超長主排水管道的清洗除垢方法

穆春林， 楊俊萍

(陽泉煤業集團 南莊煤礦， 山西 陽泉 045000)

0 引言

南莊煤礦于1952年建成為大型國有企業。原煤年生產能力為200萬t/a，是一座建在城市里的礦山，目前隸屬于陽泉煤業集團有限責任公司。礦井口均位于陽泉市西峪河支溝南側的山坡上，西峪河支溝在主井口和副井口附近最高洪水位分別為710 m和715 m，均低于主井口和副井口標高(最低的副斜井737.47 m)。井口都建立在堅硬的砂巖巖體上，井口周圍的巖體都很穩定，不存在滑坡、泥石流等次生地質災害的影響。南莊煤礦主排水系統安裝有DF155-30×7型耐腐離心泵4臺，主要參數為流量155 m3/h，揚程210 m，電動機型號YB2-315L1-4型，功率160 kW，正常情況為兩用一備一檢修。主排水管路采用雙回路無縫鋼管(φ250×9和φ150×9)，沿主提升斜井敷設，長度為1 050 m，一趟排水，一趟備用。主副水倉的容積分別為2 000 m3和1 850 m3，均能滿足《煤礦安全規程》規定的容納8 h的正常涌水量。但主要問題是井下涌水量較大，根據多年測試井下涌水情況為正常涌水量150 m3/h,最大涌水量達220 m3/h，因此對井下涌水的排除是保障人員安全的重中之重。

1 排水管路內徑垢污形成原因分析

2 《煤礦安全規程》的相關要求

眾所周知，水、火、瓦斯、煤塵是困擾煤礦安全生產的自然災害，必須對其進行科學防治。根據《煤礦安全規程》第314款規定，礦井的水泵、水管、閥門及配電設備線路等每年在雨季前必須進行一次全面檢修，并且對工作水泵和排水水泵進行一次聯合排水試驗，提交試驗報告，其目的就是確保井下排水正常，消除安全隱患。

結合煤礦實際，對水泵、閥門和配電設備檢修不難操作，關鍵是管路的檢修相對困難，一是管路安裝敷設一般比較高而且靠墻安裝，二是管路連接一般為無縫連接，頻繁拆接比較麻煩，三是排水管路從井下排到地面距離一般都比較長。若更換整趟主排水管路、井下條件太過復雜、工期太長、成本又高，拆卸安裝又存在很高的安全隱患，在拆除安裝期間，長時間沒有了備用排水管路，因此，清洗除垢是最安全的辦法。

3 礦井排水管路的清理疏通方法

鑒于礦井水污垢在管路上浮著厚度大、硬度強、管路長、巷道狹窄等特點，嘗試了幾種方法和經驗，有效對排水管路進行了清洗除垢，值得其他礦井借鑒學習。

1) 利用其共振原理的清洗方法。針對大巷里的10寸管道(φ250×9)，由于是在13°的傾斜巷道內敷設，巷道內既有帶式輸送機，又有電纜和其他管路敷設，無法使用大功率高壓清洗機靠近清洗，而小功率機器試驗后又解決不了問題，管道的拆口和復位難度又極大。結合現場實際情況，利用共振原理自制設計了一臺能對該管道壁產生共振的小型機器，給機器接上電源后產生振動，把振動儀放到管路上，對管路進行不同部位的推動，如圖1所示。經試用，效果好，省時省力的對該管路的積垢進行了清除，經過測試驗收，符合公司提出的質量標準。

1-振動電動機； 2-操作把手； 3-固定架； 4-半弧形振動套件。

圖1 自制振動結構示意圖

2) 采用高壓水射流的清洗方法。針對6寸管道(φ150×9)，由于結垢更為嚴重、強度更大，使用共振原理的清洗方法效果不好，清理不干凈。通過不斷實踐，采用了超高壓水射流清洗的方法，即加長高壓軟管的辦法，高壓軟管可加長到1 200 m左右，見圖2。該方法對現有的高壓水射流大功率機器進行改造，通過對高壓清洗機的安全閥、卸載閥、壓力器、高壓管接頭等進行修改和測試，在保證安全的前提下，經過多次試驗，終于成功地將6寸管道清洗干凈。

圖2 高壓水射流清洗框架圖

3) 采用水道鉆孔和封孔的方法。針對在清洗過程中需要將管道拆開和清洗后復位的情況，且井下的管道是下傾斜的，重力作用下拆開和復位是非常艱難的，勞動強度較大，安全隱患較多。經反復分析，采用了防爆水冷管道鉆孔和G3封孔的方法，解決了這一難題，見圖3。

圖2 水冷鉆開孔和G3方式封孔

4 結論

按照《煤礦安全規程》的規定，按上述3種清理方法定期進行了清理排水管路，既解決了排水隱患，又節省了大量時間和經濟成本，這3種方法也值得其他煤礦借鑒和推廣。