橋架在古縣東瑞煤業中央水泵房電纜敷設中的應用研究

段旭東, 康安新, 糜瑞杰

（1.晉能集團古縣東瑞煤業有限公司， 山西 臨汾 042404； 2.河南國控建設集團有限公司，河南 鄭州 450009）

引言

隨著智慧化礦山概念的提出，越來越多的礦井開始建設智慧化礦山[1]，煤礦中央水泵房的自動排水系統的建設是其中重要的一項工程，然而中央水泵房電纜繁多雜亂，按照傳統的電纜井壁懸掛方式容易造成中央水泵房現場布置雜亂、安全性差。章忠[2]對煤礦主排水泵房安裝工藝進行了相關的研究。段栓喜[3]根據煤礦中央水泵房實際安裝作業中重點環節與存在問題進行了分析改進。張眾耀[4]于2013年對煤礦井下傳統的電纜橋架的結構和使用進行了分析，提出來一種新型的電纜橋架設計。但目前關于電纜橋架在中央水泵房電纜敷設的應用研究還很少。為此，本文結合山西晉能古縣東瑞煤業中央水泵房實際施工案例，對電纜橋架在中央水泵房自動化排水系統中的應用進行了研究。

1 煤礦電纜橋架目前的應用現狀與優缺點

1.1 應用現狀

目前我國電纜橋架的應用還不是很多，根據已有的文獻研究可知，礦井電纜橋架主要應用于地面工業廣場[5]以及露天煤礦中[6]。隨著無軌膠輪車在煤礦越來越多的被應用[7]，為防止無軌膠輪車撞斷巷道側壁的電纜和管路，一些煤礦將電纜采用橋架的方式敷設到巷道上部，這樣可以有效地避免無軌膠輪車在運行時對電纜造成損壞，極大地提高了電纜線路的安全性。

1.2 優缺點

電纜橋架與井壁懸掛方式對比圖如圖1所示。通過對比電纜橋架與傳統的井壁懸掛，可以得到電纜橋架與傳統的井壁懸掛的優缺點對比表如表1所示。

圖1 電纜橋架與井壁懸掛對比圖

表1 橋架與井壁懸掛的優缺點對比表

2 工程概況

該礦水文地質條件劃分為中等，煤層埋深230 m，埋深較深投產后預計正常涌水量60 m3/h，最大涌水量69 m3/h。中央水泵房斷面18.26 m2，長23.2 m，3臺MD155-67×5型水泵，1臺工作，1臺備用，1臺檢修。

中央水泵房電控系統為無人值守自動化控制排水系統，主要包括主排水泵配電系統、礦用隔爆兼本安集中操作臺、PLC隔爆控制箱、隔爆就地控制箱、電動閘閥、液位傳感器、超聲波流量計、礦用本質安全型流量開關等。PLC采集各種信號，合理確定開啟水泵的臺數，根據水倉水位、供電峰谷區段時間及煤礦用電負荷情況等，按照排水工藝流程，自動完成從抽真空、開閘閥選擇排水管路、啟泵排水全過程，實現自動化排水，對水泵房設備運行實行在線監控，并具有自診斷功能，可實現水泵房的無人值守。

3 電纜橋架在中央水泵房的實際應用情況

該礦中央水泵房采用了自動化排水系統，相對于傳統的井下排水方式，自動化排水系統對于電纜的安全性與可靠性要求更高，傳統的電纜井壁懸掛方式相對而言不能很好地滿足自動化排水系統的要求，因此該礦在中央水泵房采取了橋架敷設電纜的方式，將電纜通過橋架敷設到巷道上部，分布從上而下延伸到水泵、操作臺和控制箱等設備，中央水泵房電纜橋架的具體布設方式如圖2所示。

橋架相關的具體參數如表2所示。

圖2 中央水泵房電纜橋架的具體布設圖

表2 橋架的相關參數

4 應用效果

由中央水泵房電纜橋架的具體布設圖可知，中央水泵房的主進線電纜采用規格較大的主橋架，主進線與中央水泵房各個設備間的連接采用規格較小的分支橋架，明顯可以發現電纜橋架在煤礦井下具有組多的優勢，但也存在一些不足之處。

4.1 應用優勢

1）安全性和可靠性高。橋架的方式敷設中央水泵房的電纜，相當于在中央水泵房電纜外部加了一層保護，極大地提高了電纜的可靠性與安全性，為實現井下自動排水系統無人值守創造了良好的保障基礎。

2）空間利用率高。橋架布置在中央書泵房硐室上部，提高了中央水泵房硐室上部的空間利用率。

3）現場文明衛生好。橋架便于現場文明衛生管理，可以有效改善井下中央水泵房的現場文明衛生。

4.2 不足之處

電纜橋架造價相對較高，設計規格一般需要定制，重復利用率較低，施工過程相對繁多。

5 結語

采用橋架的方式敷設電纜不僅可以提高中央水泵房自動排水系統的安全性與可靠性，而且提高了中央水泵房硐室的空間利用率。但是，目前關于煤礦電纜橋架的研究和創新還很少，橋架的不足之處制約著其在煤礦井下的廣泛應用，需要廣大煤礦一線技術人員不斷地加大創新力度，拓寬橋架的應用范圍，提高可重復利用率，降低造價。