，揚(yáng)程210 m，電動(dòng)機(jī)型號(hào)YB2-315L1-4型，功率160 kW，正常情況為兩用一備一檢修。主排水管路采用雙回路無縫鋼管(φ250×9和φ150×9)，沿主提升斜井敷設(shè)，長度為1 050 m，一趟排水，一趟備用。主副水倉的容積分別為2 000 m3和1 850 m3，均能滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的容納8 h的正常涌水量。但主要問題是井下涌水量較大，根據(jù)多年測試井下涌水情況為正常涌水量150 m3/h,最大涌水量達(dá)220 m3/h，因此對(duì)井下涌水的排除是保障人員安全的重中之重。

1 排水管路內(nèi)徑垢污形成原因分析

2 《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)要求

眾所周知，水、火、瓦斯、煤塵是困擾煤礦安全生產(chǎn)的自然災(zāi)害，必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)防治。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第314款規(guī)定，礦井的水泵、水管、閥門及配電設(shè)備線路等每年在雨季前必須進(jìn)行一次全面檢修，并且對(duì)工作水泵和排水水泵進(jìn)行一次聯(lián)合排水試驗(yàn)，提交試驗(yàn)報(bào)告，其目的就是確保井下排水正常，消除安全隱患。

結(jié)合煤礦實(shí)際，對(duì)水泵、閥門和配電設(shè)備檢修不難操作，關(guān)鍵是管路的檢修相對(duì)困難，一是管路安裝敷設(shè)一般比較高而且靠墻安裝，二是管路連接一般為無縫連接，頻繁拆接比較麻煩，三是排水管路從井下排到地面距離一般都比較長。若更換整趟主排水管路、井下條件太過復(fù)雜、工期太長、成本又高，拆卸安裝又存在很高的安全隱患，在拆除安裝期間，長時(shí)間沒有了備用排水管路，因此，清洗除垢是最安全的辦法。

3 礦井排水管路的清理疏通方法

鑒于礦井水污垢在管路上浮著厚度大、硬度強(qiáng)、管路長、巷道狹窄等特點(diǎn)，嘗試了幾種方法和經(jīng)驗(yàn)，有效對(duì)排水管路進(jìn)行了清洗除垢，值得其他礦井借鑒學(xué)習(xí)。

1) 利用其共振原理的清洗方法。針對(duì)大巷里的10寸管道(φ250×9)，由于是在13°的傾斜巷道內(nèi)敷設(shè)，巷道內(nèi)既有帶式輸送機(jī)，又有電纜和其他管路敷設(shè)，無法使用大功率高壓清洗機(jī)靠近清洗，而小功率機(jī)器試驗(yàn)后又解決不了問題，管道的拆口和復(fù)位難度又極大。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，利用共振原理自制設(shè)計(jì)了一臺(tái)能對(duì)該管道壁產(chǎn)生共振的小型機(jī)器，給機(jī)器接上電源后產(chǎn)生振動(dòng)，把振動(dòng)儀放到管路上，對(duì)管路進(jìn)行不同部位的推動(dòng)，如圖1所示。經(jīng)試用，效果好，省時(shí)省力的對(duì)該管路的積垢進(jìn)行了清除，經(jīng)過測試驗(yàn)收，符合公司提出的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

1-振動(dòng)電動(dòng)機(jī)； 2-操作把手； 3-固定架； 4-半弧形振動(dòng)套件。

圖1 自制振動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖

2) 采用高壓水射流的清洗方法。針對(duì)6寸管道(φ150×9)，由于結(jié)垢更為嚴(yán)重、強(qiáng)度更大，使用共振原理的清洗方法效果不好，清理不干凈。通過不斷實(shí)踐，采用了超高壓水射流清洗的方法，即加長高壓軟管的辦法，高壓軟管可加長到1 200 m左右，見圖2。該方法對(duì)現(xiàn)有的高壓水射流大功率機(jī)器進(jìn)行改造，通過對(duì)高壓清洗機(jī)的安全閥、卸載閥、壓力器、高壓管接頭等進(jìn)行修改和測試，在保證安全的前提下，經(jīng)過多次試驗(yàn)，終于成功地將6寸管道清洗干凈。

圖2 高壓水射流清洗框架圖

3) 采用水道鉆孔和封孔的方法。針對(duì)在清洗過程中需要將管道拆開和清洗后復(fù)位的情況，且井下的管道是下傾斜的，重力作用下拆開和復(fù)位是非常艱難的，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，安全隱患較多。經(jīng)反復(fù)分析，采用了防爆水冷管道鉆孔和G3封孔的方法，解決了這一難題，見圖3。

圖2 水冷鉆開孔和G3方式封孔

4 結(jié)論

按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，按上述3種清理方法定期進(jìn)行了清理排水管路，既解決了排水隱患，又節(jié)省了大量時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，這3種方法也值得其他煤礦借鑒和推廣。