大型潜水泵安装方案的探讨
煤矿发生水灾在煤炭行业中是重大的灾害事故，发生事故后如何快速的抢险排水或快速进行追排水恢复生产特别重要。由于大型潜水泵排水速度快，所以在排水方案中一般都选择大型潜水泵排水，因此，选择合理的安装大型潜水泵的方案就显得尤为重要，下面笔者就自己参与的几起煤矿水灾抢险事故中应用的方案和大家共同探讨。
一、使用大型吊车，在立井井口直接吊装大型管路自承载潜水泵
1、施工方案：
现场用一台大型吊车对潜水泵和管路直接进行吊装。见附图1
2、吊车的选择：
吊车的选择要遵守下面计算公式：
Q≥1.25(Q1+Q2+Q3)
Q—表示吊车在α角度时的最大起重重量（α一般选45°～75°）
Q1—表示潜水泵和电机的重量
Q2—表示管路和法兰的重量（潜水泵配套的管路按8米一根管计算）
Q3—表示管路的附件的重量（包括逆止门、电缆、电缆卡、螺栓等附件的重量）
2、特点：方案简单，安装速度快。
3、适用场合：井口场地开阔，大型吊车停靠方便，井筒中无障碍物。一般为回风井排水用，特别是动水抢险、控制矿井水位的理想方案。
4、注意事项：施工前要对大型吊车的性能做认真调查，确保使用中不出现问题。同时，对潜水泵和管路以及附件的重量做精确计算，合理选用吊车。
5、资源调查：
邯郸钢铁集团有最大起重量为300吨的吊车。
邯郸市熙平起重运输公司有最大起重量为250吨的吊车。
6、此方案在2004年9月峰峰集团牛儿庄矿的出水事故中，东风井排水控制水位时使用。
二、利用矿方的井架和绞车，使用潜水泵自带的滑轮组进行安装
1、施工方案：
首先拆除矿方井架上的天轮，在井架的天轮轴承梁上安装潜水泵自带的定滑轮组；同时，拆掉绞车上原有的钢丝绳，选用合适的钢丝绳缠绕到绞车上；然后，把钢丝绳通过定滑轮和动滑轮缠绕成n1*n2的滑轮组；最后按照潜水泵的正常程序进行安装。见附图2
2、滑轮组和钢丝绳的选择
1)滑轮组的选择
（1）首先要估计定滑轮的槽数和动滑轮的槽数，假设为n1和n2。
（2）同时要遵循下列公式
Qh≥1.25(Q1+Q2+Q3+Q4)
1.25—表示滑轮组的安全折合系数。
Qh—表示滑轮组的额定起重量。
Q1—表示潜水泵和电机的重量。
Q2—表示管路和法兰的重量（潜水泵配套的管路按8米一根管计算）。
Q3—表示管路的附件的重量（包括逆止门、电缆、电缆卡、螺栓
等附件的重量）。
Q4—表示钢丝绳的重量、吊具的重量、滑轮组的自重的和）
2）钢丝绳的选择
(1)首先确定钢丝绳的受力P
p=(Q1+Q2+Q3+Q4)/(n1+n2)
(2)选择钢丝绳
使用钢丝绳尽可能选择不旋转钢丝绳。
钢丝绳的破断力S≥6P（6为钢丝绳的安全系数）；根据S的值查表选择钢丝绳的直径
3、特点：由于绞车的运行、调速平稳，所以此方案安装速度快，运行平稳。
4、适用场合：适用于矿井的主、副井或有永久井架和绞车的井口。
5、注意事项：
（1）当选用的滑轮组的槽数多余使用槽数时，滑轮的起重量应相应降低，降低的数量按滑轮数目比例确定。例如：额定起重量80吨的8轮滑轮组，仅使用4轮时工作，则滑轮的起重量为40吨。
（2）施工前，要验算井架的承载能力，以及绞车的最大静张力差。
6、资源调查：
施工中使用的滑轮组，国家各抢险排水中心都有。例如：郑州排灌站、开滦煤业集团的设备租赁站、北京抢险救灾中心、焦作煤业集团的租赁站等单位。
7、此方案在2004年10月河北省武安市衡水煤矿透水事故的抢险排水中使用。
三、利用矿方的井架，现场制作起吊架，使用凿井绞车配合滑轮组安装潜水泵。
1、施工方案：
现场制作4根钢管立柱，用吊车立在井架的四角的立柱旁，钢管的下端要焊接平钢板，并立在井架锁口的大梁上；上端四周沿井架安装四根承重梁，在承重梁上安装组合起重梁，最后对起吊架进行加固。在起吊架组立完后，敷设凿井绞车和滑轮组。当临时设施全布置完后，按照潜水泵正常的安装程序进行安装。见附图3
2、钢管的选择
（1）初步选择：
初选钢管的直径和长度L，查机械设计手册，得钢管得截面性质：截面积A、惯性半径i。然后由式λ=L/i计算长细比λ；根据λ和杆件得偏心率ε＝0，查《起重工手册》中“偏心受压杆件得稳定型系数”ψp。
（2）稳定性验算
用式σ=2p/ψp*A≤[σ],进行验算，若式子成立则钢管能用。
其中：p—钢管得正压力，公斤； 2—安全系数；
ψp—稳定系数；A—截面积，；厘米²
[σ] —材料得许用应力，公斤/厘米²。
3、承重梁和组合起重梁可按下表选择：
规
格 理论重量（公斤/米） 4支A型工字钢拼焊梁承重性能表（吨）
跨 距（米）
A型 B型 C型 4 5 6 7 8
18 24 19.5 15.6 13 11 9.7
22 33 36.4 31 25 21 17.7 15
28 43.3 47.9 49 39 33 28 24.6
32 53 57.7 63 66 53 44 38 33
