超长主排水管道的清洗除垢方法

穆春林， 杨俊萍

(阳泉煤业集团 南庄煤矿， 山西 阳泉 045000)

0 引言

南庄煤矿于1952年建成为大型国有企业。原煤年生产能力为200万t/a，是一座建在城市里的矿山，目前隶属于阳泉煤业集团有限责任公司。矿井口均位于阳泉市西峪河支沟南侧的山坡上，西峪河支沟在主井口和副井口附近最高洪水位分别为710 m和715 m，均低于主井口和副井口标高(最低的副斜井737.47 m)。井口都建立在坚硬的砂岩岩体上，井口周围的岩体都很稳定，不存在滑坡、泥石流等次生地质灾害的影响。南庄煤矿主排水系统安装有DF155-30×7型耐腐离心泵4台，主要参数为流量155 m3/h，扬程210 m，电动机型号YB2-315L1-4型，功率160 kW，正常情况为两用一备一检修。主排水管路采用双回路无缝钢管(φ250×9和φ150×9)，沿主提升斜井敷设，长度为1 050 m，一趟排水，一趟备用。主副水仓的容积分别为2 000 m3和1 850 m3，均能满足《煤矿安全规程》规定的容纳8 h的正常涌水量。但主要问题是井下涌水量较大，根据多年测试井下涌水情况为正常涌水量150 m3/h,最大涌水量达220 m3/h，因此对井下涌水的排除是保障人员安全的重中之重。

1 排水管路内径垢污形成原因分析

2 《煤矿安全规程》的相关要求

众所周知，水、火、瓦斯、煤尘是困扰煤矿安全生产的自然灾害，必须对其进行科学防治。根据《煤矿安全规程》第314款规定，矿井的水泵、水管、阀门及配电设备线路等每年在雨季前必须进行一次全面检修，并且对工作水泵和排水水泵进行一次联合排水试验，提交试验报告，其目的就是确保井下排水正常，消除安全隐患。

结合煤矿实际，对水泵、阀门和配电设备检修不难操作，关键是管路的检修相对困难，一是管路安装敷设一般比较高而且靠墙安装，二是管路连接一般为无缝连接，频繁拆接比较麻烦，三是排水管路从井下排到地面距离一般都比较长。若更换整趟主排水管路、井下条件太过复杂、工期太长、成本又高，拆卸安装又存在很高的安全隐患，在拆除安装期间，长时间没有了备用排水管路，因此，清洗除垢是最安全的办法。

3 矿井排水管路的清理疏通方法

鉴于矿井水污垢在管路上浮着厚度大、硬度强、管路长、巷道狭窄等特点，尝试了几种方法和经验，有效对排水管路进行了清洗除垢，值得其他矿井借鉴学习。

1) 利用其共振原理的清洗方法。针对大巷里的10寸管道(φ250×9)，由于是在13°的倾斜巷道内敷设，巷道内既有带式输送机，又有电缆和其他管路敷设，无法使用大功率高压清洗机靠近清洗，而小功率机器试验后又解决不了问题，管道的拆口和复位难度又极大。结合现场实际情况，利用共振原理自制设计了一台能对该管道壁产生共振的小型机器，给机器接上电源后产生振动，把振动仪放到管路上，对管路进行不同部位的推动，如图1所示。经试用，效果好，省时省力的对该管路的积垢进行了清除，经过测试验收，符合公司提出的质量标准。

1-振动电动机； 2-操作把手； 3-固定架； 4-半弧形振动套件。

图1 自制振动结构示意图

2) 采用高压水射流的清洗方法。针对6寸管道(φ150×9)，由于结垢更为严重、强度更大，使用共振原理的清洗方法效果不好，清理不干净。通过不断实践，采用了超高压水射流清洗的方法，即加长高压软管的办法，高压软管可加长到1 200 m左右，见图2。该方法对现有的高压水射流大功率机器进行改造，通过对高压清洗机的安全阀、卸载阀、压力器、高压管接头等进行修改和测试，在保证安全的前提下，经过多次试验，终于成功地将6寸管道清洗干净。

图2 高压水射流清洗框架图

3) 采用水道钻孔和封孔的方法。针对在清洗过程中需要将管道拆开和清洗后复位的情况，且井下的管道是下倾斜的，重力作用下拆开和复位是非常艰难的，劳动强度较大，安全隐患较多。经反复分析，采用了防爆水冷管道钻孔和G3封孔的方法，解决了这一难题，见图3。

图2 水冷钻开孔和G3方式封孔

4 结论

按照《煤矿安全规程》的规定，按上述3种清理方法定期进行了清理排水管路，既解决了排水隐患，又节省了大量时间和经济成本，这3种方法也值得其他煤矿借鉴和推广。