復(fù)雜條件下870水平大巷灑水系統(tǒng)技術(shù)改造的探索與實施

孫 林

（同煤集團晉華宮礦，山西 大同 037016）

1 二水平灑水管路基本情況

管路為Φ108mm無縫鋼管，管路連接為快速卡連接，鋼管接頭由于腐蝕嚴重在更換過程中一旦拆開，無法重新連接。由于管路腐蝕、積垢等狀況已經(jīng)影響到河北區(qū)域生產(chǎn)、防塵用水，為了保障河北區(qū)域的安全生產(chǎn)及防塵用水，對其進行技術(shù)改造勢在必行。

礦井現(xiàn)在常用的管路連接大都使用法蘭，快速頭連接。法蘭與快速頭連接屬于剛性連接，需對管材進行二次加熱焊接，對連接空間要求比較高。該礦在870水平北大巷的供水系統(tǒng)改造過程中，為了保障河北區(qū)域的安全生產(chǎn)及防塵用水，為了提高員工的工時率，降低員工勞動強度，避免因焊接出現(xiàn)的沙眼、焊縫跑水等現(xiàn)象，保證管線安裝一次成功，在管路連接件上選用新的管路連接技術(shù)—溝槽管件。

2 二水平灑水管路改造方案

2.1 管材、連接方式的選用

通過調(diào)研引進涂塑復(fù)合鋼管且使用效果良好。該管與普通鋼管相比較具有抗靜電性能、阻燃性能、極強的附著力、致密的內(nèi)外樹脂層、優(yōu)越的機械性能，可承受苛刻的使用條件，具有耐腐蝕、不結(jié)垢、自潤滑性、連接方便可靠等特點。選用159mm涂塑復(fù)合鋼管承壓達到6.4MPa。

連接采用無需焊接的承壓為6.4MPa中壓溝槽柔性連接管卡。

溝槽柔性連接管卡包括兩個大類產(chǎn)品：

（1）起密封連接作用的管路連接件有硬性接頭、柔性接頭、機械三通和溝槽法蘭式；

（2）起過渡連接作用的管路連接件有彎頭、三通、四通、異徑管、盲板等。

2.2 溝槽連接管件

溝槽連接管件的連接操作比較簡易，連接一處管件僅僅需要數(shù)十秒的時間，最大程度簡化了管路工現(xiàn)場操作的技術(shù)難度，提高了安裝工作效率。由于溝槽連接管件全部為成品件，現(xiàn)場操作所需要的空間小，能夠真正地完成靠墻靠角安裝，降低操作難度，美化了管路安裝的效果。

2.2.1 管路特性不受影響

溝槽連接管件，只在管路外表面用機械力壓制出一個安裝槽，不破壞管路原有結(jié)構(gòu)。如果使用原始的電焊接操作，管路內(nèi)壁防腐層必將受到破壞。

2.2.2 利于安全施工

采用溝槽連接管件技術(shù)，現(xiàn)場只需要專用切割工具、壓槽機和操作扳手，組織施工方便。如果采用電焊接和連接法蘭，就需要配備專用的焊接電源電纜、氣切割機具、電焊機及O2和C2H2氣瓶等，同時焊渣容易給使用過程中的管路閥門甚至下游設(shè)備造成堵塞，同時還污染管路內(nèi)流質(zhì)。

2.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定，方便維護

溝槽連接管件連接方式具有獨有的柔性特征，使管路抗震動、抗收縮和抗膨脹的能力大大提高。與傳統(tǒng)法蘭連接相比，管路系統(tǒng)更加穩(wěn)定，更能適合外界及流質(zhì)溫度的變化，從而起到保護管路、閥件的作用，同時減少管路應(yīng)力變化對結(jié)構(gòu)件的損壞。

由于溝槽連接管件操作方便，操作所需要的空間變小，管路需要維護和更換時，僅需松開卡箍即可隨意轉(zhuǎn)動、更換、修改管路，不需破壞周圍建筑，減少了維護時間和維護成本。

3 吊掛方式

根據(jù)870水平北大巷巷道的實際情況：（1）巷道兩幫均吊掛有管路，西巷幫現(xiàn)有兩趟管路依次為159mm壓風(fēng)、108mm軟水管路，東巷幫為108mm灑水管路，吊掛均采用每隔5m一架錨桿→花蘭螺絲→管卡；（2）巷道為雙向電動機車軌道布置，采用直流電架空線供電；（3）5700～6000m、4000～4200m為U型棚支護方式，其他巷道均為噴漿支護；（4）在5200～6000m范圍內(nèi)有14處軌道與巷幫的距離小于800mm，如在現(xiàn)有錨桿吊掛一趟159mm管達不到安全間隙，需對這些區(qū)域進行開槽。開槽工程量大約為30m3。

綜上所述，決定噴漿段仍采用每隔5m一架錨桿→角鐵連接件→花蘭螺絲→管卡的吊掛方式。具體方案如下：每隔5m打一架吊掛點，材料用Φ18mm、長度1200mm螺紋錨桿，每根錨桿外露110mm，注樹脂藥一卷；用5×50角鐵加工連接件與錨桿進行連接，連接必須用雙螺帽將角鐵上牢固；用Φ20mm花蘭螺絲與角鐵連接，花蘭螺絲必須使用有生產(chǎn)資質(zhì)廠家生產(chǎn)的國標件；用5×50扁鐵加工吊管卡與花蘭螺絲下端用16mm螺栓進行連接，使用16mm螺栓用吊管卡將鋼管抱緊、抱牢；因巷道局部影響運輸安全距離，需對部分巷道進行擴幫。U型棚區(qū)域在原有的吊管勾吊掛。

4 施工論證

根據(jù)巷道實際情況對吊管眼提前進行號眼，號眼位置要確保管路吊掛后管路底端距底板安全高度達2000mm以上，且不得號在散巖突出處、巷幫破碎處。對特殊巷道（包括U型棚、高度達不到2m的巷道）根據(jù)實際情況吊掛，不影響大巷運輸。

打眼動力采用移動空壓機，嚴格按照所號標記垂直巷壁打眼，間隔5m打一架吊掛點，材料用Φ18mm、長度1200mm螺紋錨桿，每根錨桿外露長度110mm，必須上雙螺母，注樹脂藥一卷。對達不到安全距離的區(qū)域進行開槽，開槽深度根據(jù)實際情況確定，以確保管路吊掛后不影響巷道運輸為宜。

要求每吊掛一根管，接一根，吊掛平直牢固，不拐死彎，每100m處一個三通，每500m安裝一個控制閘門，每接500m必須進行打壓試水，以確保管路連接一次性成功。所用吊掛、連接的配件必須嚴格按照材料計劃中確定的材料及設(shè)計圖紙所加工的材料配件進行使用，以確保管路能承受6.4MPa壓力和管路吊掛安全。U型棚區(qū)吊掛在原有的吊掛勾上吊掛，必須緊挨棚架，其他區(qū)域緊挨巷壁。

5 應(yīng)用情況

870水平北大巷的灑水系統(tǒng)改造，保障了河北區(qū)域的消防、綜合防塵用水，不影響運輸且保障安全生產(chǎn)。新型管材、柔性管卡無需做防腐措施，不需要電焊，維護簡單，節(jié)省材料、時間、人力。

經(jīng)過系統(tǒng)改造，不但解決了該礦河北區(qū)域的消防用水、綜合防塵用水、安全生產(chǎn)用水等問題，更重要的是為礦井提供了類似管路改造的技術(shù)方案和技術(shù)經(jīng)驗。更換管路后安全效益和經(jīng)濟效益明顯。