淺談立井井筒應急排水泵安裝質量控制

方祝友 操禮發 何維斌

（淮河能源集團安裝工程分公司，安徽 淮南 232001）

國家依托淮河能源集團建設國家礦山應急救援淮南隊（以下簡稱淮南國家隊），突出現代化大型礦井事故救援。淮河能源集團安裝工程分公司作為“四隊一組”中的排水救援分隊，擔負著礦井透水搶險的任務。水泵安裝工作是一項操作難度大、技術性強、危險性高的機電安裝工程，特別是隨著立井超深井方向的發展，排水裝備越來越重，使得這項工作變得更加困難。在安裝過程中，如果設備、工藝選用不當或現場操作錯誤，將會造成水泵安裝下放到底后開泵不排水，將嚴重影響搶險任務，甚至可能導致延誤最佳排水時間等造成惡性事故。

本文為淮南礦業集團安裝工程分公司在總結潘二礦透水搶險的經驗基礎上，淺談水泵安裝質量控制點。

1 排水泵安裝布置方案

淮南礦區各礦井水文地質條件復雜，特別是面臨著A組煤的開采，水害十分危險。2017年5月24日，潘二礦出水，集團公司立即成立現場搶險指揮領導小組，由安裝工程分公司承擔井筒排水設施安裝以及井筒排水施工任務。總體布置方案：主井井筒直徑6.6m，井底裝載硐室-627m，如圖1所示。副井井筒直徑8m，井底馬頭門底板標高-550m，如圖2所示。副井安裝2套排水泵，主井安裝3套排水泵，且備用一套排水泵及水泵電機。礦方在主副井井口提供四套6kV電源開關，電控放置在井塔二平臺上，進線電纜選擇3×185，排水泵下井電纜采用水泵配套3×150橡套電纜及控制電纜，下井過程中利用臨時電纜卡卡設固定，電纜卡焊接在排水管道上，利用排水泵配套軟啟動裝置控制排水泵開啟及停止。

圖1 主井排水裝備布置

圖2 副井排水裝備布置

2 排水泵安裝質量控制

2.1 水泵的空間布置

如圖1和圖2，分別為主副井的水泵安裝布置圖。現場實際施工時必須嚴格按照設計的要求尺寸進行施工，找出每臺設備的安裝中心線，確保水泵嚴格按照圖紙要求位置安裝。因為整個井筒的空間本身就十分的狹小，井筒內罐道及罐道梁等占去很大一部分，所以要求安裝的尺寸必須保證在井筒的提升容器中心線范圍內，這樣才能保證在水泵下放及接管的過程中不至于刮碰井筒內罐道梁等設施，才能保證后期下放到下井口非標段罐道梁部分時不容易出現刮碰現象。在實際操作中要嚴格控制起吊安裝水泵及管路的滑車組吊點位置。如圖3水泵工藝起吊圖中起吊橫梁上的點①和點②為上滑車組的掛設點，實際操作必須保證這兩個點的位置依照容器的中心點來確定。當滑車組等設備安裝好后，在進行前期試吊水泵時再檢查水泵起吊到位后是否處于中心線位置，若不是則應做相應調整。

圖3 水泵工藝起吊圖

2.2 電纜接頭制作質量

高壓電纜頭的制作工藝必須嚴格執行廠家要求，每一個步驟都必須執行到位。因為電機引出線的電纜與動力電纜的接頭是浸泡在水中的，因此高壓電纜頭的絕緣處理顯得尤為重要。如果該處的絕緣值達不到廠家要求的200MΩ，就必須重新制作。下面簡要介紹電纜頭處理流程。

