綜采工作面電機(jī)冷卻水回路改造

賈文波

(大同煤礦集團(tuán) 同家梁礦，山西 大同 037025)

大同煤礦集團(tuán)某礦綜采工作面在生產(chǎn)過(guò)程中存在將膠帶機(jī)電機(jī)、刮板輸送機(jī)電機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)冷卻水直接排入煤流系統(tǒng)的問(wèn)題，這些冷卻水通常都隨煤流系統(tǒng)流走進(jìn)入漏煤眼，不僅造成了靜壓水的浪費(fèi)，而且影響礦井煤流系統(tǒng)的運(yùn)輸，尤其是影響煤倉(cāng)和漏煤眼，可能會(huì)造成潰煤事故，嚴(yán)重制約煤礦安全生產(chǎn)。因此要從根源上解決問(wèn)題，將電機(jī)冷卻水回收和再利用[1-2]。

1 改造方案

1.1 膠帶機(jī)電機(jī)冷卻水系統(tǒng)改造

將膠帶頭的冷卻水與巷道內(nèi)D102 mm排水管路連接，最終排入井底水倉(cāng)，抽到地面予以凈化，達(dá)到循環(huán)利用的目的。而實(shí)際最大的問(wèn)題是如果冷卻水的水壓小于D102 mm排水管路中的水壓，就會(huì)將污水倒灌入膠帶電機(jī)冷卻水系統(tǒng)，造成污染和泥沙的沉積，因此需要進(jìn)行理論論證，滿足條件后方可進(jìn)行實(shí)施方案。

該礦井底距地面的高差約為300 m，因此由地面到達(dá)井下的靜壓水壓強(qiáng)約為3 MPa，根據(jù)井底靜壓水管壓強(qiáng)表得知靜壓水壓強(qiáng)約為2.8 MPa?？紤]到靜壓水經(jīng)過(guò)盤(pán)區(qū)上下山巷道的起伏及管道內(nèi)沿程和局部損失等因素，到工作面運(yùn)輸巷口的壓強(qiáng)約為1.8 MPa，相當(dāng)于180 m高的水柱。而D102 mm排水管路中，使用排水能力最大的排水泵為132 kW的冷鋼泵，其排水量為1 100 m3/h，根據(jù)水泵功率和流量的關(guān)系公式：

Pη=Qgh

式中：P為電機(jī)功率，132 kW；η為電機(jī)效率，取0.85；Q為排水時(shí)的流量，1 100 m3/h；h為水泵的揚(yáng)程。

經(jīng)計(jì)算，水泵的揚(yáng)程約為35 m，即最大揚(yáng)程也小于靜壓水的180 m水柱，所以得出結(jié)論：排水管路中水壓遠(yuǎn)小于靜壓水管路中的水壓。因此，將冷卻水引入排水管路不會(huì)有“倒灌”現(xiàn)象發(fā)生。而以上計(jì)算條件是在極端環(huán)境下才會(huì)出現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)還在冷卻水出水管上加裝了單向閥和流量計(jì)，從根本上杜絕了“倒灌”現(xiàn)象。通常情況下，排水的D102 mm管路為半管水，很難達(dá)到全滿的狀態(tài)，因此連接管路的時(shí)候，將連接頭固定在D102 mm管路的正上方，還可進(jìn)一步減少回流壓強(qiáng)。管路連接如圖1所示。

圖1 膠帶機(jī)電機(jī)冷卻水改造示意

從圖1可以看出，進(jìn)水管路進(jìn)入膠帶機(jī)電機(jī)時(shí)，是通過(guò)D56 mm靜壓水供水管路變D19 mm管路，如果兩臺(tái)電機(jī)，則進(jìn)行管路串聯(lián)。出水管使用三通出兩趟管路，一趟通向盤(pán)區(qū)排水管路，一趟則作為預(yù)留管路，這趟預(yù)留管路作用有兩個(gè)，一是檢驗(yàn)電機(jī)的水路是否暢通，如果暢通則會(huì)順利出水；二是在需要沖洗煤泥時(shí)也可以打開(kāi)使用。當(dāng)檢驗(yàn)管路通暢后，則需要把冷卻水排到盤(pán)區(qū)的D102 mm排水管，把檢驗(yàn)閥門(mén)關(guān)掉，打開(kāi)排水管閥門(mén)，則通過(guò)流量計(jì)可以看到水走向D102 mm管路。

1.2 刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)冷卻水系統(tǒng)改造

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際情況，轉(zhuǎn)載機(jī)和刮板輸送機(jī)隨著工作面的推進(jìn)是移動(dòng)的，如果不停地移動(dòng)冷卻水管是不實(shí)際的，一是因?yàn)闆](méi)有距離合適的三通閥門(mén)，二是不停地拆裝會(huì)增加工作量，所以最終提出了將冷卻水引入液箱的方案，形成封閉式的水路系統(tǒng)，既節(jié)約了水資源，又適應(yīng)了實(shí)際生產(chǎn)的需要。

具體改造如圖2所示，兩根D16 mm的管路都是從電機(jī)出來(lái)的冷卻水管路，通過(guò)設(shè)備列車(chē)，最后由一根D25 mm的管路，將冷卻水最終引入了液箱，在管路吊掛過(guò)程中隨設(shè)備列車(chē)電纜進(jìn)行固定吊掛，而管路也隨著電氣列車(chē)的移動(dòng)而自行移動(dòng)。與膠帶電機(jī)冷卻水回路類(lèi)似，在每個(gè)電機(jī)旁邊都預(yù)留了檢驗(yàn)管路，方便檢驗(yàn)電機(jī)水路是否暢通和沖洗煤泥。

圖2 刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)冷卻水系統(tǒng)改造示意

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

上述改造方案在該礦8108工作面應(yīng)用后，消除了煤流系統(tǒng)中混入的冷卻水現(xiàn)象，杜絕了盤(pán)區(qū)漏煤眼因積水造成的潰煤隱患，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷卻用水的封閉式回收，控制了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，形成了完整的靜壓水回收系統(tǒng)。特別是使用了單向閥和流量計(jì)，有效解決了排水管污水倒灌的問(wèn)題，產(chǎn)生了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某礦綜采工作面電機(jī)冷卻水回路改造，不僅回收復(fù)用了寶貴的水資源，而且消除了煤流系統(tǒng)帶水運(yùn)行的隱患，還杜絕了煤倉(cāng)煤眼潰煤事故，有力保障了煤礦的安全生產(chǎn)。該經(jīng)驗(yàn)值得在同類(lèi)型礦井，特別是干旱缺水地區(qū)礦井的綜采工作面推廣應(yīng)用。