劉西建

【摘 要】礦井發(fā)生透水淹井事故，是煤礦四大災(zāi)害之首，治水是煤礦安全的首要任務(wù)；然而，由于各種原因，突發(fā)水患透水淹井，仍然嚴(yán)重威脅礦井安全，給國家生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。為了減少損失，盡快排水恢復(fù)礦井生產(chǎn)，是一項(xiàng)特殊的緊急而艱巨的工作。本文研究了礦井特大型潛水泵安裝施工工法。

【關(guān)鍵詞】礦井 特大型潛水泵 安裝

早在80年代初期，煤炭部從德國引進(jìn)重型高揚(yáng)程大流量潛水泵，針對(duì)先進(jìn)設(shè)備和透水礦井特殊環(huán)境，研究實(shí)施一套吊裝工藝，迅速完成搶排治水，確保了礦井按期恢復(fù)生產(chǎn)，曾受到國家領(lǐng)導(dǎo)人的嘉獎(jiǎng)，并且多次奔赴全國各地及國外參加排水搶險(xiǎn)工作。

1 特點(diǎn)

（1）在礦井透水淹井后，無論井下水位高低的特殊條件，吊裝操作人員不需下井，整個(gè)安裝過程在上井口進(jìn)行，既保證設(shè)備不受損壞又能確保施工人員的安全，短時(shí)間達(dá)到排水條件，能穿入在數(shù)百米豎井井筒內(nèi)框架梁較狹窄位置，準(zhǔn)確地潛入指定排水位置。（2）與其他排水設(shè)備相比根本不同，上百噸左右重的設(shè)備，只用一處起重吊點(diǎn)，全部吊裝到位，而施工速度快，操作節(jié)省很多環(huán)節(jié)，縮短恢復(fù)礦井工期，為礦井減少很多經(jīng)濟(jì)損失。

2 適應(yīng)范圍

（1）適合于礦山中的豎井和斜井透水后的排水，也適合于斜井具有標(biāo)準(zhǔn)軌距直線段軌道的斜巷安裝，垂直潛入深度可達(dá)800米，確保額定排水流量。（2）適用于礦井淹井后，井下無法下人恢復(fù)泵房，而需迅速完成排水任務(wù)，盡快恢復(fù)生產(chǎn)的礦井。

3 工藝原理

本工法采用安裝全過程在上井口進(jìn)行，每臺(tái)潛水泵利用井架（井塔）架設(shè)起重吊點(diǎn)，懸掛兩套三輪滑輪組，懸吊潛水泵、電機(jī)和排水管路及動(dòng)力電纜、溫控電纜、水位電纜等，在井口架設(shè)兩條托泵鋼梁并搭設(shè)操作平臺(tái)，泵與電機(jī)吊至井口進(jìn)行對(duì)接，完成后，依次組裝排水管路，潛入指定位置；吊具及鋼絲繩不進(jìn)入井筒內(nèi)，潛水泵及電纜是靠排水管自吊，每吊裝一根排水管采用法蘭高強(qiáng)螺栓連接緊固后卡座在井口承重梁上，依次吊裝下一根排水管，直至滿足潛入深度。

4 施工工藝方法

4.1 現(xiàn)場(chǎng)勘察

對(duì)被淹礦井搶險(xiǎn)排水需要進(jìn)行全面細(xì)致施工布置設(shè)計(jì)，制定實(shí)施計(jì)劃，根據(jù)礦井涌水量和排水要求，確定使用潛水泵的型號(hào)規(guī)格和數(shù)量。

（1）對(duì)準(zhǔn)備承受吊裝潛水泵的鋼井架或井塔混凝土梁的受力部位強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)其主要結(jié)構(gòu)是否采取加固措施；（2）潛水泵的組裝、運(yùn)輸、試驗(yàn)場(chǎng)地、排水路線是否能滿足需要；（3）電源供電設(shè)施能力能否滿足潛水泵6KV直接啟動(dòng)要求；（4）井口潛水泵托泵鋼梁擺放位置、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能否滿足吊裝承載要求；（5）對(duì)井筒全井深的整個(gè)范圍內(nèi)是否存在有影響潛水泵正常下潛的結(jié)構(gòu)障礙、遺留物應(yīng)進(jìn)行了解，井底罐窩的實(shí)際深度尺寸，以明確潛水泵潛入深度，確定潛水泵排水的最終水位標(biāo)高。（斜巷安裝潛水泵時(shí)，了解潛水泵安裝巷道窄軌的順直度和正常提升時(shí)經(jīng)常發(fā)生礦車落轍的記錄）。

