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前言
矿井发生透水事故，财产将受到巨大损失，井下如有被困矿工生命会受到巨大威胁。因此，矿井一旦被淹，潜水泵能否快速、及时、准确地安装到位，快速将井下积水排出；能否将灾害带来的损失降到最低点，意义非常重大。这是实现抢排水设备不受现场任何条件限制，抢排水救援工作成功率达百分之百的关键问题。
一、调研：
我们对黑龙江省的鸡西、双鸭山矿区，吉林省的通化矿区，河南省的义马矿区进行了深入调查.
调查发现：在斜井开采中，主井皮带运输、付井猴车运人、风井等井筒都是无轨道的。一旦发生透水事故，潜水泵无法安装排水，其后果不堪设想。
二、潜水泵无轨道安装技术可行性研究：
目的：
就是要达到斜井被淹后，在无轨道的情况下，如何将潜水泵及时安装下放到井底，使之跟其他矿井一样正常排水，将井下积水排出，达到抢险救援排水复矿的目的。
目前，无论是由国外引进的，还是国内生产的，用于斜井排水用的立卧两用潜水泵，都必须在有轨道的条件下才能安装下放到井底。
救灾中心近几年来一直在考虑和研究这一课题。通过05年广东大兴矿难更加坚定了这一信心，必须攻克这一难关，使之在斜井抢险救援工作中，不受现场客观条件的限制，抢排水成功，提高抢险救援的成功率。通过多年来在抢排水中所积累的经验和掌握的技术，以及对无轨道斜井的调研，我们认为，要想实现无轨道排水，必须对原有潜水泵载体进行改制，经过对现有潜水泵载体的改制，能达到斜井无轨道排水的目的。
三、几个要攻克的课题：
1、潜水泵泵体的安装下放：
对泵体改制设计了几种方案：
方案一
串联式：
将轨道铺设到水面位置，将卧泵（流量必须与潜水泵流量相匹配），安放到潜水泵前方，同潜水泵串联起来。卧泵下放到水面位置后，利用卧泵的吸程将水供给潜水泵，然后由潜水泵排到地面。当水位超出卧泵吸程范围时，卧、潜两泵停止运行，卧泵前方继续铺设轨道。如此循环往复将井下积水排干。
优点：泵体始终是在轨道上行走的，避免了泵体的跑偏和侧翻现象的发生。
缺点：排水速度太慢，人员在水面附近作业不安全，一旦卧泵出现故障停止抽水，造成潜水泵吸空，在极短时间内被损坏。
方案二
下滑式：
要想将潜水泵泵体在无轨道情况下下放，只能沿斜井底板，靠潜水泵下滑力克服自身摩擦力进行。考虑做一只铁旱船，将泵体固定在上面整体滑下去。
优点：旱船底是平整光滑的，且与井筒底板接触面积大，能克服井筒底板局部沟坎和局部松软。
缺点：斜井倾角决定其下滑力大小，下滑力必须大于其本身摩擦力时潜水泵才能自行下滑。但由于矿井已被水淹没，无法考察水中井筒底板状况，因此，关键的摩擦系数无法确定。因矿井条件（倾角）不同 ，下滑力不是一个定值，加之摩擦力不可预算，即便是在它的下滑力大于摩擦力时潜水泵能够下放，在排水管安装过程中排水管连接完毕后，整套潜水泵需要向上提升300㎜以便松掉卡具，此时所需牵引力既要克服其下滑力又要克服其摩擦力，由于提升牽引力受现场条件限制，因此，会给潜水泵的安装带来一定困难。
方案三
滚动式：
泵体底部加轮对成为滚动摩擦。泵体与井筒底板变成了线接触。底板受泵体正压力的乘压面积减小了，单位面积承载增大。为了防止泵体陷入底板，将矿车轮对进行改制，用增加轮对数的办法来分散轮对与底板的压力，同时增加了泵体的稳定性。为了克服巷道底板的沟、坎给潜水泵下放带来的困难，轮对轴座采用整体型，增加了泵体底部的平整度。
优点：减小了摩擦力，加快了安装速度，扩大了斜井的安装范围（斜井倾角限制）。
缺点：防偏性能差。
三种方案的比较：
方案一虽然避免了跑偏和侧翻，但是速度太慢，再次铺设轨道时，卧、潜两泵停止抽水，而矿井的自然涌水量仍在不断涌出，水位在不断上涨。再次抽水时必须将停泵期间由自然涌水造成的水位上涨量排掉后才能继续排井下积水。
方案二适用范围小，受矿井条件的限制，下滑式下滑力必须大于摩擦力，潜水泵才能下放。每座斜井都是根据本身的自然地理条件凿成的，井筒底板条件和倾角大小不是一个定值。提升用的绞车牵引力是一个定值。倾角大时下滑力大，下放容易，但提升困难。
