浅谈立井井筒应急排水泵安装质量控制

方祝友 操礼发 何维斌

（淮河能源集团安装工程分公司，安徽 淮南 232001）

国家依托淮河能源集团建设国家矿山应急救援淮南队（以下简称淮南国家队），突出现代化大型矿井事故救援。淮河能源集团安装工程分公司作为“四队一组”中的排水救援分队，担负着矿井透水抢险的任务。水泵安装工作是一项操作难度大、技术性强、危险性高的机电安装工程，特别是随着立井超深井方向的发展，排水装备越来越重，使得这项工作变得更加困难。在安装过程中，如果设备、工艺选用不当或现场操作错误，将会造成水泵安装下放到底后开泵不排水，将严重影响抢险任务，甚至可能导致延误最佳排水时间等造成恶性事故。

本文为淮南矿业集团安装工程分公司在总结潘二矿透水抢险的经验基础上，浅谈水泵安装质量控制点。

1 排水泵安装布置方案

淮南矿区各矿井水文地质条件复杂，特别是面临着A组煤的开采，水害十分危险。2017年5月24日，潘二矿出水，集团公司立即成立现场抢险指挥领导小组，由安装工程分公司承担井筒排水设施安装以及井筒排水施工任务。总体布置方案：主井井筒直径6.6m，井底装载硐室-627m，如图1所示。副井井筒直径8m，井底马头门底板标高-550m，如图2所示。副井安装2套排水泵，主井安装3套排水泵，且备用一套排水泵及水泵电机。矿方在主副井井口提供四套6kV电源开关，电控放置在井塔二平台上，进线电缆选择3×185，排水泵下井电缆采用水泵配套3×150橡套电缆及控制电缆，下井过程中利用临时电缆卡卡设固定，电缆卡焊接在排水管道上，利用排水泵配套软启动装置控制排水泵开启及停止。

图1 主井排水装备布置

图2 副井排水装备布置

2 排水泵安装质量控制

2.1 水泵的空间布置

如图1和图2，分别为主副井的水泵安装布置图。现场实际施工时必须严格按照设计的要求尺寸进行施工，找出每台设备的安装中心线，确保水泵严格按照图纸要求位置安装。因为整个井筒的空间本身就十分的狭小，井筒内罐道及罐道梁等占去很大一部分，所以要求安装的尺寸必须保证在井筒的提升容器中心线范围内，这样才能保证在水泵下放及接管的过程中不至于刮碰井筒内罐道梁等设施，才能保证后期下放到下井口非标段罐道梁部分时不容易出现刮碰现象。在实际操作中要严格控制起吊安装水泵及管路的滑车组吊点位置。如图3水泵工艺起吊图中起吊横梁上的点①和点②为上滑车组的挂设点，实际操作必须保证这两个点的位置依照容器的中心点来确定。当滑车组等设备安装好后，在进行前期试吊水泵时再检查水泵起吊到位后是否处于中心线位置，若不是则应做相应调整。

图3 水泵工艺起吊图

2.2 电缆接头制作质量

高压电缆头的制作工艺必须严格执行厂家要求，每一个步骤都必须执行到位。因为电机引出线的电缆与动力电缆的接头是浸泡在水中的，因此高压电缆头的绝缘处理显得尤为重要。如果该处的绝缘值达不到厂家要求的200MΩ，就必须重新制作。下面简要介绍电缆头处理流程。

（1）先将高压电缆头铜芯氧化物等清除干净，然后把高压电机引出线芯与高压动力电缆芯插接在一起用裸铜线绑扎牢固，再进行搪锡焊接处理。如图4所示。

（2）接头部位在进行绝缘处理前，应进行如下处理：

① 清理焊接部位的焊渣，锉去尖角、毛刺；

② 用汽油或酒精擦洗焊接表面及附近的线和电缆的绝缘表层，自然晾干。

（3）绝缘处理方法：

① 底层用半导体带半叠包扎一层，包扎必须牢固扎实。

② 第二层用自熔乙丙橡胶带半叠包六层，每层逐渐向外延伸，包扎时必须把胶带拉伸200%，包扎必须牢固扎实。然后用丁基35胶带包扎四层，尺寸外延50。

③ 第三层用聚氯乙烯带半叠包四层，每层逐渐向外延伸，包扎时须把胶带拉伸200%，包扎必须牢固扎实。

④ 然后用塑料胶带把整个电缆接头叠包四层，注意每一种材料包扎时均应按照图示尺寸来严格执行。

⑤ 最后把高压耐水热缩管放到固定位置后，加热固封。

图4 高压动力电缆与电机引线连接示意图

2.3 高压法兰盘安装质量

当电机与水泵组对完工后，正式开始进行管路的组对下放工作时，须严格控制法兰盘的安装质量，特别是对于深井高压管路的安装。若出现法兰盘漏水现象将造成安装返工，严重影响工期。下面是法兰盘安装注意事项：

（1）排水泵和排水管路为国拨资金配置，排水管路配置时，管口法兰为凹凸面对焊法兰，管口配置方向错误，排水管路金属垫片安装对中性无法保证。通过增加管路过渡短节，调整了管路凹凸面配合方向，将凹面始终朝上，起吊的管路凸面始终朝下，这样就提高了金属垫片安装效率和安装质量。如图5所示。

（2）由于考虑到是深井排水管路安装，本次安装要求必须采用金属缠绕垫片，石棉垫无法保证安装管路质量，这一点也是现场必须执行到位的。

图5 调整前后排水管凹凸面朝下对比图

图6 螺栓紧固顺序及现场紧固螺栓图

（3）管路采用井塔六楼布置的稳车进行专门起吊，井口布置的5t风动慢绞配合。当起吊到位后，人员先在井口卡好的管路的凹面上对中放好金属缠绕垫片，再将起吊到位管路对齐螺栓孔，自由穿入厂家配套的M33高强度螺栓（力矩值1470Nm），使用风动扳手按照要求的顺序将螺栓逐个紧固可靠。安装完后使用扭矩扳手进行抽查，确保紧固力矩符合要求，使用塞尺测量法兰间隙，确保紧固均匀，要求现场对每一根管路的法兰安装质量做好记录，内容主要是管段长度、螺栓实测力矩值、法兰间隙及紧固人员。管段的长度要求必须测量并记录清楚，确保最终管路下放到位。如图6所示。

2.4 水泵排水期间的流量及电流控制

水泵运行期间的流量及电流控制措施得当也是水泵后期运行可靠的一个必要保证。本次安装排水泵为650m高扬程水泵，实际潘二矿井筒排水深度550m，造成水泵运行电流过大，电缆温度过高，严重影响排水泵安全运行。通过增加井口闸阀的方法，利用井口闸阀调节控制水泵流量，水泵运行电流以及电缆温度得到很好的控制，保障了排水泵安全可靠运行。水泵运转过程中，指派专人对水泵电流、温度、水位等情况进行记录。

3 结语

矿井井下出水抢险施工中，立井井筒排水装备安装的质量直接影响矿井抢险工期及抢险的最佳时机。潘二矿透水抢险任务为国家救援中心淮南矿业集团安装工程分公司应急排水分队第一次接受的排水任务，安装工程分公司积极组织技术精干力量，制定了合理方案，组织实施时严格按照厂家要求进行施工，同时也提前组织学习了河北开滦排水队的排水经验。本次排水抢险作业比集团公司要求的工期整体提前20d，共计安装5台水泵，仅主井1台水泵因厂家电机问题损坏造成返工，将管路及水泵重新起吊至井口再重新安装，其他4台水泵均一次安装成型，安全高效运转至应急排水任务结束。