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浅谈矿用潜水泵如何在煤矿抗灾强排系统中的应用 摘要：煤矿井下水害不仅直接威胁煤矿的安全生产，且严重威胁着矿工的生命安全。多年对潜水泵排水系统的研究及煤矿抗灾泵站的设计经验，提出采用卧泵加潜水泵排水方案替代传统的井底中央泵房加防水闸门方案的观点，大大提高了矿井抵抗水灾的能力，使防治水工作由被动堵水变为主动防治水。实践证明，对有突水淹井危险的矿井，卧泵加矿用潜水泵排水系统是解决矿井正常排水和抗灾抢险排水的有效方案。 关键词：抗灾强排系统潜水泵防水闸门防治水 近几年来，煤矿井下透水、淹井事故频频发生，不仅直接危害着煤矿的正常建设和安全生产，而且还严重威胁着矿工的生命安全。煤矿井下水害已成为严重影响煤矿安全生产的重大关键问题之一，国家煤矿安全监察局、省煤矿安全监察局等部门对此高度重视，因此必须下决心有效地遏制煤矿透水事故的发生，并建立抗灾强排系统，在透水事故发生时，强行排水。 1 建立抗灾强排系统的必要性防治煤矿水害除了建立健全预测预报体系外，建立强大的防排水系统是积极有效的措施。尤其是水文地质情况复杂、有突水危险的煤矿，除了保证完善的正常排水系统外，还必须建立强排系统。《煤矿安全规程》第二百七十八条明确规定: “主要排水设备应符合下列要求: ……有突水淹井危险的矿井，可另行增建抗灾强排能力泵房”。因此，有突水危险的矿井建立抗灾性排水系统已成为迫切需要解决的课题，对保障矿井安全生产起着不可忽视的作用。长期以来，我国煤矿井下排水系统均采用中央泵房、电机驱动卧式离心水泵的设计模式，这几乎成为煤矿生产排水的定式。电动机和开关柜等主要电器设备，虽具有防爆性，但不具有防水性。一旦遇水侵害，必然造成电气系统损坏而断电。当煤矿发生突水事故时，瞬间涌水量往往极大的超过泵房的最大排水能力，因排量不足造成泵房被淹，排水系统瘫痪，从而发生淹井事故。鉴于此，对于有突水危害或者局部突水严重难以有效治理的矿井，为了有效地预防和抢险救灾，有必要建设强排系统。 2 卧泵加潜水泵的强排系统矿用大型潜水泵是可以全部淹没在水里工作的机电一体化设备，不仅运行安全可靠、性能稳定、振动噪音小、效率高，而且解决了大功率卧泵电机散热导致泵房温度过高的问题，尤其是在突水水患严重的煤矿，突水后仍能继续工作，可以避免淹井或延缓淹井，为人员撤离和抢救设备赢得宝贵时间，避免或减小淹井带来的巨大经济损失和社会影响。矿用潜水泵有立式和卧式两种布置方式。卧式布置设备安装、维修方便，但多台潜水泵布置在一个泵井内会使泵井宽度太大或增加泵井数量，致使施工困难，经济不合理; 而立式布置可多台潜水泵同井布置，但安装起吊、维修较麻烦。因此两种布置方式各有利弊，可根据矿井围岩状况、潜水泵数量及电动机功率等确定采用立式潜水泵还是卧式潜水泵。还需注意的是强排系统的控制应设置在地面。矿用潜水泵虽然在排水方面具有卧泵不能替代的优点，但也具有要求水质高、不宜频繁起停、检修困难等不利因素，这也是目前潜水泵没有在矿井主排水系统得到广泛应用的重 要原因之一。而卧泵作为主排水设备抗灾能力又明显不足，因此，对于有突水危险的矿井，将卧泵和潜水泵组合起来，形成正常排水使用卧泵、发生水害时使用潜水泵或同时使用卧泵和潜水泵的排水系统，既方便正常排水，又能发挥潜水泵强大的抗灾排水优势，对矿井的安全生产和防治水工作具有积极的意义。大型潜水泵排水设备在抵抗水害、灾后恢复有着得天独厚的优势，已在国内外煤矿的排水系统中得到广泛应用。 3 矿用潜水泵排水系统替代防水闸门防水闸门的作用是一旦矿井发生水灾事故，在不能及时排出突水的情况下关闭防水闸门，缩小灾情影响范围，控制水势危害，使发生灾害时人员及财产损失降低到最小。《煤矿安全规程》第二百七十三条对防水闸门的设置有明确的要求，《煤矿防治水规定》第六十六条也做出了规定，可见防水闸门对水害的防治具有重要的意义。多年的实践也表明，防水闸门的确能够起到分区隔离、减少矿井水害损失的作用，因此在条件允许的情况下，仍然可以继续装设防水闸门。但防水闸门在制造、安装和使用过程中也存在着一些缺点，主要表现在以下几个方面:①防水闸门的制造、安装质量要求高，建设比较困难，成本高;②耐水密封性检测困难，维护费用高，每年关闭试验困难;③矿井突水后，能否在确定井下人员全部撤出的情况下关闭防水闸门存在较大的难度，因此井底防水闸门在什么时候关闭直接影响灾情的控制;④当需要关闭防水闸门时，由于过水量大、水中杂物多等诸多因素，靠人工关闭存在困难;⑤高压力的防水闸门目前没有定型产品。鉴于防水闸门存在以上诸多问题，亟待有一种安全可靠的防治水措施来替代防水闸门。随着新技术、新设备的发展，特别是矿用潜水泵在煤矿排水方面的广泛应用，新版《煤矿安全规程》在原来的基础上对部分内容进行了修改: 由原来的“水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，必须在井底车场周围设置防水闸门。在其他有突水危险的地区，只有在其附近设置防水闸门后，方可掘进”，修改为“水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。在其他有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸门，不具备设置防水闸门条件的，必须制定防突水措施，由煤矿企业主要负责人审批”。《煤矿安全规程》条文的修改为潜水泵的应用提供了条件。矿用潜水泵不仅排水量大、扬程高，而且能在地面控制，泵房淹没后仍能正常工作，因此在有突水淹井危险的矿井中建立强大的矿用潜水泵排水系统或采用卧泵加潜水泵排水系统的方案，变被动堵水为主动排水，对避免淹井、抗灾抢险有着极其重要的意义。 4 结论 实践证明，《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》对有突水淹井危险的矿井增建潜水泵强排系统是非常正确的，卧泵加潜水泵排水系统是解决矿井正常排水和抗灾抢险排水有效的可操作的方案。 参考文献: [1]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京: 煤炭工业出版社，2011． [2]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京: 煤炭工业出版社，2009． [3]王剑峻.矿井以潜水泵替代防水闸门的可行性研究[J].安全，2007，(3):14 ～16． [4]郝 明.大流量潜水泵在有突水淹井危险矿井中的应用[J].矿山机械，2008，(22) : 78~80． [5]范彦平.潜水泵排水技术在峰峰局的应用[J].煤矿设计，1997，(2):33~37． [6]高建朝.关于矿井主排水系统设计及改造的几个问题[J].中国煤炭工业，2010，(11) : 45~46． 本文来源：https://www.dywdw.cn/cae63c7c3f1ec5da50e2524de518964bce84d247.html
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2022-09-07
