煤礦在用主排水泵檢測檢驗(yàn)研究，設(shè)備存在問題分析和解決預(yù)防措施

劉偉

摘要：煤礦在用主排水泵排水能力是否充足直接影響到井下煤礦工作人員的生命安全和礦井的正常生產(chǎn)。本文將針對煤礦在用主排水泵的檢測檢驗(yàn)進(jìn)行研究，在給出檢測過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和解決方法之余，還將就如何預(yù)防這類問題的發(fā)生提出對應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：煤礦主排水泵;檢測檢驗(yàn);問題分析和解決預(yù)防措施

涌水是煤礦作業(yè)中常常要面臨的一個大問題，礦井涌水不僅影響到礦井的正常作業(yè)，同時會對礦道內(nèi)的工作人員造成生命威脅，因此在煤礦開采工作中，常會用到主排水泵將涌入礦井的水及時排除掉，保證井下生產(chǎn)秩序穩(wěn)定，以及工作人員和設(shè)備安全。主排水泵的安全可靠運(yùn)行對煤礦安全生產(chǎn)十分重要，除了定期的檢測檢驗(yàn)外，預(yù)防煤礦主排水泵的故障，是有效控制煤礦井道正常排水的關(guān)鍵。

一、主排水泵的檢測內(nèi)容和方法

煤礦主排水泵的檢測內(nèi)容按照國家安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，煤礦在用主排水泵安全檢測檢驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：流量、電參數(shù)-軸功率、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、效率、綜合排水能力、泵房的噪音、泵的振動，這些都會對主排水泵的系統(tǒng)效率造成極大的影響?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：“在每年雨季以前，必須全面檢修一次，并對全部工作水泵和備用泵進(jìn)行1次聯(lián)合排水試驗(yàn)?！卑磿r檢測、清理主排水泵之中的問題，將礦井水害扼殺在萌芽之中，成為礦井企業(yè)要著重關(guān)心的問題^[1]。

（一）流量的檢測方法

安裝采用外敷式安裝，位置應(yīng)選在管路直的地方，在距彎管或變徑后大于10 倍管徑、距彎管或變徑前大于5 倍管徑之處，因?yàn)檫@個地方流速較穩(wěn)定、均勻，較易獲取比較高的測量精度，然后根據(jù)排水管路外徑、管道厚度計算出傳感器安裝距離;將放置傳感器的地方清潔出兩片較傳感器探頭稍大的位置，直至見到裸露的金屬，涂上一層耦合劑，耦合劑不僅可以減少摩擦，而且還可以排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效的傳入管道，達(dá)到檢測的目的，將兩個探頭面對面相向距離、平行分開，貼在管路上，用手壓緊，以保證與管道緊密接觸，選擇的測量段管路內(nèi)必須棄滿流體，而且不含氣泡，排水管應(yīng)無嚴(yán)重的銹蝕，結(jié)垢現(xiàn)象。

（二）電機(jī)運(yùn)行功率的檢測方法

應(yīng)在電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)時，采用電機(jī)運(yùn)行測試儀測量電動機(jī)的輸入功率。當(dāng)被測電壓為660V等級時，只能用三相四線電路三瓦特計法測試，當(dāng)被測電壓為6Kv、10kV等級時，只能在2次端接線二或三瓦特計法測試，電參數(shù)測量時要嚴(yán)格按電氣作業(yè)操作規(guī)程進(jìn)行。當(dāng)檢測現(xiàn)場不具備檢測條件（測量地點(diǎn)瓦斯≥1.0%）時，可采取讀電度表等方法獲得電機(jī)輸入功率。

（三）揚(yáng)程的檢測方法

檢測排水泵的揚(yáng)程時，按圖1布置安裝檢驗(yàn)儀器。排水泵的出、入口壓力測量點(diǎn)，應(yīng)采取有效穩(wěn)壓措施，以穩(wěn)定讀數(shù)和保護(hù)儀表免受壓力沖擊。具體如圖1所示

揚(yáng)程的測量主要是借助壓力表和真空表完成，我們在主排水泵的進(jìn)口處裝一真空表，然后在出口處裝一壓力表，然后通過公式

H=

來計算揚(yáng)程，即可測得準(zhǔn)確數(shù)值。（式中：H—排水泵的揚(yáng)程，m;—入口真空壓力值，MPa;—出口壓力值，MPa;—礦井水密度，kg/m³;—自由落體加速度，m/s²;

—出口壓力和入口壓力測量位置之間的表位差，m;—排水管內(nèi)徑，m;

