关于煤矿大型潜水电泵安装实践研究

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摘 要：本文在研究分析传统煤矿排水系统存在问题的基础上，阐述了引进大型矿用潜水电泵，重视电泵安装实践的必要性，并具体介绍了大型潜水电泵安装的具体步骤、流程和施工工艺，指出了电泵安装过程中的一些主要注意事项，供大家学习和探究。

关键词：煤矿 大型潜水电泵 必要性 安装实践

中图分类号：TD442 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0093-02

矿水透水灾难是我国煤矿开采行业中危害较大、影响时间相对较长的安全事故，它的危害程度仅次于瓦斯，严重影响了矿山的生产安全和煤矿工作人员的生命财产安全。矿井安全事故的频繁发生不但阻碍了煤矿生产的正常进行，破环了煤矿建设，还给煤矿企业带来了很大的经济损失，究其原因，这些安全隐患主要是由传统卧泵排水系统的弊端引起的，我们必须要引进大型矿用潜水电泵，将其作为矿区潜水式主排水系统，有效保证矿井的抗水灾能力得到大幅度提高，减少事故发生，降低经济损失。

1 加强煤矿大型潜水电泵安装实践的必要性分析

现阶段，我国矿井通常使用的排水系统都是在矿井底部设置卧泵，安装防爆电机，安设电液控闸阀和开关柜、PLC电控柜等，通过电缆敷设和管路敷设等方式构建排水系统。在这种排水设备布置方式下，我国的矿井排水工作还存在不少问题。首先，由于卧泵经常会出现汽蚀现象，排水系统的功能无法得到最大程度地发挥。受卧泵汽蚀现象的制约，我们在安装离心泵时必须要保证其高度小于规定的吸水高度，因此会增加矿井井下水仓开拓的工程任务量，提高了矿井井下巷道布置的难度。其次，传统排水系统的抗水灾能力有待提高，电机、开关柜等系统设备虽然具有一定防爆功能，但是防水性能较弱，很容易被水侵害，导致电气设备失效，系统受损，出现断电。如果矿井突遇水灾事故，短时间内涌进来的水会造成排水系统负荷过大，无法进行正常排水，系统容易瘫痪，严重的会引发淹井事故。最后，在传统排水系统下，我们要想进行复矿是十分困难的。因此，我们必须要引进大型潜水电泵，解决现有排水系统的不足和缺陷，大型潜水电泵的电气控制系统的位置相对较高，我们可以使用独立的供电系统对其进行远程运控，当突发矿井水灾时，大型矿用潜水电泵仍然可以正常进行工作，电力系统能够有效防止水灾破环。此外，大型潜水电泵式排水系统的抗水灾能力相对较强，应变能力十分突出，可以为矿井灾难的抢救工作赢得大量的宝贵时间，就算在淹井之后，我们也可以对其进行复矿，减轻复矿的工程量[1]。

