淺談潛水泵在煤礦排水中的應(yīng)用

柳海軍 劉光銘

(1.河南義馬廣宇工程設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司，河南 義馬 472300;2.河南澠池曹躍礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南 義馬 472300)

煤礦防治水是煤礦的一項(xiàng)重要工作，歷來受到煤礦工作者的高度重視。長期以來，在礦井發(fā)生突水，有可能出現(xiàn)淹井事故時，傳統(tǒng)的做法為關(guān)閉防水閘門。以減少礦山的損失。但是在防水閘門關(guān)閉后，臥式排水系統(tǒng)極有可能不能正常工作，無法最大限度的減少礦井的損失。并且在長期的防水閘門使用中發(fā)現(xiàn):防水閘門質(zhì)量要求高;建設(shè)困難;維護(hù)費(fèi)用高;耐水密封性檢測困難;并且常與生產(chǎn)互有干擾。尤其是突水后井下人員能否能全部撤出，井底防水閘門能否下決心關(guān)閉(不能關(guān)的問題);需關(guān)閉閘門時，過水量大、水中雜物多等，人工關(guān)閉困難(關(guān)不了的問題)等問題，常常使礦山工作者難以應(yīng)對。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高揚(yáng)程、大排量潛水泵的研制成功，以及其國產(chǎn)化和大批量的生產(chǎn)，目前潛水泵已在煤礦排水系統(tǒng)中推廣使用。潛水泵的出現(xiàn)從根本上解決了防水閘門使用中出現(xiàn)的一些問題，并且潛水泵可以做到能在地面控制、不怕水淹;井下泵房淹沒后，當(dāng)離心泵排水系統(tǒng)不能工作，潛水泵排水系統(tǒng)仍能正常工作，一次排水到底。

潛水泵在煤礦排水系統(tǒng)中的應(yīng)用也在國家相關(guān)規(guī)定、規(guī)程中得到了肯定:《煤礦安全規(guī)程》第二百七十三條規(guī)定:水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突水淹井危險的礦井，應(yīng)當(dāng)在井底車場周圍設(shè)置防水閘門，或在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上另外安設(shè)具有獨(dú)立供電系統(tǒng)且排水能力不小于最大涌水量的潛水泵;《煤礦防治水規(guī)定》第六十六條規(guī)定水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜的礦井，應(yīng)當(dāng)在井底車場周圍設(shè)置防水閘門，或者在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝配備排水能力不小于最大涌水量的潛水泵排水系統(tǒng)。

下面就潛水泵在煤礦中的使用做以簡單探討:

1.潛水泵的安裝

潛水泵安裝方式比較靈活，無需考慮設(shè)備基礎(chǔ)、水泵吸水高度等問題，其主要安裝方式如下:

1.1 立式安裝

潛水泵垂直安裝系統(tǒng)適合于豎直井工況。系統(tǒng)通常由潛水電泵、逆止閥、揚(yáng)水管、泵座、電纜(動力、信號、水位控制電纜)、電控柜、壓力表、閘閥、水位控制器等零部件組成。

對于系統(tǒng)匹配大于300KW的潛水電機(jī)或大口徑井的工況，確保電機(jī)溫升要求，潛水泵系統(tǒng)可增加吸入罩，使通過電機(jī)周圍的液體有一定的流速，以加速電機(jī)的散熱。對于無井底水窩的礦井淹后排水，確保排水充分，系統(tǒng)可增加接力泵，即在主潛水電泵吸入罩下端裝上一輔助軸流潛水電泵，它可將井下巷道內(nèi)水的深度降到1米左右。

潛水泵垂直安裝系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于因?yàn)榘惭b、檢修需要，潛水泵安裝泵井上方需要足夠高的起吊空間;且由于高揚(yáng)程潛水泵泵體一般較長，導(dǎo)致泵井也較深。這無形中加大了工程量和施工難度，因此在潛水泵安裝中不推薦立式安裝方式。立式安裝方式如圖1所示:

1.2 水平臥式安裝

潛水泵臥式軌道安裝系統(tǒng)適合于水平工況。系統(tǒng)組成在立式安裝時設(shè)備組成的基礎(chǔ)上增加礦用小車以固定潛水泵。

潛水泵臥式軌道安裝系統(tǒng)具有一下優(yōu)點(diǎn):由于泵體水平安裝，安裝、檢修空間高度小;泵井面積大但深度小，易于泵井施工和泵體安裝。因此，一般在潛水泵排水系統(tǒng)中應(yīng)優(yōu)先考慮臥式安裝方式。臥式安裝方式如圖2所示:

