摘要:針對目前煤礦井下排水中使用的隔爆型潛水泵存在的安全隱患問題，提出排沙潛水泵和排污潛水泵區(qū)別的必要性，即在介紹名稱和概念的同時(shí)，著重介紹隔爆型排沙潛水泵的主要特點(diǎn)以及排沙潛水泵和排污潛水泵的區(qū)分方法。較后提出建議，以進(jìn)一步提高煤礦用潛水泵的性能指標(biāo)，保障煤礦井下局部排水的安全可靠性。

0引言

    目前，我國煤礦井下的局部排水中大量采用隔爆型潛水泵［1～4］。但在井下快速采煤和快速巖石掘進(jìn)中來不及沉淀懸浮的固體顆粒，導(dǎo)致普通隔爆型潛水泵在使用中經(jīng)常出問題，上世紀(jì)80年代以來，已經(jīng)發(fā)生了多起潛水泵爆炸事故，為此對其爆炸機(jī)理進(jìn)行了長期探索，并研制了能杜絕潛水泵爆炸的隔爆型排沙潛水泵;隔爆型排沙潛水泵［5］自1990年原煤炭部上海電氣防爆檢驗(yàn)站發(fā)證使用以來，取得了良好的效果。但MT/T671-2005標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，2006年又出現(xiàn)“規(guī)范名稱”(煤)礦用隔爆型潛水排沙電泵，改用此名的普通潛水泵掛上“排沙”的牌子發(fā)證已多達(dá)4200余個(gè)。由于名稱近似，難免產(chǎn)生誤判，故在使用中，發(fā)生了潛水泵爆炸的隱患事故。為確保煤礦安全生產(chǎn)，本文著重介紹排沙潛水泵的安全性能，并提出排沙潛水泵和排污潛水泵的區(qū)分方法，供同行探討。（相關(guān)推薦：煤氣流量計(jì)）

1概念介紹

1．1沙水和沙

    煤礦井下的巖巷一般采用爆破法挖掘，爆破后的整體巖石變?yōu)樗缮⒌膸r石碎渣。礦井水穿過巖石碎渣就變成了灰色的泥水，一般稱其為沙水。該沙水中的巖石顆粒與石英砂的物理特性和化學(xué)成分相近，便稱其為沙。

1．2煤水和煤

    在采煤的作業(yè)面，礦井水穿過堆放的松散碎煤就變成了黑色的泥水，一般稱其為煤水。該“煤水”中的碎煤顆粒屬于軟質(zhì)的固體顆粒，它與石英砂的物理特性與化學(xué)成分相差懸殊，為防止混淆，不能稱作沙。

1．3排沙泵

    排沙泵是專門排“沙水”的潛水泵的簡稱，能專門用于通過“第四紀(jì)流沙層”，1990年經(jīng)上海電氣防爆站檢驗(yàn)發(fā)證，其中認(rèn)定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中排沙必備的12條規(guī)定。

1．4排污泵

    排污泵是專門排“煤水”的潛水泵的簡稱，在安全性能上無排沙潛水泵的嚴(yán)格規(guī)定，只能稱為有排污的功能［6］。

2隔爆型排沙潛水泵的主要特點(diǎn)

2．1結(jié)構(gòu)

    1)電動(dòng)機(jī)外殼配有泄壓安全閥，即壓力為0．25MPa時(shí)立即自動(dòng)泄壓。這就像鍋爐配有預(yù)防爆炸的安全閥，是排沙潛水泵必不可少的安全措施。

    2)電動(dòng)機(jī)有雙層機(jī)殼，雙層機(jī)殼的電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔不得有飽和水蒸汽，環(huán)境溫度和水溫均應(yīng)≤+35℃，其電動(dòng)機(jī)繞組溫升限值為60K。由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔的較高溫度為+95℃，低于水的沸點(diǎn)+100℃，更低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的+120℃，故電動(dòng)機(jī)殼內(nèi)的水蒸汽會顯著減少，加上配有泄壓安全閥，在安全上是有可靠保障。

    3)便攜式潛水泵的電動(dòng)機(jī)機(jī)座外面配有鋼板焊接的導(dǎo)水套，規(guī)定其厚度≥2．5mm。

    4)接線盒設(shè)在電動(dòng)機(jī)外殼之外，既便于定期拆下電纜檢測，又便于損傷后隨時(shí)更換。

    5)依據(jù)潛水泵爆炸案例暴露出的弱點(diǎn)，規(guī)定采用鋼板焊接或鑄鋼的電動(dòng)機(jī)端蓋。

    6)依據(jù)電動(dòng)機(jī)絕緣被短路擊穿原因的排查結(jié)果，規(guī)定電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯應(yīng)先裝入機(jī)座，之后方可下線浸漆［7］。

    7)依據(jù)易磨損部位來確定的排沙潛水泵的葉輪口環(huán)與軸套環(huán)，其材質(zhì)規(guī)定采用硬質(zhì)合金，其使用壽命均可提高5～8倍。

2．2電氣性能

    1)排沙潛水泵斷水空轉(zhuǎn)6h，機(jī)械密封不得冒煙，其外殼溫度不得高于+95℃。主要是改慮到在實(shí)際排水時(shí)發(fā)現(xiàn)，塑料薄膜、火藥包裝紙以及淤泥等會堵塞泵的濾網(wǎng);噴漿落入水中的混凝土?xí)氯~輪的葉片吸入口等，這都會引起泵的斷水空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)生短路擊穿的事故。

    2)整機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)速度的有效值不應(yīng)超過0．7mm/s，實(shí)際出廠時(shí)普遍達(dá)到0．3mm/s，這是為減少機(jī)械密封進(jìn)水而定的。

