复杂条件下870水平大巷洒水系统技术改造的探索与实施

孙 林

（同煤集团晋华宫矿，山西 大同 037016）

1 二水平洒水管路基本情况

管路为Φ108mm无缝钢管，管路连接为快速卡连接，钢管接头由于腐蚀严重在更换过程中一旦拆开，无法重新连接。由于管路腐蚀、积垢等状况已经影响到河北区域生产、防尘用水，为了保障河北区域的安全生产及防尘用水，对其进行技术改造势在必行。

矿井现在常用的管路连接大都使用法兰，快速头连接。法兰与快速头连接属于刚性连接，需对管材进行二次加热焊接，对连接空间要求比较高。该矿在870水平北大巷的供水系统改造过程中，为了保障河北区域的安全生产及防尘用水，为了提高员工的工时率，降低员工劳动强度，避免因焊接出现的沙眼、焊缝跑水等现象，保证管线安装一次成功，在管路连接件上选用新的管路连接技术—沟槽管件。

2 二水平洒水管路改造方案

2.1 管材、连接方式的选用

通过调研引进涂塑复合钢管且使用效果良好。该管与普通钢管相比较具有抗静电性能、阻燃性能、极强的附着力、致密的内外树脂层、优越的机械性能，可承受苛刻的使用条件，具有耐腐蚀、不结垢、自润滑性、连接方便可靠等特点。选用159mm涂塑复合钢管承压达到6.4MPa。

连接采用无需焊接的承压为6.4MPa中压沟槽柔性连接管卡。

沟槽柔性连接管卡包括两个大类产品：

（1）起密封连接作用的管路连接件有硬性接头、柔性接头、机械三通和沟槽法兰式；

（2）起过渡连接作用的管路连接件有弯头、三通、四通、异径管、盲板等。

2.2 沟槽连接管件

沟槽连接管件的连接操作比较简易，连接一处管件仅仅需要数十秒的时间，最大程度简化了管路工现场操作的技术难度，提高了安装工作效率。由于沟槽连接管件全部为成品件，现场操作所需要的空间小，能够真正地完成靠墙靠角安装，降低操作难度，美化了管路安装的效果。

2.2.1 管路特性不受影响

沟槽连接管件，只在管路外表面用机械力压制出一个安装槽，不破坏管路原有结构。如果使用原始的电焊接操作，管路内壁防腐层必将受到破坏。

2.2.2 利于安全施工

采用沟槽连接管件技术，现场只需要专用切割工具、压槽机和操作扳手，组织施工方便。如果采用电焊接和连接法兰，就需要配备专用的焊接电源电缆、气切割机具、电焊机及O2和C2H2气瓶等，同时焊渣容易给使用过程中的管路阀门甚至下游设备造成堵塞，同时还污染管路内流质。

2.2.3 系统稳定，方便维护

沟槽连接管件连接方式具有独有的柔性特征，使管路抗震动、抗收缩和抗膨胀的能力大大提高。与传统法兰连接相比，管路系统更加稳定，更能适合外界及流质温度的变化，从而起到保护管路、阀件的作用，同时减少管路应力变化对结构件的损坏。

由于沟槽连接管件操作方便，操作所需要的空间变小，管路需要维护和更换时，仅需松开卡箍即可随意转动、更换、修改管路，不需破坏周围建筑，减少了维护时间和维护成本。

3 吊挂方式

根据870水平北大巷巷道的实际情况：（1）巷道两帮均吊挂有管路，西巷帮现有两趟管路依次为159mm压风、108mm软水管路，东巷帮为108mm洒水管路，吊挂均采用每隔5m一架锚杆→花兰螺丝→管卡；（2）巷道为双向电动机车轨道布置，采用直流电架空线供电；（3）5700～6000m、4000～4200m为U型棚支护方式，其他巷道均为喷浆支护；（4）在5200～6000m范围内有14处轨道与巷帮的距离小于800mm，如在现有锚杆吊挂一趟159mm管达不到安全间隙，需对这些区域进行开槽。开槽工程量大约为30m3。

综上所述，决定喷浆段仍采用每隔5m一架锚杆→角铁连接件→花兰螺丝→管卡的吊挂方式。具体方案如下：每隔5m打一架吊挂点，材料用Φ18mm、长度1200mm螺纹锚杆，每根锚杆外露110mm，注树脂药一卷；用5×50角铁加工连接件与锚杆进行连接，连接必须用双螺帽将角铁上牢固；用Φ20mm花兰螺丝与角铁连接，花兰螺丝必须使用有生产资质厂家生产的国标件；用5×50扁铁加工吊管卡与花兰螺丝下端用16mm螺栓进行连接，使用16mm螺栓用吊管卡将钢管抱紧、抱牢；因巷道局部影响运输安全距离，需对部分巷道进行扩帮。U型棚区域在原有的吊管勾吊挂。

4 施工论证

根据巷道实际情况对吊管眼提前进行号眼，号眼位置要确保管路吊挂后管路底端距底板安全高度达2000mm以上，且不得号在散岩突出处、巷帮破碎处。对特殊巷道（包括U型棚、高度达不到2m的巷道）根据实际情况吊挂，不影响大巷运输。

打眼动力采用移动空压机，严格按照所号标记垂直巷壁打眼，间隔5m打一架吊挂点，材料用Φ18mm、长度1200mm螺纹锚杆，每根锚杆外露长度110mm，必须上双螺母，注树脂药一卷。对达不到安全距离的区域进行开槽，开槽深度根据实际情况确定，以确保管路吊挂后不影响巷道运输为宜。

要求每吊挂一根管，接一根，吊挂平直牢固，不拐死弯，每100m处一个三通，每500m安装一个控制闸门，每接500m必须进行打压试水，以确保管路连接一次性成功。所用吊挂、连接的配件必须严格按照材料计划中确定的材料及设计图纸所加工的材料配件进行使用，以确保管路能承受6.4MPa压力和管路吊挂安全。U型棚区吊挂在原有的吊挂勾上吊挂，必须紧挨棚架，其他区域紧挨巷壁。

5 应用情况

870水平北大巷的洒水系统改造，保障了河北区域的消防、综合防尘用水，不影响运输且保障安全生产。新型管材、柔性管卡无需做防腐措施，不需要电焊，维护简单，节省材料、时间、人力。

经过系统改造，不但解决了该矿河北区域的消防用水、综合防尘用水、安全生产用水等问题，更重要的是为矿井提供了类似管路改造的技术方案和技术经验。更换管路后安全效益和经济效益明显。