煤礦在用主排水泵檢測檢驗研究，設備存在問題分析和解決預防措施

劉偉

摘要：煤礦在用主排水泵排水能力是否充足直接影響到井下煤礦工作人員的生命安全和礦井的正常生產。本文將針對煤礦在用主排水泵的檢測檢驗進行研究，在給出檢測過程中發現設備存在的問題和解決方法之余，還將就如何預防這類問題的發生提出對應的措施。

關鍵詞：煤礦主排水泵;檢測檢驗;問題分析和解決預防措施

涌水是煤礦作業中常常要面臨的一個大問題，礦井涌水不僅影響到礦井的正常作業，同時會對礦道內的工作人員造成生命威脅，因此在煤礦開采工作中，常會用到主排水泵將涌入礦井的水及時排除掉，保證井下生產秩序穩定，以及工作人員和設備安全。主排水泵的安全可靠運行對煤礦安全生產十分重要，除了定期的檢測檢驗外，預防煤礦主排水泵的故障，是有效控制煤礦井道正常排水的關鍵。

一、主排水泵的檢測內容和方法

煤礦主排水泵的檢測內容按照國家安全生產行業標準，煤礦在用主排水泵安全檢測檢驗項目主要包括：流量、電參數-軸功率、揚程、轉速、效率、綜合排水能力、泵房的噪音、泵的振動，這些都會對主排水泵的系統效率造成極大的影響。《煤礦安全規程》規定：“在每年雨季以前，必須全面檢修一次，并對全部工作水泵和備用泵進行1次聯合排水試驗。”按時檢測、清理主排水泵之中的問題，將礦井水害扼殺在萌芽之中，成為礦井企業要著重關心的問題^[1]。

（一）流量的檢測方法

安裝采用外敷式安裝，位置應選在管路直的地方，在距彎管或變徑后大于10 倍管徑、距彎管或變徑前大于5 倍管徑之處，因為這個地方流速較穩定、均勻，較易獲取比較高的測量精度，然后根據排水管路外徑、管道厚度計算出傳感器安裝距離;將放置傳感器的地方清潔出兩片較傳感器探頭稍大的位置，直至見到裸露的金屬，涂上一層耦合劑，耦合劑不僅可以減少摩擦，而且還可以排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效的傳入管道，達到檢測的目的，將兩個探頭面對面相向距離、平行分開，貼在管路上，用手壓緊，以保證與管道緊密接觸，選擇的測量段管路內必須棄滿流體，而且不含氣泡，排水管應無嚴重的銹蝕，結垢現象。

（二）電機運行功率的檢測方法

應在電動機運行平穩時，采用電機運行測試儀測量電動機的輸入功率。當被測電壓為660V等級時，只能用三相四線電路三瓦特計法測試，當被測電壓為6Kv、10kV等級時，只能在2次端接線二或三瓦特計法測試，電參數測量時要嚴格按電氣作業操作規程進行。當檢測現場不具備檢測條件（測量地點瓦斯≥1.0%）時，可采取讀電度表等方法獲得電機輸入功率。

（三）揚程的檢測方法

檢測排水泵的揚程時，按圖1布置安裝檢驗儀器。排水泵的出、入口壓力測量點，應采取有效穩壓措施，以穩定讀數和保護儀表免受壓力沖擊。具體如圖1所示

揚程的測量主要是借助壓力表和真空表完成，我們在主排水泵的進口處裝一真空表，然后在出口處裝一壓力表，然后通過公式

H=

來計算揚程，即可測得準確數值。（式中：H—排水泵的揚程，m;—入口真空壓力值，MPa;—出口壓力值，MPa;—礦井水密度，kg/m³;—自由落體加速度，m/s²;

—出口壓力和入口壓力測量位置之間的表位差，m;—排水管內徑，m;