36 60 65.6 71 82 66 54 47 41
40 68 73.8 80 100 80 67 58 50
45 80 87.4 95 129 103 86 74 65
50 93 101 109 164 131 109 93 82
56 106 115 124 204 163 136 116 102
63 121.6 131.5 141 258 206 172 147 129
4、滑轮组和钢丝绳的选择同上。
5、特点：凿井绞车运行平稳，但是安装速度相对较慢。
6、注意事项：
（1）选用一台凿井绞车时，缠绕滑轮组的钢丝绳可用1根，也可用2根，选用2台凿井绞车时，缠绕滑轮组的钢丝绳必须用1根。
（2）临时起吊架要和永久井架连接到一起，以增强稳定性。
7、资源调查：施工中使用的凿井绞车，各建井单位的设备租赁站都有。
8、使用场合：在上述两种方案都不能使用的情况下，可考虑使用此方案。
9、此方案在2004年9月峰峰集团牛儿庄矿的出水事故中，主井排水控制水位时使用；1997年峰峰集团孙庄矿的透水事故后，在追排水过程中也使用过此方案。
四、斜井或井下的斜巷排水，水用慢速回柱绞车配合滑轮组安装大型潜水泵。
1、施工方案：见附图4
安装前，布置临时设施。首先在斜巷的坡头处，选择合适位置凿梁窝，安装承重梁用混凝土灌注；安装固定慢速绞车，安装合适的滑轮组和钢丝绳；待临时设施布置完后，按照潜水泵的正常安装程序进行安装。
2、承重梁的选择：
承重梁一般选择工字钢，可按下表直接查出：
工字钢 型号 支点间的距离（米）
2 3 4 5 6 7 8 9 10
允许载荷（吨）
16 3.9 2.6 2.0 1.6 1.3 1.1
18 5.2 3.5 2.6 2.1 1.7 1.5 1.3 1.2
20a
6.6 4.4 3.3 2.7 2.2 1.9 1.7 1.5 1.3
22a 8.7 5.8 4.5 3.5 2.9 2.5 2.2 1.9 1.7
25a 11.3 7.5 5.6 4.5 3.8 3.2 2.8 2.5 2.3
28a 14.2 9.5 7.1 5.7 4.7 4.1 3.6 3.2 2.8
32a 19.3 12.9 9.7 7.8 6.5 5.5 4.8 4.3 3.9
32c 21.2 14.2 10.6 8.5 7.1 6.1 5.3 4.7 4.3
36a 24.5 16.3 12.3 9.8 8.2 7 6.1 5.4 4.9
36c 26.9 17.9 13.5 10.8 8.9 7.7 6.7 5.9 5.4
40a 30.5 20.3 15.2 12.2 10.2 8.7 7.6 6.8 6.1
40c 33.3 22.2 16.6 13.3 11.1 9.5 8.3 7.4 6.6
45a 40 26.7 20 16 13.3 11.4 10 8.9 8
45c 43.9 29.3 21.9 17.6 14.6 12.6 10.9 9.8 8.7
50a 52 34.7 26 20.8 17.3 14.8 13 11.5 10.4
50c 58.2 38.8 29.1 23.3 19.4 16.6 14.6 12.2 11.6
56a 65.5 43.7 32.8 26.2 21.8 18.7 16.4 14.5 13.1
3、慢速回柱绞车的选择
根据慢速回柱绞车的性能参数选择回柱绞车，见下表
技术参数 型号 JH━5 JH━8 JH━14
牵引力/KN 50 80 140
平均绳速(m/s) 0.17 0.1 0.1
滚筒尺寸（直径*宽度/mm） 276*272 280*230 435*300
绳径Ø/mm
16 15.5 22
容绳量/m 80 80 120
外形尺寸（长*宽*高）/mm 1450*512*515 1550*530*708 1705*775*869
重量/Kg 610 670 1347
电机功率KW 7.5 7.5 15
4、滑轮组和钢丝绳的选择同上
5、特点：回柱绞车运行平稳，但是安装速度相对较慢。
6、注意事项：
（1） 安装前，必须根据地址资料对斜巷的轨道和巷道的可靠情形作出最坏的估计，以防潜水泵回不到最深的排水位置。
（2） 运输设备和管件必须标清楚方向，以免到井下后调头。
（3） 回柱绞车的地锚一定要固定牢靠。
7、资源调查：施工中使用的慢速绞车，各矿的设备租赁站一般都有，斜井潜水泵和带小车钢管潜水泵的租赁单位一般有，另外可考虑自行制作。
8、使用场合：斜井控制水位或斜井排水、斜巷追水可考虑使用此方案。
9、此方案在97年峰峰集团孙庄矿淹井后恢复生产时，井下42地区排水使用；在2004年9月峰峰集团牛儿庄矿出水事故后恢复生产期间三水平排水使用。

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