方案三 滚动摩擦的摩擦系数大大小于滑动系数，其摩擦力将大大减小的同时，也大大降低了潜水泵的提升载荷，扩大了应用范围。
宗上所述，经过认真研究，反复效验，用滚动式安装潜水泵方案最为合理。
2、考虑到泵体下放过程中，可能要遇到井筒局部塌方垮落的矸石或其他障碍物，泵体前方加了一块30㎜厚的钢板为铲板，来清除障碍物。
3、为使潜水泵平直下放，防止跑偏， 用双10吨凿井绞车（双滚筒）作牵引，泵体左右固定卡缆，双套滑轮组，当泵体向某一方向偏离时反向拉紧钢丝绳调整其运动方向。
4、排水管托车的改制：
原来所用的排水管托车轮对是600㎜轨距1.5吨矿车下车，上部架一托管架。由于轮对里缘有轮边不适合无轨运行，于是去掉轮边，外套无逢钢管来加宽轮对宽度（由原来的80㎜宽增加到200㎜宽），即便于行走又增加与底板的接触面积同时加大了稳定性。
四、现场应用：
06年7月15日内蒙古棋盘井矿业责任有限公司三矿发生透水事故。该矿位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇境内，设计年产量120万吨。新建矿井试生产阶段。主、付井均为斜井，中央并列式布置。
付井：有一条600㎜轨距道轨提升物料用，因某种原因潜水泵不能安装下放到井底。
主井：为皮带运煤及人行猴车。 总断面宽4.6m高2.9m，皮带所占宽度1.8m。猴车采用无极绳吊挂，中心距1.5m。 主井坡度还有变化，上井口向下546m内倾角25°，546～560m倾角19°，560～595m倾角6°。要想抽干井下积水，潜水泵前端必须下到斜长565m以下。这就要求潜水泵在安装下放过程中必须通过两次变坡。更困难的是上井口向下430m和455m处有（864㎜×400㎜）四级台阶两处必须跨过去。
当时矿方拿不出台阶的准确位置，只是估计，给潜水泵的下放出了一道很大的难
题。为此我们在设计泵体底部轮子间距和轮对选型、及轮对数量上做了充分考虑。
1、轮子选型：
首先考虑的是加大轮对直径。通过勾画草图发现，轮对加大后泵体要增高。泵体增高后在降低了其稳定性的同时，又加高了安装空间，如果控制高度，泵体宽度就得加大，因受限制也是不可行的。因此我们选用1.5吨矿车轮对，去掉轮边后外套￠325mm×14mm无缝钢管。
2、选择轮对数及轴距：
选择轮对数的目的，是当泵体通过台阶时，始终有轮对在台阶的凸出部位，即便是某个轮对此时悬空，那么顶在凸出部位的轮对仍可以继续向下行走，于是我们选用12对轮对。同时尽量缩短轴距，将轴距缩短到375mm。
经过图上演算，此轮对外径、数量及轴距可以在25 ° 坡度上通过1000mm ×600mm范圍内的台阶。
3、为防止泵体通过台阶时意外卡死现象的发生，在尽量降低泵底与井筒底板间距的同时，用两条3777×20×50㎜钢板通焊在轴座上两头上翘，增加了泵底的平整和光滑.
为了加快安装速度，加大了安装空间，由原来的每个循环安装一根排水管改为安装二根排水管并且在潜水泵下放过程中安装。大大缩短了安装时间，由原来的安装一根排水管用50分钟时间缩短到28分钟时间。仅排水管安装就省去了一天时间。
五、结论：
经过认真的调研、研究、合理的设计，经改制的德国KSB公司产UPZ306—360/7大型立卧两用潜水泵（Q=1000吨/ 小时，电机功率=1150KW，H=250m），在内蒙古棋盘井矿业责任有限公司三矿主井抢排水中，安装到位（斜长=570m），正常运行900多小时，抽出井下积水90多万方（06年8月3日开始安装，8月5日开始排水，9月22日井下积水排到位），潜水泵启动次数108次。
此次内蒙古棋盘井矿业公司三矿主井排水，是成功的，所克服的困难是较复杂的，同其他斜井矿相比具有明显的代表性。
矿井发生透水事故，财产将受到巨大损失，井下如有被困矿工生命会受到巨大威胁。因此，矿井一旦被淹，潜水泵能否快速、及时、准确地安装到位，快速将井下积水排出；能否将灾害带来的损失降到最低点，意义非常重大。这是实现抢排水设备不受现场任何条件限制，抢排水救援工作成功率达百分之百的关键问题。
一、调研：
我们对黑龙江省的鸡西、双鸭山矿区，吉林省的通化矿区，河南省的义马矿区进行了深入调查.
