摘要:針對目前煤礦井下排水中使用的隔爆型潛水泵存在的安全隱患問題，提出排沙潛水泵和排污潛水泵區(qū)別的必要性，即在介紹名稱和概念的同時，著重介紹隔爆型排沙潛水泵的主要特點以及排沙潛水泵和排污潛水泵的區(qū)分方法。較后提出建議，以進一步提高煤礦用潛水泵的性能指標，保障煤礦井下局部排水的安全可靠性。

0引言

    目前，我國煤礦井下的局部排水中大量采用隔爆型潛水泵［1～4］。但在井下快速采煤和快速巖石掘進中來不及沉淀懸浮的固體顆粒，導致普通隔爆型潛水泵在使用中經(jīng)常出問題，上世紀80年代以來，已經(jīng)發(fā)生了多起潛水泵爆炸事故，為此對其爆炸機理進行了長期探索，并研制了能杜絕潛水泵爆炸的隔爆型排沙潛水泵;隔爆型排沙潛水泵［5］自1990年原煤炭部上海電氣防爆檢驗站發(fā)證使用以來，取得了良好的效果。但MT/T671-2005標準發(fā)布后，2006年又出現(xiàn)“規(guī)范名稱”(煤)礦用隔爆型潛水排沙電泵，改用此名的普通潛水泵掛上“排沙”的牌子發(fā)證已多達4200余個。由于名稱近似，難免產(chǎn)生誤判，故在使用中，發(fā)生了潛水泵爆炸的隱患事故。為確保煤礦安全生產(chǎn)，本文著重介紹排沙潛水泵的安全性能，并提出排沙潛水泵和排污潛水泵的區(qū)分方法，供同行探討。（相關(guān)推薦：煤氣流量計）

1概念介紹

1．1沙水和沙

    煤礦井下的巖巷一般采用爆破法挖掘，爆破后的整體巖石變?yōu)樗缮⒌膸r石碎渣。礦井水穿過巖石碎渣就變成了灰色的泥水，一般稱其為沙水。該沙水中的巖石顆粒與石英砂的物理特性和化學成分相近，便稱其為沙。

1．2煤水和煤

    在采煤的作業(yè)面，礦井水穿過堆放的松散碎煤就變成了黑色的泥水，一般稱其為煤水。該“煤水”中的碎煤顆粒屬于軟質(zhì)的固體顆粒，它與石英砂的物理特性與化學成分相差懸殊，為防止混淆，不能稱作沙。

1．3排沙泵

    排沙泵是專門排“沙水”的潛水泵的簡稱，能專門用于通過“第四紀流沙層”，1990年經(jīng)上海電氣防爆站檢驗發(fā)證，其中認定企業(yè)標準中排沙必備的12條規(guī)定。

1．4排污泵

    排污泵是專門排“煤水”的潛水泵的簡稱，在安全性能上無排沙潛水泵的嚴格規(guī)定，只能稱為有排污的功能［6］。

2隔爆型排沙潛水泵的主要特點

2．1結(jié)構(gòu)

    1)電動機外殼配有泄壓安全閥，即壓力為0．25MPa時立即自動泄壓。這就像鍋爐配有預防爆炸的安全閥，是排沙潛水泵必不可少的安全措施。

    2)電動機有雙層機殼，雙層機殼的電動機內(nèi)腔不得有飽和水蒸汽，環(huán)境溫度和水溫均應≤+35℃，其電動機繞組溫升限值為60K。由于電動機內(nèi)腔的較高溫度為+95℃，低于水的沸點+100℃，更低于現(xiàn)行標準的+120℃，故電動機殼內(nèi)的水蒸汽會顯著減少，加上配有泄壓安全閥，在安全上是有可靠保障。

    3)便攜式潛水泵的電動機機座外面配有鋼板焊接的導水套，規(guī)定其厚度≥2．5mm。

    4)接線盒設(shè)在電動機外殼之外，既便于定期拆下電纜檢測，又便于損傷后隨時更換。

    5)依據(jù)潛水泵爆炸案例暴露出的弱點，規(guī)定采用鋼板焊接或鑄鋼的電動機端蓋。

    6)依據(jù)電動機絕緣被短路擊穿原因的排查結(jié)果，規(guī)定電動機的定子鐵芯應先裝入機座，之后方可下線浸漆［7］。

    7)依據(jù)易磨損部位來確定的排沙潛水泵的葉輪口環(huán)與軸套環(huán)，其材質(zhì)規(guī)定采用硬質(zhì)合金，其使用壽命均可提高5～8倍。

2．2電氣性能

    1)排沙潛水泵斷水空轉(zhuǎn)6h，機械密封不得冒煙，其外殼溫度不得高于+95℃。主要是改慮到在實際排水時發(fā)現(xiàn)，塑料薄膜、火藥包裝紙以及淤泥等會堵塞泵的濾網(wǎng);噴漿落入水中的混凝土會堵塞葉輪的葉片吸入口等，這都會引起泵的斷水空轉(zhuǎn)，導致發(fā)生短路擊穿的事故。