    3)接線盒內(nèi)任何部位不得存水，以確保電氣間隙、爬電距離的規(guī)定要求。

    4)潛水泵整機(jī)應(yīng)做1m高的跌落試驗(yàn)，試驗(yàn)后應(yīng)能保持良好狀態(tài)。

    5)繞組浸漆烘干應(yīng)確保3次，使得電動(dòng)機(jī)更加抗振、抗潮濕，以延長使用壽命。

    6)耐濕熱試驗(yàn)不得裝密封件，試驗(yàn)后確保導(dǎo)體對地絕緣電阻≥20MΩ。對于有立式與臥式兩用的泵，要對其兩種方式分別試驗(yàn)。

3排沙泵、排污泵的檢驗(yàn)與區(qū)分

    1)排沙泵模擬試驗(yàn)方法:33kg顆粒大小相搭配的混凝土專用的標(biāo)準(zhǔn)沙，20kg粉狀的干水泥及47kg自來水，其總質(zhì)量100kg，一并放在同一個(gè)圓桶內(nèi)，并把裝有壓力表的潛水泵和帶閘閥的排水管也放入圓桶內(nèi)，排水管的出口放入圓桶的邊沿內(nèi)。試驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉閘閥，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)略微打開閘閥，經(jīng)檢查，若圓桶的桶底沒有沉淀堆積的沙粒即可，然后觀察壓力表，采用硬質(zhì)合金口環(huán)時(shí)，若1h內(nèi)壓力無變化，則此泵是合格的排沙泵。反之，若＜1h，壓力已經(jīng)明顯下降的，甚至不出水的，則為排污泵。

在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意:

    (1)電流超過額定值或已跳閘二次，應(yīng)停止試驗(yàn)，說明電動(dòng)機(jī)功率不匹配，需要更換。

    (2)試驗(yàn)前要做好預(yù)防爆炸事故的措施。

    (3)當(dāng)環(huán)境溫度或水溫＞35℃，應(yīng)停止試驗(yàn)，待采取有效降溫措施后重新試驗(yàn)。

    2)從現(xiàn)場使用表明，能連續(xù)工作超過3個(gè)月，之后還一切正常的為排沙泵。否則，即為排污泵。

4隔爆型排沙潛水泵的實(shí)際應(yīng)用效果

    目前隔爆型排沙潛水泵的替代產(chǎn)品為水陸兩用的KL系列礦用立泵，它可以離開水體到陸地上安裝，或吊掛在空中當(dāng)?shù)醣檬褂谩Ｔ摰V用立泵用吸水軟管與底閥吸水而不發(fā)生汽蝕，優(yōu)點(diǎn)是躲開了整機(jī)被埋在沙里的危險(xiǎn)，具體介紹應(yīng)用效果:

    1)一兩年前礦用立泵被用于陷入水災(zāi)困境的煤礦井下，用在涌水量較大的采煤工作面排含沙的高濃度煤水。如:在鄂爾多斯地區(qū)，兗礦集團(tuán)的營盤豪煤礦、石拉烏素煤礦、金雞灘煤礦、轉(zhuǎn)龍灣煤礦、安源煤礦，以及中天合創(chuàng)的葫蘆素煤礦和門克慶煤礦，伊化能源的母杜財(cái)?shù)敲旱V等，盡管使用了一兩年沒檢修，至今照樣運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

    2)礦用立泵當(dāng)?shù)醣糜脛?chuàng)造了清水倉新工藝。工字鋼滑軌固定在水倉頂板中央，裝上電動(dòng)葫蘆之后吊掛礦用立泵，再配上特制的水力攪拌器，用于清淤，盡管沉淀的碎巖石粉渣被攪起之后濃度很高，但該礦用立泵一直無故障運(yùn)行，清淤效果十分理想。如:中煤集團(tuán)山西華昱能源的南陽坡煤礦、伊泰京粵酸刺溝礦業(yè)，清水倉已經(jīng)不再發(fā)愁。

    3)神華榆林的青龍寺煤礦在井下采用礦用立泵在預(yù)沉池清淤，解決了長期的難題，取得了良好的效果。

    4)礦用立泵在金屬礦山或其他行業(yè)所排的沙，其硬度要比煤礦的沉積巖碎渣堅(jiān)硬許多。例如:中國有色在贊比亞的謙比希銅礦、盧安夏銅礦，多寶山銅礦以及中國水電八局在尼日利亞宗格魯水電站工程，多年來均選擇了礦用立泵。

    5)神華準(zhǔn)能黑黛溝露天煤礦使用的一批30～200kW的礦用立泵，已經(jīng)10年沒作檢修，至今還在使用中，并吸引好勝者前去核實(shí)確認(rèn)。

    6)立井掘進(jìn)在過“流沙”時(shí)還是采用隔爆型排沙潛水泵更為理想。例如:鐵法煤建公司在立井井筒掘進(jìn)施工中要通過“第四紀(jì)流沙層”，采用了55kW排沙潛水泵吊掛著直接降落到井底水下吸沙，再加上6名礦工用大板鍬喂沙，井徑8m，流沙層厚度11m，吸沙實(shí)體體積552．92m3，正式排沙后一鼓作氣地通過了流沙層，為打立井提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

5建議

    選購排沙泵時(shí)要依據(jù)的特征:

    1)含沙濃度標(biāo)準(zhǔn)值“質(zhì)量比20%”。

    2)有硬質(zhì)合金口環(huán)。

    3)允許“斷水空轉(zhuǎn)”。

    盡快啟動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂程序，鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，恢復(fù)隔爆型排沙潛水泵辦證的權(quán)利，嚴(yán)格分清排沙泵與排污泵的界限，進(jìn)一步提高煤礦用潛水泵的性能指標(biāo)和安全保障。

 

 

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