2 大型潜水电泵的具体安装流程

2.1 电缆敷设的具体流程和施工工艺

首先，在大罐内建设一个工作平台，在使用过程中，将工作平台展开，置于罐道梁表面，准备好一个蓄电池和一个直流电锤，将它们放在罐笼中，用来进行电缆支架的打眼固定工作。将电缆的支架设置在罐笼的西南侧方向的罐道梁上方1 m位置，为施工人员开展打眼工作提供一个站立的地方。将全部的电缆支架安装好并做好全部电缆挂钩的设置工作，为电缆敷设工作做好准备。在矿井井口的南面方向的空地位置上进行地锚敷设，使用2根圆半径为24 mm的钢丝绳来围绕地锚3轮，做好JH-10稳车的固定工作。使用半经24 mm的钢丝绳绕过双速绞车700 mm，伸入矿井井筒500 m之后持续往下放，直到双速绞车进入潜水硐室之后才能停止下放。接着，在矿井上井口上部西南方向设置套架主梁，将1根30#工字钢放在套架主梁和井架首层平台梁上面，利用螺栓将其固定，方便进行滑轮的悬挂。利用1根半径24 mm的钢丝绳将套架主梁绕起3圈，在上面悬挂一个20 t重、2.5 m高的滑轮。在摇台的左右两边固定一个1 m的1/4圆弧导向槽，该导向槽的制作材料是10#的槽钢，主要用来引导电缆进行下放。紧接着，使用半径24 mm的钢丝绳绕上双速绞车，利用20 t滑轮进入到矿井井筒里面，在钢丝绳的绳头位置固定一根长度为1 m的11#工字钢，将其当作坠陀，为电缆的下放工作做准备。将电缆盘在电缆支架上进行固定，通过矿井井口房将电缆盘引导进入到电缆导向槽里面，进而进入副井井筒里面。在矿井井口下方位置首道罐道梁及第二道罐道梁上面进行平台搭建设置，使工作人员能够把电缆和钢丝捆绑起来，在捆绑过程中应该使用14#的铁丝，将捆绑长度控制在60～70 mm之间。电缆到达井口位置时，把电缆头和半径24 mm的钢丝绳仪器拉到潜水电泵硐室的接线部位，对电缆和钢丝绳进行自上而下地分离，于电缆支架上将电缆进行固定，于事先安装好的电缆钩上将副井底部到潜水电泵硐室的电缆做固定处理[2]。最后，把空的钢丝绳提上来，绕住双速绞车，做好第二根电缆的下放准备工作。把电缆盘上剩下的电缆都展开来，平铺在地面上，电缆头通过副井筒上口的电缆钩，进入到35 kV变电站的10 kV高压室中。剩下的所有电缆的下放工作皆按以上方法进行。

2.2 管路敷设的具体流程和施工工艺

首先，将半径377 mm的无缝钢管经副井井筒下放到矿井底部。于副井大罐南面方向割一个孔，孔的直径为500 mm，无缝钢管下放过程中要使其紧紧贴在孔上，按1根/次进行下放，保证下放牢固。接着，进行地面钢管焊接。钢管要在地面上焊好其中一端套袖，采用气割方式将套袖切成几段，每节钢管的长度为350 mm，将上车床切平之后，焊接在各排水管的一端上。做好钢管的分段工作并焊接完毕后，将工件上面的锈进行认真彻底地清除，尽可能不要遗留有锈迹或者灰尘等杂质。除锈完成后实施涂漆工作，将防锈漆刷涂在钢管上，涂两遍，注意保证漆的厚薄度基本一致，不要遗留任何角落，尽可能避免出现泪珠。接着，开始制作管道托梁架，选择11#工字钢作为托梁架的材料，每4根工字钢就可以制作一道托梁架，隔4 m距离就设一道托梁架。利用掏梁窝将管道托梁固定牢固。最后，在矿井下做好管子对接后焊接起来。在挑选焊工时尽可能要保证其具备较可靠的工艺水平，管子对接工作应从矿井底部开始进行，直到分别进入到潜水电泵室中。

2.3 电气设备安装流程及注意事项

本次选用的是一级负荷的潜水电泵，将其安装在35 kV变电站10 kV高压室的一母段和二母段上，分列进行运行。本次潜水电泵安装使用的是KYN28型中置移开式高压开关柜。考虑到潜水电泵具有容量大、供电距离远的特点，我们在结合矿井电源状况的基础上，选用软启动器启动潜水电泵。在选择软启动器的类型时，我们按照重载启动进行考虑和选择，保证其能够符合潜水电泵的启动要求。地面10 kV高压室对大型潜水电泵进行“一对一”供电。潜水电泵的电源线路使用MYJV42-10 kV3×50电缆线路沿着副井方向下放，进入到潜水泵硐室，与潜水电泵进行连接。高压开关柜配有高压综合保护装置，潜水水泵电机实行过流保护、失压保护以及过载保护。将高压柜安装在35 kV变电所10 kV控制室的一母段上，将软启动柜及水泵控制柜安装在二母段上。在熟悉生产厂商设计的二次系统接线图的基础上开展接线工作。