—吸水管內徑，m;Q—排水流量，m³/s。）

二、檢測過程中的設備問題

主排水泵中造成故障的原因多種多樣，譬如在購買之初主排水泵的部件就存在彎曲或者聯軸器不平衡。還有一種是煤礦四周的含水層，長期浸泡含有硫、碳元素的礦物質，這樣這些水質中就蘊含了大量的煤粉，當吸水井抽出水時，常常會在機組內形成一定數量的煤粉沉積，隨著時間越久，煤粉積累得越多，最終會引發轉軸質量的偏心，引發電機故障，因為這層原因，機組失衡一般都是發生于在煤礦開采區工作的水泵機組。還有主排水泵在高速運轉過程中會產生強大的離心力，在這股力量的作用下，當主排水泵運作時，其徑向彈性力就會在力的作用下發生四次方向上的改變。如此大規律的振動所引發的直接后果就是內部產生彎曲和變形，于是，當主排水泵的軸線中已經出現徑向位移的時候，剛性聯軸器聯結就會出現問題，原本并不相連的兩組機械會被強制連接，并發生彎曲變形，最終導致故障發生。

三、主排水泵的問題成因和解決方法

標準化的維護檢測時間點，因為主排水泵的損耗是不可避免，那么為了防止裂紋的出現，針對主排水泵的運行狀態和設備狀態的按時檢修就成為必不可少的一環，主排水泵中的一些關鍵部位，如平衡盤、葉輪、密封圈等，如果出現磨損情況，就必須馬上購置零配件更換，以此保證主排水泵設備的良好運行。在零件材質選擇上，銅質零件是最優選擇，這類材質的零件耐磨、耐氣蝕。可以幫助水泵延長很長時間的使用壽命。此外，水泵房的出水口等部分要設置對應的堰口作為流量監測手段，從而對主排水泵的工作效率進行定期監測，及時發現效率低下的主排水泵，從而展開檢測和維護工作。

維修人員還要按時清除葉輪中存在的雜物，保障水道暢通，更換已經磨損或者破損的葉輪，并調整裝置的運行位置，解決主排水泵的揚程不足。主排水泵的地腳、泵殼螺栓等部件的松動情況也在檢修范圍內，主排水泵的管道要注意有無明顯應力，一但應力過大，就應該在進口或出口處加以支撐，以消除應力，如果問題遲遲無法解決，還要進行重新安裝。

另外，主排水泵選型過程中的水力損失過高，也會造成主排水泵的實際使用發生揚程過高、電機過載的狀況，因為負荷過重導致的氣蝕等狀況出現，主排水泵變得易損傷，效率開始逐漸低下。要預防相應的問題，我們需要優化未投入使用的設備，如前文所說，更換對應的部件，加強使用壽命，而對已經投入使用的設備，工作人員要通過去除部分葉輪等方式調整主排水泵的揚程，避免其負荷過重。

如果煤礦企業具備足夠的資源，可以專門設置對應的保護崗位執行維護措施，如按時清除水泵工作中造成的污垢或水垢等雜質，解除污垢過多導致的水流不暢，避免因為龍頭的堵塞或其他原因影響到轉子的失衡或者不對中。維護人員通過對水倉和吸水井等部件中的水垢清理，減少管路雜質，改善管路流通面積，達到降低管道阻力的。

四、主排水泵的節能管理和預防措施

煤礦井下主排水泵的水倉在進行排水作業時其水位并非是一直固定的，要提高水泵的使用效率，避免因為能源消耗過重造成了轉子以及軸承故障，節約能源。相關人員可以將礦井主排水泵設置為自動啟動模式，這樣可以降低主排水泵在空氣或者煤粉吸入過多的狀況下導致設備磨耗，引發機械故障的幾率，同時對于能源消耗也能起到一定的遏制^[2]。

五、結語

綜上，通過檢測檢驗可以及時發現主排水泵存在的問題，及時解決問題，確保主排水泵的安全可靠運行;預防主排水泵的故障影響，通過對其進行零件更換，按時檢修，可以有效的實現除垢節能，讓主排水泵發揮出更好的功效。

參考文獻

[1]王俊峰 井下排水泵自動化系統設計分析[J]能源與節能，2018，22（12）5-5

[2]陳曉清 煤礦水泵自動化系統的開發和應用[J]機械研究與應用，2018（4）22-23

（作者單位：陜西安技煤礦安全裝備檢測有限公司）