浅谈潜水泵在煤矿排水中的应用

柳海军 刘光铭

(1.河南义马广宇工程设计咨询有限责任公司，河南 义马 472300;2.河南渑池曹跃矿业有限责任公司，河南 义马 472300)

煤矿防治水是煤矿的一项重要工作，历来受到煤矿工作者的高度重视。长期以来，在矿井发生突水，有可能出现淹井事故时，传统的做法为关闭防水闸门。以减少矿山的损失。但是在防水闸门关闭后，卧式排水系统极有可能不能正常工作，无法最大限度的减少矿井的损失。并且在长期的防水闸门使用中发现:防水闸门质量要求高;建设困难;维护费用高;耐水密封性检测困难;并且常与生产互有干扰。尤其是突水后井下人员能否能全部撤出，井底防水闸门能否下决心关闭(不能关的问题);需关闭闸门时，过水量大、水中杂物多等，人工关闭困难(关不了的问题)等问题，常常使矿山工作者难以应对。

随着现代科学技术的发展，高扬程、大排量潜水泵的研制成功，以及其国产化和大批量的生产，目前潜水泵已在煤矿排水系统中推广使用。潜水泵的出现从根本上解决了防水闸门使用中出现的一些问题，并且潜水泵可以做到能在地面控制、不怕水淹;井下泵房淹没后，当离心泵排水系统不能工作，潜水泵排水系统仍能正常工作，一次排水到底。

潜水泵在煤矿排水系统中的应用也在国家相关规定、规程中得到了肯定:《煤矿安全规程》第二百七十三条规定: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;《煤矿防治水规定》第六十六条规定水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水泵排水系统。

下面就潜水泵在煤矿中的使用做以简单探讨:

1.潜水泵的安装

潜水泵安装方式比较灵活，无需考虑设备基础、水泵吸水高度等问题，其主要安装方式如下:

1.1 立式安装

潜水泵垂直安装系统适合于竖直井工况。系统通常由潜水电泵、逆止阀、扬水管、泵座、电缆(动力、信号、水位控制电缆)、电控柜、压力表、闸阀、水位控制器等零部件组成。

对于系统匹配大于300KW的潜水电机或大口径井的工况，确保电机温升要求，潜水泵系统可增加吸入罩，使通过电机周围的液体有一定的流速，以加速电机的散热。对于无井底水窝的矿井淹后排水，确保排水充分，系统可增加接力泵，即在主潜水电泵吸入罩下端装上一辅助轴流潜水电泵，它可将井下巷道内水的深度降到1米左右。

潜水泵垂直安装系统的缺点在于因为安装、检修需要，潜水泵安装泵井上方需要足够高的起吊空间;且由于高扬程潜水泵泵体一般较长，导致泵井也较深。这无形中加大了工程量和施工难度，因此在潜水泵安装中不推荐立式安装方式。立式安装方式如图1所示:

1.2 水平卧式安装

潜水泵卧式轨道安装系统适合于水平工况。系统组成在立式安装时设备组成的基础上增加矿用小车以固定潜水泵。

潜水泵卧式轨道安装系统具有一下优点:由于泵体水平安装，安装、检修空间高度小;泵井面积大但深度小，易于泵井施工和泵体安装。因此，一般在潜水泵排水系统中应优先考虑卧式安装方式。卧式安装方式如图2所示:

2.潜水泵使用前的准备和检查

2.1 仔细阅读随机携带的使用说明书，看使用环境及条件是否符合说明书使用条件的规定。

2.2 使用时应保证电机内腔能注满洁净清水，应竖立起电泵后用专用工具注水。

2.3 待水注满后用兆欧表核查电动机定子绕组对机壳的绝缘电阻，电机的冷态绝缘电阻不低于150MΩ，使用兆欧表时应注意0.38kV电机用500V兆欧表，0.66/1.44kV/3kV电机用1000V兆欧表，6kV电机用2500V的兆欧表。

2.4 所检查接头前使用动力电缆的绝缘应不低于100MΩ，高压电缆线绝缘应不低于500MΩ。

2.5 电机接头后，把接头浸入水中进行测量，其绝缘电阻应不低于100MΩ。

2.6 电泵应设置外置式保护装置，应具有过热保护、过流保护、漏电保护、失压保护，对于高压电泵的控制系统对其装置要求有超温保护以及水位控制等。

2.7 瞬间(不超过1秒)接通电源检查电机转向是否正确，如反转可将三相电源线的任意两相调换。

2.8 电泵使用电缆为煤矿专用橡套移动软电缆，在安装过程中严禁用力拉拽电缆，以免造成电缆线密封圈脱落，密封不好而漏水。

3.潜水泵的起动、运转和停机

3.1 电网的容量应能保证电泵的起动和运行。

3.2 起动电泵前应先查绝缘电阻以及三相电源情况。

3.3 电泵起动前出水闸阀不得关死，至少要打开全程的1/5～1/6，然后起动电机后在1分钟内调好闸阀至正常运行状态，这时应检查电泵有无噪音和振动，如果有以上现象应立即停机检查。

3.4 电泵运行过程中应检查流量、扬程是否在额定范围(0.8-1.2倍流量)内，电压、电流是否平稳，并做好记录，在最初运行过程中应每隔30分钟进行一次检查。

3.5 电泵运行中，禁止频繁起动和停机，以免电机过热造成损坏，再次起动电泵时间间隔不少于30分钟，大功率以及高压电机应不少于2小时。

3.6 电泵运行中严格按说明书的内容进行操作，严禁在不切断电源的情况下移动电泵。

4.潜水泵的保养和维修

4.1 电泵在使用中，应定期测量其电源、电压、工作电流和绝缘电阻是否正常，电泵运行中如发生下列情况之一时，应立即停机检查:(1)额定流量情况下，电流增大到额定电流的120%时;(2)水位下降，电泵露出水面，间歇出水时;(3)电泵有剧烈振动和噪音时;(4)电泵电压低于额定电压5%时;(5)外置式保护装置断路时;(6)电动机定子绕组热态绝缘电阻低于1MΩ时，高压电机低于10MΩ时。

4.2 在规定使用条件下运行3500h后，须进必要的维护保养，应由熟悉电气的专业人员进行检修。

4.3 安装时应将轴承及其它部件清洗干净，推力轴承安装方向必须正确，以免损坏轴承。

4.4 机械密封应轻拿轻放，严禁磕碰，磨擦副表面以及轴、密封室必须清洗干净。

4.5 叶轮拆卸时，应用专用工具均匀受力，避免将轴撬弯。

4.6 电泵止口部位大部分有O型密封圈。安装O型密封圈不应扭曲，以免受挤影响密封。

4.7 紧固螺栓，应对称均匀受力。

5.结束语

笔者在近几年里，已为河南省义煤集团新安煤矿、华兴矿业公司、李沟矿业公司等多单位设计安装了潜水泵排水系统，有些已经投入矿井正常生产使用，效果良好。由于潜水泵具有大流量、高扬程、不怕水淹等特点，在发生矿井突水时，潜水泵能为矿山工作者争取更长的撤离时间，最大限度的保障人员安全，降低煤矿财产损失。相信随着潜水泵在煤矿排水应用中技术的发展和经验的积累，潜水泵将在煤矿排水的舞台上扮演更加重要的角色。