煤矿排水潜水泵运输装置设计与应用

2018-12-21程昆

机械工程与自动化 2018年6期

程昆

(潞安集团潞宁煤业有限责任公司，山西宁武 036000)

1 概述

潞安集团潞宁煤业有限公司三采区1129运输顺槽位于盘区西翼，巷道沿山2#煤层顶底板平行掘进，巷道平均坡度为7°～9°。1129运输顺槽掘进至520 m及570 m处分别揭露两条断层，断层平均落差为2.4 m，倾角为52°，受两断层影响，巷道在320 m～370 m顶板岩石层形成地堑构造，从而造成该处巷道形成坡度为13°低洼，低洼最低深处达0.7 m。

1129运输顺槽顶板往上21 m处为上覆岩层采空区，通过施工探水钻孔发现上覆岩层采空区存在一定量积水，受采空区积水影响，1129运输顺槽在掘进期间巷道内存在大量积水，且积水区内煤泥较多，采用潜水泵直接排水时经常出现煤泥进入泵体，造成潜水泵损坏甚至烧毁现象，同时巷道在320 m～370 m低洼处倾角较大，潜水泵直接排水效果较差。根据矿机电科统计数据发现：1129运输顺槽开口400 m范围内进行潜水泵排水时共计损坏潜水泵7台，造成煤矿经济损失达25万元。针对这种情况，潞安集团潞宁煤业有限责任公司通过技术研究，设计了一套潜水泵移动运输装置，并在1129运输顺槽后期巷道掘进时得以应用，取得了显著成效。

2 潜水泵移动车组成及工作原理

2.1 潜水泵移动车组成

潜水泵移动车由车轮、底座、丝杠、光轴、套、抱箍、过滤箱等组成，如图1所示。丝杠主要包括车辆底座调节丝杠、紧固丝杠、过滤箱调节丝杠。其中，车辆底座调节丝杠可以在不同的积水区对车辆高度进行调节；过滤箱调节丝杠主要是对过滤箱高度进行调节；紧固丝杠是对潜水泵进行紧固，防止潜水泵晃动。

2.2 潜水泵移动车工作流程

潜水泵移动车工作流程分以下几步：

(1) 在使用移动车时首先将潜水泵放入过滤箱内，然后根据潜水泵需下放高度采用圆套进行调节，高度调节完成后再调节紧固丝杠(共4根)确保潜水泵在工作时稳定牢固。

(2) 待潜水泵放入过滤箱且紧固后，旋转移动车两端对称位置丝杠对过滤箱高度进行调节，为避免过滤箱与底板摩擦一般应将过滤箱调至距底板10 cm为宜。

(3) 过滤箱高度调节后，将移动车移动至需要排水地点，由于潜水泵需供电，移动车移动排水地点时必须确保水面高度不得淹没潜水泵上部电缆的喇叭嘴。

(4) 为确保潜水泵排水效果明显，移动车移至积水区后旋转车辆两端丝杠将过滤箱高度调至距底板2 cm，然后再进行排水。

(5) 由于1129运输顺槽底板平均坡度为8°，移动车在进入积水区时应随时观察过滤箱内水面高度，当积水区排水一段时间后水面高度接近于潜水泵底座上边缘时可继续移动车辆进行排水。

(6) 当潜水泵在1129运输顺槽320 m～370 m段进行排水时，由于该段巷道坡度较大，为防止移动车在排水时出现翻倒现象，车辆在移动时应根据巷道坡度调节车辆底座丝杠，丝杠在调节过程中必须确保车辆底座保持水平，从而有效防止车辆翻转。

(7) 当巷道积水区排水完成后在撤出移动车时，先旋转过滤箱调节丝杠(车辆两端对称位置各1根)，使过滤箱底部与车轮轴高度一致，同时将旋转下降的丝杠恢复至初始位置，即可将车退出排水位置。图2为潜水泵移动车效果示意图。

3 潜水泵移动车优点及经济效益

3.1 潜水泵移动车优点

(1) 潜水泵移动车结构简单、操作方便、成本费用低、便于维修、适应性强，实现了煤矿安全高效排水功能。

(2) 在排水前将潜水泵放入移动车内并进行调节，然后推动移动车至积水区进行排水，在排水过程中可根据巷道坡度调节车辆高度及水平度，有效保证了不同坡度的积水区排水效果。

(3) 采用潜水泵移动车彻底解决了前期排水时人工搬运水泵劳动强度大、水泵电缆及配件损坏以及煤泥直接进入泵体造成水泵损坏等难题。

1-车辆底座;2-过滤箱;3-进水孔;4-车轮;5-丝杠螺扣;6-车辆底座调节丝杠;7-方柱;8-套;9-光轴;10，16-螺母;11-紧固丝杠;12-潜水泵；13-弧形抱箍;14-过滤箱调节丝杠;15-过滤箱套

3.2 经济效益

潜水泵移动车设计后在1129运输顺槽500 m～1 000 m段进行试应用，在此段巷道内共计有9处积水区，积水区平均坡度为7°，采用潜水泵移动车进行排水时排水速度是以前速度的2倍，同时在排水过程中未出现一台水泵损坏，与传统潜水泵排水相比可节约设备维修成本30万元、劳动成本6万元，取得了显著的经济效益。