—吸水管內(nèi)徑，m;Q—排水流量，m³/s。）

二、檢測過程中的設(shè)備問題

主排水泵中造成故障的原因多種多樣，譬如在購買之初主排水泵的部件就存在彎曲或者聯(lián)軸器不平衡。還有一種是煤礦四周的含水層，長期浸泡含有硫、碳元素的礦物質(zhì)，這樣這些水質(zhì)中就蘊(yùn)含了大量的煤粉，當(dāng)吸水井抽出水時，常常會在機(jī)組內(nèi)形成一定數(shù)量的煤粉沉積，隨著時間越久，煤粉積累得越多，最終會引發(fā)轉(zhuǎn)軸質(zhì)量的偏心，引發(fā)電機(jī)故障，因?yàn)檫@層原因，機(jī)組失衡一般都是發(fā)生于在煤礦開采區(qū)工作的水泵機(jī)組。還有主排水泵在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，在這股力量的作用下，當(dāng)主排水泵運(yùn)作時，其徑向彈性力就會在力的作用下發(fā)生四次方向上的改變。如此大規(guī)律的振動所引發(fā)的直接后果就是內(nèi)部產(chǎn)生彎曲和變形，于是，當(dāng)主排水泵的軸線中已經(jīng)出現(xiàn)徑向位移的時候，剛性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)就會出現(xiàn)問題，原本并不相連的兩組機(jī)械會被強(qiáng)制連接，并發(fā)生彎曲變形，最終導(dǎo)致故障發(fā)生。

三、主排水泵的問題成因和解決方法

標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)檢測時間點(diǎn)，因?yàn)橹髋潘玫膿p耗是不可避免，那么為了防止裂紋的出現(xiàn)，針對主排水泵的運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)的按時檢修就成為必不可少的一環(huán)，主排水泵中的一些關(guān)鍵部位，如平衡盤、葉輪、密封圈等，如果出現(xiàn)磨損情況，就必須馬上購置零配件更換，以此保證主排水泵設(shè)備的良好運(yùn)行。在零件材質(zhì)選擇上，銅質(zhì)零件是最優(yōu)選擇，這類材質(zhì)的零件耐磨、耐氣蝕?？梢詭椭醚娱L很長時間的使用壽命。此外，水泵房的出水口等部分要設(shè)置對應(yīng)的堰口作為流量監(jiān)測手段，從而對主排水泵的工作效率進(jìn)行定期監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)效率低下的主排水泵，從而展開檢測和維護(hù)工作。

維修人員還要按時清除葉輪中存在的雜物，保障水道暢通，更換已經(jīng)磨損或者破損的葉輪，并調(diào)整裝置的運(yùn)行位置，解決主排水泵的揚(yáng)程不足。主排水泵的地腳、泵殼螺栓等部件的松動情況也在檢修范圍內(nèi)，主排水泵的管道要注意有無明顯應(yīng)力，一但應(yīng)力過大，就應(yīng)該在進(jìn)口或出口處加以支撐，以消除應(yīng)力，如果問題遲遲無法解決，還要進(jìn)行重新安裝。

另外，主排水泵選型過程中的水力損失過高，也會造成主排水泵的實(shí)際使用發(fā)生揚(yáng)程過高、電機(jī)過載的狀況，因?yàn)樨?fù)荷過重導(dǎo)致的氣蝕等狀況出現(xiàn)，主排水泵變得易損傷，效率開始逐漸低下。要預(yù)防相應(yīng)的問題，我們需要優(yōu)化未投入使用的設(shè)備，如前文所說，更換對應(yīng)的部件，加強(qiáng)使用壽命，而對已經(jīng)投入使用的設(shè)備，工作人員要通過去除部分葉輪等方式調(diào)整主排水泵的揚(yáng)程，避免其負(fù)荷過重。

如果煤礦企業(yè)具備足夠的資源，可以專門設(shè)置對應(yīng)的保護(hù)崗位執(zhí)行維護(hù)措施，如按時清除水泵工作中造成的污垢或水垢等雜質(zhì)，解除污垢過多導(dǎo)致的水流不暢，避免因?yàn)辇堫^的堵塞或其他原因影響到轉(zhuǎn)子的失衡或者不對中。維護(hù)人員通過對水倉和吸水井等部件中的水垢清理，減少管路雜質(zhì)，改善管路流通面積，達(dá)到降低管道阻力的。

四、主排水泵的節(jié)能管理和預(yù)防措施

煤礦井下主排水泵的水倉在進(jìn)行排水作業(yè)時其水位并非是一直固定的，要提高水泵的使用效率，避免因?yàn)槟茉聪倪^重造成了轉(zhuǎn)子以及軸承故障，節(jié)約能源。相關(guān)人員可以將礦井主排水泵設(shè)置為自動啟動模式，這樣可以降低主排水泵在空氣或者煤粉吸入過多的狀況下導(dǎo)致設(shè)備磨耗，引發(fā)機(jī)械故障的幾率，同時對于能源消耗也能起到一定的遏制^[2]。

五、結(jié)語

綜上，通過檢測檢驗(yàn)可以及時發(fā)現(xiàn)主排水泵存在的問題，及時解決問題，確保主排水泵的安全可靠運(yùn)行;預(yù)防主排水泵的故障影響，通過對其進(jìn)行零件更換，按時檢修，可以有效的實(shí)現(xiàn)除垢節(jié)能，讓主排水泵發(fā)揮出更好的功效。

參考文獻(xiàn)

[1]王俊峰 井下排水泵自動化系統(tǒng)設(shè)計分析[J]能源與節(jié)能，2018，22（12）5-5

[2]陳曉清 煤礦水泵自動化系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J]機(jī)械研究與應(yīng)用，2018（4）22-23

（作者單位：陜西安技煤礦安全裝備檢測有限公司）