段旭東, 康安新, 糜瑞杰

（1.晉能集團(tuán)古縣東瑞煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 042404； 2.河南國控建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450009）

引言

隨著智慧化礦山概念的提出，越來越多的礦井開始建設(shè)智慧化礦山[1]，煤礦中央水泵房的自動(dòng)排水系統(tǒng)的建設(shè)是其中重要的一項(xiàng)工程，然而中央水泵房電纜繁多雜亂，按照傳統(tǒng)的電纜井壁懸掛方式容易造成中央水泵房現(xiàn)場布置雜亂、安全性差。章忠[2]對(duì)煤礦主排水泵房安裝工藝進(jìn)行了相關(guān)的研究。段栓喜[3]根據(jù)煤礦中央水泵房實(shí)際安裝作業(yè)中重點(diǎn)環(huán)節(jié)與存在問題進(jìn)行了分析改進(jìn)。張眾耀[4]于2013年對(duì)煤礦井下傳統(tǒng)的電纜橋架的結(jié)構(gòu)和使用進(jìn)行了分析，提出來一種新型的電纜橋架設(shè)計(jì)。但目前關(guān)于電纜橋架在中央水泵房電纜敷設(shè)的應(yīng)用研究還很少。為此，本文結(jié)合山西晉能古縣東瑞煤業(yè)中央水泵房實(shí)際施工案例，對(duì)電纜橋架在中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1 煤礦電纜橋架目前的應(yīng)用現(xiàn)狀與優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前我國電纜橋架的應(yīng)用還不是很多，根據(jù)已有的文獻(xiàn)研究可知，礦井電纜橋架主要應(yīng)用于地面工業(yè)廣場[5]以及露天煤礦中[6]。隨著無軌膠輪車在煤礦越來越多的被應(yīng)用[7]，為防止無軌膠輪車撞斷巷道側(cè)壁的電纜和管路，一些煤礦將電纜采用橋架的方式敷設(shè)到巷道上部，這樣可以有效地避免無軌膠輪車在運(yùn)行時(shí)對(duì)電纜造成損壞，極大地提高了電纜線路的安全性。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)

電纜橋架與井壁懸掛方式對(duì)比圖如圖1所示。通過對(duì)比電纜橋架與傳統(tǒng)的井壁懸掛，可以得到電纜橋架與傳統(tǒng)的井壁懸掛的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表如表1所示。

圖1 電纜橋架與井壁懸掛對(duì)比圖

表1 橋架與井壁懸掛的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

2 工程概況

該礦水文地質(zhì)條件劃分為中等，煤層埋深230 m，埋深較深投產(chǎn)后預(yù)計(jì)正常涌水量60 m3/h，最大涌水量69 m3/h。中央水泵房斷面18.26 m2，長23.2 m，3臺(tái)MD155-67×5型水泵，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，1臺(tái)檢修。

中央水泵房電控系統(tǒng)為無人值守自動(dòng)化控制排水系統(tǒng)，主要包括主排水泵配電系統(tǒng)、礦用隔爆兼本安集中操作臺(tái)、PLC隔爆控制箱、隔爆就地控制箱、電動(dòng)閘閥、液位傳感器、超聲波流量計(jì)、礦用本質(zhì)安全型流量開關(guān)等。PLC采集各種信號(hào)，合理確定開啟水泵的臺(tái)數(shù)，根據(jù)水倉水位、供電峰谷區(qū)段時(shí)間及煤礦用電負(fù)荷情況等，按照排水工藝流程，自動(dòng)完成從抽真空、開閘閥選擇排水管路、啟泵排水全過程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排水，對(duì)水泵房設(shè)備運(yùn)行實(shí)行在線監(jiān)控，并具有自診斷功能，可實(shí)現(xiàn)水泵房的無人值守。

3 電纜橋架在中央水泵房的實(shí)際應(yīng)用情況

該礦中央水泵房采用了自動(dòng)化排水系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的井下排水方式，自動(dòng)化排水系統(tǒng)對(duì)于電纜的安全性與可靠性要求更高，傳統(tǒng)的電纜井壁懸掛方式相對(duì)而言不能很好地滿足自動(dòng)化排水系統(tǒng)的要求，因此該礦在中央水泵房采取了橋架敷設(shè)電纜的方式，將電纜通過橋架敷設(shè)到巷道上部，分布從上而下延伸到水泵、操作臺(tái)和控制箱等設(shè)備，中央水泵房電纜橋架的具體布設(shè)方式如圖2所示。

橋架相關(guān)的具體參數(shù)如表2所示。

圖2 中央水泵房電纜橋架的具體布設(shè)圖

表2 橋架的相關(guān)參數(shù)

4 應(yīng)用效果

由中央水泵房電纜橋架的具體布設(shè)圖可知，中央水泵房的主進(jìn)線電纜采用規(guī)格較大的主橋架，主進(jìn)線與中央水泵房各個(gè)設(shè)備間的連接采用規(guī)格較小的分支橋架，明顯可以發(fā)現(xiàn)電纜橋架在煤礦井下具有組多的優(yōu)勢，但也存在一些不足之處。

4.1 應(yīng)用優(yōu)勢

1）安全性和可靠性高。橋架的方式敷設(shè)中央水泵房的電纜，相當(dāng)于在中央水泵房電纜外部加了一層保護(hù)，極大地提高了電纜的可靠性與安全性，為實(shí)現(xiàn)井下自動(dòng)排水系統(tǒng)無人值守創(chuàng)造了良好的保障基礎(chǔ)。

2）空間利用率高。橋架布置在中央書泵房硐室上部，提高了中央水泵房硐室上部的空間利用率。

3）現(xiàn)場文明衛(wèi)生好。橋架便于現(xiàn)場文明衛(wèi)生管理，可以有效改善井下中央水泵房的現(xiàn)場文明衛(wèi)生。

4.2 不足之處

電纜橋架造價(jià)相對(duì)較高，設(shè)計(jì)規(guī)格一般需要定制，重復(fù)利用率較低，施工過程相對(duì)繁多。

5 結(jié)語

采用橋架的方式敷設(shè)電纜不僅可以提高中央水泵房自動(dòng)排水系統(tǒng)的安全性與可靠性，而且提高了中央水泵房硐室的空間利用率。但是，目前關(guān)于煤礦電纜橋架的研究和創(chuàng)新還很少，橋架的不足之處制約著其在煤礦井下的廣泛應(yīng)用，需要廣大煤礦一線技術(shù)人員不斷地加大創(chuàng)新力度，拓寬橋架的應(yīng)用范圍，提高可重復(fù)利用率，降低造價(jià)。