煤矿在用主排水泵检测检验研究，设备存在问题分析和解决预防措施

刘伟

摘要：煤礦在用主排水泵排水能力是否充足直接影响到井下煤矿工作人员的生命安全和矿井的正常生产。本文将针对煤矿在用主排水泵的检测检验进行研究，在给出检测过程中发现设备存在的问题和解决方法之余，还将就如何预防这类问题的发生提出对应的措施。

关键词：煤矿主排水泵;检测检验;问题分析和解决预防措施

涌水是煤矿作业中常常要面临的一个大问题，矿井涌水不仅影响到矿井的正常作业，同时会对矿道内的工作人员造成生命威胁，因此在煤矿开采工作中，常会用到主排水泵将涌入矿井的水及时排除掉，保证井下生产秩序稳定，以及工作人员和设备安全。主排水泵的安全可靠运行对煤矿安全生产十分重要，除了定期的检测检验外，预防煤矿主排水泵的故障，是有效控制煤矿井道正常排水的关键。

一、主排水泵的检测内容和方法

煤矿主排水泵的检测内容按照国家安全生产行业标准，煤矿在用主排水泵安全检测检验项目主要包括：流量、电参数-轴功率、扬程、转速、效率、综合排水能力、泵房的噪音、泵的振动，这些都会对主排水泵的系统效率造成极大的影响。《煤矿安全规程》规定：“在每年雨季以前，必须全面检修一次，并对全部工作水泵和备用泵进行1次联合排水试验。”按时检测、清理主排水泵之中的问题，将矿井水害扼杀在萌芽之中，成为矿井企业要着重关心的问题^[1]。

（一）流量的检测方法

安装采用外敷式安装，位置应选在管路直的地方，在距弯管或变径后大于10 倍管径、距弯管或变径前大于5 倍管径之处，因为这个地方流速较稳定、均匀，较易获取比较高的测量精度，然后根据排水管路外径、管道厚度计算出传感器安装距离;将放置传感器的地方清洁出两片较传感器探头稍大的位置，直至见到裸露的金属，涂上一层耦合剂，耦合剂不仅可以减少摩擦，而且还可以排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效的传入管道，达到检测的目的，将两个探头面对面相向距离、平行分开，贴在管路上，用手压紧，以保证与管道紧密接触，选择的测量段管路内必须弃满流体，而且不含气泡，排水管应无严重的锈蚀，结垢现象。

（二）电机运行功率的检测方法

应在电动机运行平稳时，采用电机运行测试仪测量电动机的输入功率。当被测电压为660V等级时，只能用三相四线电路三瓦特计法测试，当被测电压为6Kv、10kV等级时，只能在2次端接线二或三瓦特计法测试，电参数测量时要严格按电气作业操作规程进行。当检测现场不具备检测条件（测量地点瓦斯≥1.0%）时，可采取读电度表等方法获得电机输入功率。

（三）扬程的检测方法

检测排水泵的扬程时，按图1布置安装检验仪器。排水泵的出、入口压力测量点，应采取有效稳压措施，以稳定读数和保护仪表免受压力冲击。具体如图1所示

扬程的测量主要是借助压力表和真空表完成，我们在主排水泵的进口处装一真空表，然后在出口处装一压力表，然后通过公式

H=

来计算扬程，即可测得准确数值。（式中：H—排水泵的扬程，m;—入口真空压力值，MPa;—出口压力值，MPa;—矿井水密度，kg/m³;—自由落体加速度，m/s²;

—出口压力和入口压力测量位置之间的表位差，m;—排水管内径，m;

