綜采工作面電機冷卻水回路改造

賈文波

(大同煤礦集團 同家梁礦，山西 大同 037025)

大同煤礦集團某礦綜采工作面在生產(chǎn)過程中存在將膠帶機電機、刮板輸送機電機、轉(zhuǎn)載機電機冷卻水直接排入煤流系統(tǒng)的問題，這些冷卻水通常都隨煤流系統(tǒng)流走進入漏煤眼，不僅造成了靜壓水的浪費，而且影響礦井煤流系統(tǒng)的運輸，尤其是影響煤倉和漏煤眼，可能會造成潰煤事故，嚴重制約煤礦安全生產(chǎn)。因此要從根源上解決問題，將電機冷卻水回收和再利用[1-2]。

1 改造方案

1.1 膠帶機電機冷卻水系統(tǒng)改造

將膠帶頭的冷卻水與巷道內(nèi)D102 mm排水管路連接，最終排入井底水倉，抽到地面予以凈化，達到循環(huán)利用的目的。而實際最大的問題是如果冷卻水的水壓小于D102 mm排水管路中的水壓，就會將污水倒灌入膠帶電機冷卻水系統(tǒng)，造成污染和泥沙的沉積，因此需要進行理論論證，滿足條件后方可進行實施方案。

該礦井底距地面的高差約為300 m，因此由地面到達井下的靜壓水壓強約為3 MPa，根據(jù)井底靜壓水管壓強表得知靜壓水壓強約為2.8 MPa。考慮到靜壓水經(jīng)過盤區(qū)上下山巷道的起伏及管道內(nèi)沿程和局部損失等因素，到工作面運輸巷口的壓強約為1.8 MPa，相當于180 m高的水柱。而D102 mm排水管路中，使用排水能力最大的排水泵為132 kW的冷鋼泵，其排水量為1 100 m3/h，根據(jù)水泵功率和流量的關(guān)系公式：

Pη=Qgh

式中：P為電機功率，132 kW；η為電機效率，取0.85；Q為排水時的流量，1 100 m3/h；h為水泵的揚程。

經(jīng)計算，水泵的揚程約為35 m，即最大揚程也小于靜壓水的180 m水柱，所以得出結(jié)論：排水管路中水壓遠小于靜壓水管路中的水壓。因此，將冷卻水引入排水管路不會有“倒灌”現(xiàn)象發(fā)生。而以上計算條件是在極端環(huán)境下才會出現(xiàn)，現(xiàn)場還在冷卻水出水管上加裝了單向閥和流量計，從根本上杜絕了“倒灌”現(xiàn)象。通常情況下，排水的D102 mm管路為半管水，很難達到全滿的狀態(tài)，因此連接管路的時候，將連接頭固定在D102 mm管路的正上方，還可進一步減少回流壓強。管路連接如圖1所示。

圖1 膠帶機電機冷卻水改造示意

從圖1可以看出，進水管路進入膠帶機電機時，是通過D56 mm靜壓水供水管路變D19 mm管路，如果兩臺電機，則進行管路串聯(lián)。出水管使用三通出兩趟管路，一趟通向盤區(qū)排水管路，一趟則作為預(yù)留管路，這趟預(yù)留管路作用有兩個，一是檢驗電機的水路是否暢通，如果暢通則會順利出水；二是在需要沖洗煤泥時也可以打開使用。當檢驗管路通暢后，則需要把冷卻水排到盤區(qū)的D102 mm排水管，把檢驗閥門關(guān)掉，打開排水管閥門，則通過流量計可以看到水走向D102 mm管路。

1.2 刮板機、轉(zhuǎn)載機冷卻水系統(tǒng)改造

根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實際情況，轉(zhuǎn)載機和刮板輸送機隨著工作面的推進是移動的，如果不停地移動冷卻水管是不實際的，一是因為沒有距離合適的三通閥門，二是不停地拆裝會增加工作量，所以最終提出了將冷卻水引入液箱的方案，形成封閉式的水路系統(tǒng)，既節(jié)約了水資源，又適應(yīng)了實際生產(chǎn)的需要。

具體改造如圖2所示，兩根D16 mm的管路都是從電機出來的冷卻水管路，通過設(shè)備列車，最后由一根D25 mm的管路，將冷卻水最終引入了液箱，在管路吊掛過程中隨設(shè)備列車電纜進行固定吊掛，而管路也隨著電氣列車的移動而自行移動。與膠帶電機冷卻水回路類似，在每個電機旁邊都預(yù)留了檢驗管路，方便檢驗電機水路是否暢通和沖洗煤泥。

圖2 刮板機、轉(zhuǎn)載機冷卻水系統(tǒng)改造示意

2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

上述改造方案在該礦8108工作面應(yīng)用后，消除了煤流系統(tǒng)中混入的冷卻水現(xiàn)象，杜絕了盤區(qū)漏煤眼因積水造成的潰煤隱患，同時實現(xiàn)了對冷卻用水的封閉式回收，控制了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，形成了完整的靜壓水回收系統(tǒng)。特別是使用了單向閥和流量計，有效解決了排水管污水倒灌的問題，產(chǎn)生了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。

3 結(jié) 語

通過對某礦綜采工作面電機冷卻水回路改造，不僅回收復(fù)用了寶貴的水資源，而且消除了煤流系統(tǒng)帶水運行的隱患，還杜絕了煤倉煤眼潰煤事故，有力保障了煤礦的安全生產(chǎn)。該經(jīng)驗值得在同類型礦井，特別是干旱缺水地區(qū)礦井的綜采工作面推廣應(yīng)用。