2.4 潜水电泵的安装调试过程

首先，进行潜水电泵的机组安装。机组的不可拆卸件的最大外形长度为3804 mm，外径是840 mm，最大质量是7030 kg。综合考虑落底标高和相关实际，最终决定选用卧式安装方式进行潜水电泵机组的安装工作，每一台潜水电泵的出口都要与逆止阀进行连接，并将闸阀装在逆止阀和主排水管的中间，通过CN250 mm的排水管引接至半径为377 mm的主排水管。接着，进行罐笼运输工作。由于副井大罐罐笼底层的罐净空长度仅为1.20 m，宽度为1.48 m，高度为2.90 m，比大型潜水电泵最大的不可拆卸构建的尺寸要小。所以，我们必须要将不可拆卸件在罐笼中间隔层适当割掉，保证潜水电泵能够顺利进入副井罐笼，根据下放大件加配重方法，开始下放潜水电泵并将其引入潜水硐室。最后，在泵池内设置两根导轨，将两者距离控制在600 mm左右，开展安装工作时，在导轨上方吊入电泵，并且保证每个车轮都使用两个掩车器进行遮掩，做好机组的固定工作。

对潜水电泵进行调试和试机工作时，首先要做好电泵启动前的检查工作。正式启动潜水电泵之前要先摇测电动机的绝缘电阻，检查其电阻有没有符合“不小于20MΩ”这一要求。我们要保证电动机启动柜的保护器能够正常显示，检查显示屏上面的水位没有位于高水位范围，温度状况正不正常。另外，对电动机启动柜的三相电压进行检查，保证其电压值在（1±5%）10 kV范围内。做好启动前检查工作之后，对电泵进行直接启动。在直接启动过程中，要先对手动开关及自动转换开关进行检查，保证其手动位置符合要求。把控制柜小车慢慢摇到指定工作范围，检查断路器在储能和控制回路方面的功能是否正常，按下合闸开关，并在此时检查储能指示灯能否正常发亮，紧接着插入软启动柜操作钥匙，转换开关应位于“本控”位置，同时检查控制回路情况。检查软启动开关和直接启动开关有没有正常打在“直启”位置，之后选择“启动”按钮，合闸指示灯就会发亮，潜水电泵开始运行。在进行电泵的软启动时，要先对手动开关和自动转换开关进行全面检查，保证他们处在正常的手动位置。接下来的步骤与直接启动一样，最后，检查软启动开关和直接启动开关有没有到达“软启”位置，按下“启动”标识钮。合闸指示灯发亮，水泵开始运行[3]。

潜水电泵启动完成之后，水泵开始运行工作。我们必须根据相关规定按1次/月启动水泵，每一次启动后都要让它运行1个小时。负责值班的工作人员要仔细检查每一个仪表的指示数值，判断电流值、电压值及温度等指标是否符合要求，同时注意进行记录。如果在水泵运行过程中，机组的温度大于80 ℃或者出现不正常的波动的，应该立即停止运行。此外，如果发现水泵运行的电流数值超过1.10倍额定值或者波动十分不正常的，也要立即停止电泵运行。在进行电泵的停机工作时，直接选择“停止”按钮即可完成停机工作。

3 结语

要想切实提高煤矿排水系统的性能，保障矿区生产安全和人员安全，降低经济损失，我们必须要引入大型潜水电泵，对其进行正确安装。大型矿用潜水电泵的安装是一个系统性相对较强的工程，我们必须要注意做好电泵安装过程中的电缆、管道敷设工作，注意潜水电泵安装和调试、试机工作的规范化，提高电泵安装的科学性和可靠性。

参考文献

[1] 施卫东，孙新庆，陆伟刚.矿用潜水电泵性能正交试验[J].排灌机械工程学报，2011，6（9）：78-79.

[2] 张万忠.大功率潜水泵在煤矿的安装应用[J].煤矿安全，2011，8（11）：109-110.

[3] 董博.矿井主排水系统的简单设计[J].科技信息，2011，13（9）：6-7.