—吸水管内径，m;Q—排水流量，m³/s。）

二、检测过程中的设备问题

主排水泵中造成故障的原因多种多样，譬如在购买之初主排水泵的部件就存在弯曲或者联轴器不平衡。还有一种是煤矿四周的含水层，长期浸泡含有硫、碳元素的矿物质，这样这些水质中就蕴含了大量的煤粉，当吸水井抽出水时，常常会在机组内形成一定数量的煤粉沉积，随着时间越久，煤粉积累得越多，最终会引发转轴质量的偏心，引发电机故障，因为这层原因，机组失衡一般都是发生于在煤矿开采区工作的水泵机组。还有主排水泵在高速运转过程中会产生强大的离心力，在这股力量的作用下，当主排水泵运作时，其径向弹性力就会在力的作用下发生四次方向上的改变。如此大规律的振动所引发的直接后果就是内部产生弯曲和变形，于是，当主排水泵的轴线中已经出现径向位移的时候，刚性联轴器联结就会出现问题，原本并不相连的两组机械会被强制连接，并发生弯曲变形，最终导致故障发生。

三、主排水泵的问题成因和解决方法

标准化的维护检测时间点，因为主排水泵的损耗是不可避免，那么为了防止裂纹的出现，针对主排水泵的运行状态和设备状态的按时检修就成为必不可少的一环，主排水泵中的一些关键部位，如平衡盘、叶轮、密封圈等，如果出现磨损情况，就必须马上购置零配件更换，以此保证主排水泵设备的良好运行。在零件材质选择上，铜质零件是最优选择，这类材质的零件耐磨、耐气蚀。可以帮助水泵延长很长时间的使用寿命。此外，水泵房的出水口等部分要设置对应的堰口作为流量监测手段，从而对主排水泵的工作效率进行定期监测，及时发现效率低下的主排水泵，从而展开检测和维护工作。

维修人员还要按时清除叶轮中存在的杂物，保障水道畅通，更换已经磨损或者破损的叶轮，并调整装置的运行位置，解决主排水泵的扬程不足。主排水泵的地脚、泵壳螺栓等部件的松动情况也在检修范围内，主排水泵的管道要注意有无明显应力，一但应力过大，就应该在进口或出口处加以支撑，以消除应力，如果问题迟迟无法解决，还要进行重新安装。

另外，主排水泵选型过程中的水力损失过高，也会造成主排水泵的实际使用发生扬程过高、电机过载的状况，因为负荷过重导致的气蚀等状况出现，主排水泵变得易损伤，效率开始逐渐低下。要预防相应的问题，我们需要优化未投入使用的设备，如前文所说，更换对应的部件，加强使用寿命，而对已经投入使用的设备，工作人员要通过去除部分叶轮等方式调整主排水泵的扬程，避免其负荷过重。

如果煤矿企业具备足够的资源，可以专门设置对应的保护岗位执行维护措施，如按时清除水泵工作中造成的污垢或水垢等杂质，解除污垢过多导致的水流不畅，避免因为龙头的堵塞或其他原因影响到转子的失衡或者不对中。维护人员通过对水仓和吸水井等部件中的水垢清理，减少管路杂质，改善管路流通面积，达到降低管道阻力的。

四、主排水泵的节能管理和预防措施

煤矿井下主排水泵的水仓在进行排水作业时其水位并非是一直固定的，要提高水泵的使用效率，避免因为能源消耗过重造成了转子以及轴承故障，节约能源。相关人员可以将矿井主排水泵设置为自动启动模式，这样可以降低主排水泵在空气或者煤粉吸入过多的状况下导致设备磨耗，引发机械故障的几率，同时对于能源消耗也能起到一定的遏制^[2]。

五、结语

综上，通过检测检验可以及时发现主排水泵存在的问题，及时解决问题，确保主排水泵的安全可靠运行;预防主排水泵的故障影响，通过对其进行零件更换，按时检修，可以有效的实现除垢节能，让主排水泵发挥出更好的功效。

参考文献

[1]王俊峰 井下排水泵自动化系统设计分析[J]能源与节能，2018，22（12）5-5

[2]陈晓清 煤矿水泵自动化系统的开发和应用[J]机械研究与应用，2018（4）22-23

（作者单位：陕西安技煤矿安全装备检测有限公司）