桥架在古县东瑞煤业中央水泵房电缆敷设中的应用研究

段旭东, 康安新, 糜瑞杰

（1.晋能集团古县东瑞煤业有限公司， 山西 临汾 042404； 2.河南国控建设集团有限公司，河南 郑州 450009）

引言

随着智慧化矿山概念的提出，越来越多的矿井开始建设智慧化矿山[1]，煤矿中央水泵房的自动排水系统的建设是其中重要的一项工程，然而中央水泵房电缆繁多杂乱，按照传统的电缆井壁悬挂方式容易造成中央水泵房现场布置杂乱、安全性差。章忠[2]对煤矿主排水泵房安装工艺进行了相关的研究。段栓喜[3]根据煤矿中央水泵房实际安装作业中重点环节与存在问题进行了分析改进。张众耀[4]于2013年对煤矿井下传统的电缆桥架的结构和使用进行了分析，提出来一种新型的电缆桥架设计。但目前关于电缆桥架在中央水泵房电缆敷设的应用研究还很少。为此，本文结合山西晋能古县东瑞煤业中央水泵房实际施工案例，对电缆桥架在中央水泵房自动化排水系统中的应用进行了研究。

1 煤矿电缆桥架目前的应用现状与优缺点

1.1 应用现状

目前我国电缆桥架的应用还不是很多，根据已有的文献研究可知，矿井电缆桥架主要应用于地面工业广场[5]以及露天煤矿中[6]。随着无轨胶轮车在煤矿越来越多的被应用[7]，为防止无轨胶轮车撞断巷道侧壁的电缆和管路，一些煤矿将电缆采用桥架的方式敷设到巷道上部，这样可以有效地避免无轨胶轮车在运行时对电缆造成损坏，极大地提高了电缆线路的安全性。

1.2 优缺点

电缆桥架与井壁悬挂方式对比图如图1所示。通过对比电缆桥架与传统的井壁悬挂，可以得到电缆桥架与传统的井壁悬挂的优缺点对比表如表1所示。

图1 电缆桥架与井壁悬挂对比图

表1 桥架与井壁悬挂的优缺点对比表

2 工程概况

该矿水文地质条件划分为中等，煤层埋深230 m，埋深较深投产后预计正常涌水量60 m3/h，最大涌水量69 m3/h。中央水泵房断面18.26 m2，长23.2 m，3台MD155-67×5型水泵，1台工作，1台备用，1台检修。

中央水泵房电控系统为无人值守自动化控制排水系统，主要包括主排水泵配电系统、矿用隔爆兼本安集中操作台、PLC隔爆控制箱、隔爆就地控制箱、电动闸阀、液位传感器、超声波流量计、矿用本质安全型流量开关等。PLC采集各种信号，合理确定开启水泵的台数，根据水仓水位、供电峰谷区段时间及煤矿用电负荷情况等，按照排水工艺流程，自动完成从抽真空、开闸阀选择排水管路、启泵排水全过程，实现自动化排水，对水泵房设备运行实行在线监控，并具有自诊断功能，可实现水泵房的无人值守。

3 电缆桥架在中央水泵房的实际应用情况

该矿中央水泵房采用了自动化排水系统，相对于传统的井下排水方式，自动化排水系统对于电缆的安全性与可靠性要求更高，传统的电缆井壁悬挂方式相对而言不能很好地满足自动化排水系统的要求，因此该矿在中央水泵房采取了桥架敷设电缆的方式，将电缆通过桥架敷设到巷道上部，分布从上而下延伸到水泵、操作台和控制箱等设备，中央水泵房电缆桥架的具体布设方式如图2所示。

桥架相关的具体参数如表2所示。

图2 中央水泵房电缆桥架的具体布设图

表2 桥架的相关参数

4 应用效果

由中央水泵房电缆桥架的具体布设图可知，中央水泵房的主进线电缆采用规格较大的主桥架，主进线与中央水泵房各个设备间的连接采用规格较小的分支桥架，明显可以发现电缆桥架在煤矿井下具有组多的优势，但也存在一些不足之处。

4.1 应用优势

1）安全性和可靠性高。桥架的方式敷设中央水泵房的电缆，相当于在中央水泵房电缆外部加了一层保护，极大地提高了电缆的可靠性与安全性，为实现井下自动排水系统无人值守创造了良好的保障基础。

2）空间利用率高。桥架布置在中央书泵房硐室上部，提高了中央水泵房硐室上部的空间利用率。

3）现场文明卫生好。桥架便于现场文明卫生管理，可以有效改善井下中央水泵房的现场文明卫生。

4.2 不足之处

电缆桥架造价相对较高，设计规格一般需要定制，重复利用率较低，施工过程相对繁多。

5 结语

采用桥架的方式敷设电缆不仅可以提高中央水泵房自动排水系统的安全性与可靠性，而且提高了中央水泵房硐室的空间利用率。但是，目前关于煤矿电缆桥架的研究和创新还很少，桥架的不足之处制约着其在煤矿井下的广泛应用，需要广大煤矿一线技术人员不断地加大创新力度，拓宽桥架的应用范围，提高可重复利用率，降低造价。