4.2 潛水泵起重吊裝設(shè)備和吊具選擇與安裝

（1）潛水泵型號(hào)和在井筒中潛入位置確定后，選擇吊具、索具和承重梁、雙滾筒穩(wěn)車。（2）根據(jù)懸吊和承載負(fù)荷，選擇鋼絲繩及繩扣，架設(shè)承重梁，布置懸掛滑輪組和安裝雙滾筒穩(wěn)車。（3）吊裝起重梁選用2×I56工字鋼組合梁2套，布置安裝在井架或井塔上并焊接固定，起重梁與井口托泵承重梁布置上下成井字形；（4）井口承重梁選用4×I56工字鋼組合梁2套，兩梁平行布置在井口下泵中心位置兩側(cè)凈距1.3m，其最小間隙應(yīng)大于潛水泵吸水罩的最大外緣尺寸，梁兩端的上、下緣之間用型鋼焊牢加固，使兩梁成一穩(wěn)固的整體，增強(qiáng)梁的穩(wěn)定性，并抄平找正。漫井口搭設(shè)操作平臺(tái)，鋪上δ75厚木板。

4.3 潛水泵組裝（或檢測(cè)）試驗(yàn)工作

（1）電機(jī)檢驗(yàn)：潛水泵及配套設(shè)備，在排水站庫房內(nèi)是經(jīng)過檢修的，均處于完好狀態(tài)，由于啟用運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，路途的顛簸，需進(jìn)行檢測(cè)，用2500V兆歐表搖測(cè)檢查絕緣等級(jí)。（對(duì)于德國里茲6726系列潛水泵電機(jī)要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定子與轉(zhuǎn)子的組裝工作，組好后盤動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活無長阻，再進(jìn)行搖測(cè)檢查）；（2）電機(jī)空載試運(yùn)：在地面將潛水泵電機(jī)豎起軸端向上并固定好，防止電機(jī)啟動(dòng)會(huì)發(fā)生晃動(dòng)；向電機(jī)定子灌注PH值為中心性的清水，灌注孔應(yīng)處于最高位置，以使定子腔內(nèi)空氣全部排出，查驗(yàn)是否泄漏現(xiàn)象。灌水浸泡約24小時(shí)后，測(cè)量繞組的絕緣電阻和吸收比，進(jìn)行單機(jī)空轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試轉(zhuǎn)時(shí)間不能超過10秒；（3）潛水泵與電機(jī)預(yù)組裝及調(diào)整：電機(jī)與潛水泵地面預(yù)組裝，關(guān)鍵是核對(duì)軸套聯(lián)軸節(jié)配合尺寸、頂絲定位尺寸、固定鍵配合等是否符合要求，防止在井口對(duì)接時(shí)因尺寸誤差造成對(duì)接失敗而延誤工期。

5 質(zhì)量要求

（1）提升絞車制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作靈活可靠，滾筒上剩余繩量不少于3圈。（2）嚴(yán)禁使用配電變壓器中性點(diǎn)直接接地的電源，且漏電檢測(cè)裝置必須正常投入運(yùn)行。（3）測(cè)量電機(jī)軸頸與水泵軸套聯(lián)軸節(jié)配合尺寸，應(yīng)保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)水泵主軸處于其串量值一半的位置為宜。（4）測(cè)量繞組的絕緣電阻和收收比，6KV電壓潛水泵電機(jī)用2500或5000V兆歐表搖測(cè)，轉(zhuǎn)子繞組應(yīng)不低于3兆歐，定子繞組應(yīng)不低于6兆歐。電機(jī)的吸收比應(yīng)不低于1.2。（5）測(cè)量電機(jī)各相繞組直流電阻的相互差別，不應(yīng)超過最小值的2%。（6）直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流的測(cè)量，電機(jī)電壓在1200V以上且容量在200KW以上的定子繞阻，以2.5倍額定電壓試驗(yàn)，各相泄漏電流的差別應(yīng)不大于最小值的50%，當(dāng)最大泄漏電流在20mA以下時(shí)，各相差別不作規(guī)定，泄漏電流應(yīng)不隨時(shí)間延長而增大。（7）電纜浸水試驗(yàn)，浸水前先搖測(cè)電纜絕緣電阻，浸水時(shí)間超過12小時(shí)后搖測(cè)其絕緣電阻值不低于50兆歐為合格。（8）高壓啟動(dòng)柜試驗(yàn)，以1.5～3倍的額定電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，泄漏電流應(yīng)無明顯變化。

6 效益分析

（1）工期效益：因礦井突發(fā)水患，在很短的時(shí)間內(nèi)就把整個(gè)礦井淹沒，經(jīng)濟(jì)受損失，為盡快排水，恢復(fù)礦井生產(chǎn)是減少國家生命和財(cái)產(chǎn)受到巨大損失的重要工作，由于受淹礦井的特殊條件，只有采取本工法完成了搶排水任務(wù)，并發(fā)揮特殊的重要作用，即節(jié)省電能損失又為恢復(fù)礦生產(chǎn)爭得寶貴時(shí)間。（2）安全效果好：由于施工是在井口進(jìn)行，不需在進(jìn)入井下會(huì)給施工人員帶來被水淹等一等系列不安全因素的危脅。本工法是解決受淹礦井唯一的施工方法。（3）社會(huì)效益：引進(jìn)德國進(jìn)口特大型潛水泵我國只有開灤排水公司一家，我公司負(fù)責(zé)安裝任務(wù)，先后為全國各地受淹礦井排水復(fù)礦做出了巨大的貢獻(xiàn)。