（1）先將高壓電纜頭銅芯氧化物等清除干凈，然后把高壓電機引出線芯與高壓動力電纜芯插接在一起用裸銅線綁扎牢固，再進行搪錫焊接處理。如圖4所示。

（2）接頭部位在進行絕緣處理前，應進行如下處理：

① 清理焊接部位的焊渣，銼去尖角、毛刺；

② 用汽油或酒精擦洗焊接表面及附近的線和電纜的絕緣表層，自然晾干。

（3）絕緣處理方法：

① 底層用半導體帶半疊包扎一層，包扎必須牢固扎實。

② 第二層用自熔乙丙橡膠帶半疊包六層，每層逐漸向外延伸，包扎時必須把膠帶拉伸200%，包扎必須牢固扎實。然后用丁基35膠帶包扎四層，尺寸外延50。

③ 第三層用聚氯乙烯帶半疊包四層，每層逐漸向外延伸，包扎時須把膠帶拉伸200%，包扎必須牢固扎實。

④ 然后用塑料膠帶把整個電纜接頭疊包四層，注意每一種材料包扎時均應按照圖示尺寸來嚴格執行。

⑤ 最后把高壓耐水熱縮管放到固定位置后，加熱固封。

圖4 高壓動力電纜與電機引線連接示意圖

2.3 高壓法蘭盤安裝質量

當電機與水泵組對完工后，正式開始進行管路的組對下放工作時，須嚴格控制法蘭盤的安裝質量，特別是對于深井高壓管路的安裝。若出現法蘭盤漏水現象將造成安裝返工，嚴重影響工期。下面是法蘭盤安裝注意事項：

（1）排水泵和排水管路為國撥資金配置，排水管路配置時，管口法蘭為凹凸面對焊法蘭，管口配置方向錯誤，排水管路金屬墊片安裝對中性無法保證。通過增加管路過渡短節，調整了管路凹凸面配合方向，將凹面始終朝上，起吊的管路凸面始終朝下，這樣就提高了金屬墊片安裝效率和安裝質量。如圖5所示。

（2）由于考慮到是深井排水管路安裝，本次安裝要求必須采用金屬纏繞墊片，石棉墊無法保證安裝管路質量，這一點也是現場必須執行到位的。

圖5 調整前后排水管凹凸面朝下對比圖

圖6 螺栓緊固順序及現場緊固螺栓圖

（3）管路采用井塔六樓布置的穩車進行專門起吊，井口布置的5t風動慢絞配合。當起吊到位后，人員先在井口卡好的管路的凹面上對中放好金屬纏繞墊片，再將起吊到位管路對齊螺栓孔，自由穿入廠家配套的M33高強度螺栓（力矩值1470Nm），使用風動扳手按照要求的順序將螺栓逐個緊固可靠。安裝完后使用扭矩扳手進行抽查，確保緊固力矩符合要求，使用塞尺測量法蘭間隙，確保緊固均勻，要求現場對每一根管路的法蘭安裝質量做好記錄，內容主要是管段長度、螺栓實測力矩值、法蘭間隙及緊固人員。管段的長度要求必須測量并記錄清楚，確保最終管路下放到位。如圖6所示。

2.4 水泵排水期間的流量及電流控制

水泵運行期間的流量及電流控制措施得當也是水泵后期運行可靠的一個必要保證。本次安裝排水泵為650m高揚程水泵，實際潘二礦井筒排水深度550m，造成水泵運行電流過大，電纜溫度過高，嚴重影響排水泵安全運行。通過增加井口閘閥的方法，利用井口閘閥調節控制水泵流量，水泵運行電流以及電纜溫度得到很好的控制，保障了排水泵安全可靠運行。水泵運轉過程中，指派專人對水泵電流、溫度、水位等情況進行記錄。

3 結語

礦井井下出水搶險施工中，立井井筒排水裝備安裝的質量直接影響礦井搶險工期及搶險的最佳時機。潘二礦透水搶險任務為國家救援中心淮南礦業集團安裝工程分公司應急排水分隊第一次接受的排水任務，安裝工程分公司積極組織技術精干力量，制定了合理方案，組織實施時嚴格按照廠家要求進行施工，同時也提前組織學習了河北開灤排水隊的排水經驗。本次排水搶險作業比集團公司要求的工期整體提前20d，共計安裝5臺水泵，僅主井1臺水泵因廠家電機問題損壞造成返工，將管路及水泵重新起吊至井口再重新安裝，其他4臺水泵均一次安裝成型，安全高效運轉至應急排水任務結束。