2.潛水泵使用前的準(zhǔn)備和檢查

2.1 仔細(xì)閱讀隨機(jī)攜帶的使用說明書，看使用環(huán)境及條件是否符合說明書使用條件的規(guī)定。

2.2 使用時應(yīng)保證電機(jī)內(nèi)腔能注滿潔凈清水，應(yīng)豎立起電泵后用專用工具注水。

2.3 待水注滿后用兆歐表核查電動機(jī)定子繞組對機(jī)殼的絕緣電阻，電機(jī)的冷態(tài)絕緣電阻不低于150MΩ，使用兆歐表時應(yīng)注意0.38kV電機(jī)用500V兆歐表，0.66/1.44kV/3kV電機(jī)用1000V兆歐表，6kV電機(jī)用2500V的兆歐表。

2.4 所檢查接頭前使用動力電纜的絕緣應(yīng)不低于100MΩ，高壓電纜線絕緣應(yīng)不低于500MΩ。

2.5 電機(jī)接頭后，把接頭浸入水中進(jìn)行測量，其絕緣電阻應(yīng)不低于100MΩ。

2.6 電泵應(yīng)設(shè)置外置式保護(hù)裝置，應(yīng)具有過熱保護(hù)、過流保護(hù)、漏電保護(hù)、失壓保護(hù)，對于高壓電泵的控制系統(tǒng)對其裝置要求有超溫保護(hù)以及水位控制等。

2.7 瞬間(不超過1秒)接通電源檢查電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確，如反轉(zhuǎn)可將三相電源線的任意兩相調(diào)換。

2.8 電泵使用電纜為煤礦專用橡套移動軟電纜，在安裝過程中嚴(yán)禁用力拉拽電纜，以免造成電纜線密封圈脫落，密封不好而漏水。

3.潛水泵的起動、運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)

3.1 電網(wǎng)的容量應(yīng)能保證電泵的起動和運(yùn)行。

3.2 起動電泵前應(yīng)先查絕緣電阻以及三相電源情況。

3.3 電泵起動前出水閘閥不得關(guān)死，至少要打開全程的1/5～1/6，然后起動電機(jī)后在1分鐘內(nèi)調(diào)好閘閥至正常運(yùn)行狀態(tài)，這時應(yīng)檢查電泵有無噪音和振動，如果有以上現(xiàn)象應(yīng)立即停機(jī)檢查。

3.4 電泵運(yùn)行過程中應(yīng)檢查流量、揚(yáng)程是否在額定范圍(0.8-1.2倍流量)內(nèi)，電壓、電流是否平穩(wěn)，并做好記錄，在最初運(yùn)行過程中應(yīng)每隔30分鐘進(jìn)行一次檢查。

3.5 電泵運(yùn)行中，禁止頻繁起動和停機(jī)，以免電機(jī)過熱造成損壞，再次起動電泵時間間隔不少于30分鐘，大功率以及高壓電機(jī)應(yīng)不少于2小時。

3.6 電泵運(yùn)行中嚴(yán)格按說明書的內(nèi)容進(jìn)行操作，嚴(yán)禁在不切斷電源的情況下移動電泵。

4.潛水泵的保養(yǎng)和維修

4.1 電泵在使用中，應(yīng)定期測量其電源、電壓、工作電流和絕緣電阻是否正常，電泵運(yùn)行中如發(fā)生下列情況之一時，應(yīng)立即停機(jī)檢查:(1)額定流量情況下，電流增大到額定電流的120%時;(2)水位下降，電泵露出水面，間歇出水時;(3)電泵有劇烈振動和噪音時;(4)電泵電壓低于額定電壓5%時;(5)外置式保護(hù)裝置斷路時;(6)電動機(jī)定子繞組熱態(tài)絕緣電阻低于1MΩ時，高壓電機(jī)低于10MΩ時。

4.2 在規(guī)定使用條件下運(yùn)行3500h后，須進(jìn)必要的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)由熟悉電氣的專業(yè)人員進(jìn)行檢修。

4.3 安裝時應(yīng)將軸承及其它部件清洗干凈，推力軸承安裝方向必須正確，以免損壞軸承。

4.4 機(jī)械密封應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁磕碰，磨擦副表面以及軸、密封室必須清洗干凈。

4.5 葉輪拆卸時，應(yīng)用專用工具均勻受力，避免將軸撬彎。

4.6 電泵止口部位大部分有O型密封圈。安裝O型密封圈不應(yīng)扭曲，以免受擠影響密封。

4.7 緊固螺栓，應(yīng)對稱均勻受力。

5.結(jié)束語

筆者在近幾年里，已為河南省義煤集團(tuán)新安煤礦、華興礦業(yè)公司、李溝礦業(yè)公司等多單位設(shè)計安裝了潛水泵排水系統(tǒng)，有些已經(jīng)投入礦井正常生產(chǎn)使用，效果良好。由于潛水泵具有大流量、高揚(yáng)程、不怕水淹等特點(diǎn)，在發(fā)生礦井突水時，潛水泵能為礦山工作者爭取更長的撤離時間，最大限度的保障人員安全，降低煤礦財產(chǎn)損失。相信隨著潛水泵在煤礦排水應(yīng)用中技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累，潛水泵將在煤礦排水的舞臺上扮演更加重要的角色。