    2)整機空轉(zhuǎn)時振動速度的有效值不應超過0．7mm/s，實際出廠時普遍達到0．3mm/s，這是為減少機械密封進水而定的。

    3)接線盒內(nèi)任何部位不得存水，以確保電氣間隙、爬電距離的規(guī)定要求。

    4)潛水泵整機應做1m高的跌落試驗，試驗后應能保持良好狀態(tài)。

    5)繞組浸漆烘干應確保3次，使得電動機更加抗振、抗潮濕，以延長使用壽命。

    6)耐濕熱試驗不得裝密封件，試驗后確保導體對地絕緣電阻≥20MΩ。對于有立式與臥式兩用的泵，要對其兩種方式分別試驗。

3排沙泵、排污泵的檢驗與區(qū)分

    1)排沙泵模擬試驗方法:33kg顆粒大小相搭配的混凝土專用的標準沙，20kg粉狀的干水泥及47kg自來水，其總質(zhì)量100kg，一并放在同一個圓桶內(nèi)，并把裝有壓力表的潛水泵和帶閘閥的排水管也放入圓桶內(nèi)，排水管的出口放入圓桶的邊沿內(nèi)。試驗時先關(guān)閉閘閥，運轉(zhuǎn)時略微打開閘閥，經(jīng)檢查，若圓桶的桶底沒有沉淀堆積的沙粒即可，然后觀察壓力表，采用硬質(zhì)合金口環(huán)時，若1h內(nèi)壓力無變化，則此泵是合格的排沙泵。反之，若＜1h，壓力已經(jīng)明顯下降的，甚至不出水的，則為排污泵。

在試驗時應注意:

    (1)電流超過額定值或已跳閘二次，應停止試驗，說明電動機功率不匹配，需要更換。

    (2)試驗前要做好預防爆炸事故的措施。

    (3)當環(huán)境溫度或水溫＞35℃，應停止試驗，待采取有效降溫措施后重新試驗。

    2)從現(xiàn)場使用表明，能連續(xù)工作超過3個月，之后還一切正常的為排沙泵。否則，即為排污泵。

4隔爆型排沙潛水泵的實際應用效果

    目前隔爆型排沙潛水泵的替代產(chǎn)品為水陸兩用的KL系列礦用立泵，它可以離開水體到陸地上安裝，或吊掛在空中當?shù)醣檬褂�。該礦用立泵用吸水軟管與底閥吸水而不發(fā)生汽蝕，優(yōu)點是躲開了整機被埋在沙里的危險，具體介紹應用效果:

    1)一兩年前礦用立泵被用于陷入水災困境的煤礦井下，用在涌水量較大的采煤工作面排含沙的高濃度煤水。如:在鄂爾多斯地區(qū)，兗礦集團的營盤豪煤礦、石拉烏素煤礦、金雞灘煤礦、轉(zhuǎn)龍灣煤礦、安源煤礦，以及中天合創(chuàng)的葫蘆素煤礦和門克慶煤礦，伊化能源的母杜財?shù)敲旱V等，盡管使用了一兩年沒檢修，至今照樣運轉(zhuǎn)正常。

    2)礦用立泵當?shù)醣糜脛?chuàng)造了清水倉新工藝。工字鋼滑軌固定在水倉頂板中央，裝上電動葫蘆之后吊掛礦用立泵，再配上特制的水力攪拌器，用于清淤，盡管沉淀的碎巖石粉渣被攪起之后濃度很高，但該礦用立泵一直無故障運行，清淤效果十分理想。如:中煤集團山西華昱能源的南陽坡煤礦、伊泰京粵酸刺溝礦業(yè)，清水倉已經(jīng)不再發(fā)愁。

    3)神華榆林的青龍寺煤礦在井下采用礦用立泵在預沉池清淤，解決了長期的難題，取得了良好的效果。

    4)礦用立泵在金屬礦山或其他行業(yè)所排的沙，其硬度要比煤礦的沉積巖碎渣堅硬許多。例如:中國有色在贊比亞的謙比希銅礦、盧安夏銅礦，多寶山銅礦以及中國水電八局在尼日利亞宗格魯水電站工程，多年來均選擇了礦用立泵。

    5)神華準能黑黛溝露天煤礦使用的一批30～200kW的礦用立泵，已經(jīng)10年沒作檢修，至今還在使用中，并吸引好勝者前去核實確認。

    6)立井掘進在過“流沙”時還是采用隔爆型排沙潛水泵更為理想。例如:鐵法煤建公司在立井井筒掘進施工中要通過“第四紀流沙層”，采用了55kW排沙潛水泵吊掛著直接降落到井底水下吸沙，再加上6名礦工用大板鍬喂沙，井徑8m，流沙層厚度11m，吸沙實體體積552．92m3，正式排沙后一鼓作氣地通過了流沙層，為打立井提供了寶貴的經(jīng)驗。

5建議

    選購排沙泵時要依據(jù)的特征:

    1)含沙濃度標準值“質(zhì)量比20%”。

    2)有硬質(zhì)合金口環(huán)。

    3)允許“斷水空轉(zhuǎn)”。

    盡快啟動行業(yè)標準的修訂程序，鼓勵科技創(chuàng)新，恢復隔爆型排沙潛水泵辦證的權(quán)利，嚴格分清排沙泵與排污泵的界限，進一步提高煤礦用潛水泵的性能指標和安全保障。

 

 

相關(guān)產(chǎn)品推薦：煙氣流量計