调查发现：在斜井开采中，主井皮带运输、付井猴车运人、风井等井筒都是无轨道的。一旦发生透水事故，潜水泵无法安装排水，其后果不堪设想。
二、潜水泵无轨道安装技术可行性研究：
目的：
就是要达到斜井被淹后，在无轨道的情况下，如何将潜水泵及时安装下放到井底，使之跟其他矿井一样正常排水，将井下积水排出，达到抢险救援排水复矿的目的。
目前，无论是由国外引进的，还是国内生产的，用于斜井排水用的立卧两用潜水泵，都必须在有轨道的条件下才能安装下放到井底。
救灾中心近几年来一直在考虑和研究这一课题。通过05年广东大兴矿难更加坚定了这一信心，必须攻克这一难关，使之在斜井抢险救援工作中，不受现场客观条件的限制，抢排水成功，提高抢险救援的成功率。通过多年来在抢排水中所积累的经验和掌握的技术，以及对无轨道斜井的调研，我们认为，要想实现无轨道排水，必须对原有潜水泵载体进行改制，经过对现有潜水泵载体的改制，能达到斜井无轨道排水的目的。
三、几个要攻克的课题：
1、潜水泵泵体的安装下放：
对泵体改制设计了几种方案：
方案一
串联式：
将轨道铺设到水面位置，将卧泵（流量必须与潜水泵流量相匹配），安放到潜水泵前方，同潜水泵串联起来。卧泵下放到水面位置后，利用卧泵的吸程将水供给潜水泵，然后由潜水泵排到地面。当水位超出卧泵吸程范围时，卧、潜两泵停止运行，卧泵前方继续铺设轨道。如此循环往复将井下积水排干。
优点：泵体始终是在轨道上行走的，避免了泵体的跑偏和侧翻现象的发生。
缺点：排水速度太慢，人员在水面附近作业不安全，一旦卧泵出现故障停止抽水，造成潜水泵吸空，在极短时间内被损坏。
方案二
下滑式：
要想将潜水泵泵体在无轨道情况下下放，只能沿斜井底板，靠潜水泵下滑力克服自身摩擦力进行。考虑做一只铁旱船，将泵体固定在上面整体滑下去。
优点：旱船底是平整光滑的，且与井筒底板接触面积大，能克服井筒底板局部沟坎和局部松软。
缺点：斜井倾角决定其下滑力大小，下滑力必须大于其本身摩擦力时潜水泵才能自行下滑。但由于矿井已被水淹没，无法考察水中井筒底板状况，因此，关键的摩擦系数无法确定。因矿井条件（倾角）不同 ，下滑力不是一个定值，加之摩擦力不可预算，即便是在它的下滑力大于摩擦力时潜水泵能够下放，在排水管安装过程中排水管连接完毕后，整套潜水泵需要向上提升300㎜以便松掉卡具，此时所需牵引力既要克服其下滑力又要克服其摩擦力，由于提升牽引力受现场条件限制，因此，会给潜水泵的安装带来一定困难。
方案三
滚动式：
泵体底部加轮对成为滚动摩擦。泵体与井筒底板变成了线接触。底板受泵体正压力的乘压面积减小了，单位面积承载增大。为了防止泵体陷入底板，将矿车轮对进行改制，用增加轮对数的办法来分散轮对与底板的压力，同时增加了泵体的稳定性。为了克服巷道底板的沟、坎给潜水泵下放带来的困难，轮对轴座采用整体型，增加了泵体底部的平整度。
优点：减小了摩擦力，加快了安装速度，扩大了斜井的安装范围（斜井倾角限制）。
缺点：防偏性能差。
三种方案的比较：
方案一虽然避免了跑偏和侧翻，但是速度太慢，再次铺设轨道时，卧、潜两泵停止抽水，而矿井的自然涌水量仍在不断涌出，水位在不断上涨。再次抽水时必须将停泵期间由自然涌水造成的水位上涨量排掉后才能继续排井下积水。
方案二适用范围小，受矿井条件的限制，下滑式下滑力必须大于摩擦力，潜水泵才能下放。每座斜井都是根据本身的自然地理条件凿成的，井筒底板条件和倾角大小不是一个定值。提升用的绞车牵引力是一个定值。倾角大时下滑力大，下放容易，但提升困难。
方案三 滚动摩擦的摩擦系数大大小于滑动系数，其摩擦力将大大减小的同时，也大大降低了潜水泵的提升载荷，扩大了应用范围。
宗上所述，经过认真研究，反复效验，用滚动式安装潜水泵方案最为合理。
2、考虑到泵体下放过程中，可能要遇到井筒局部塌方垮落的矸石或其他障碍物，泵体前方加了一块30㎜厚的钢板为铲板，来清除障碍物。
3、为使潜水泵平直下放，防止跑偏， 用双10吨凿井绞车（双滚筒）作牵引，泵体左右固定卡缆，双套滑轮组，当泵体向某一方向偏离时反向拉紧钢丝绳调整其运动方向。
4、排水管托车的改制：
原来所用的排水管托车轮对是600㎜轨距1.5吨矿车下车，上部架一托管架。由于轮对里缘有轮边不适合无轨运行，于是去掉轮边，外套无逢钢管来加宽轮对宽度（由原来的80㎜宽增加到200㎜宽），即便于行走又增加与底板的接触面积同时加大了稳定性。
四、现场应用：
06年7月15日内蒙古棋盘井矿业责任有限公司三矿发生透水事故。该矿位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇境内，设计年产量120万吨。新建矿井试生产阶段。主、付井均为斜井，中央并列式布置。
付井：有一条600㎜轨距道轨提升物料用，因某种原因潜水泵不能安装下放到井底。
主井：为皮带运煤及人行猴车。 总断面宽4.6m高2.9m，皮带所占宽度1.8m。猴车采用无极绳吊挂，中心距1.5m。 主井坡度还有变化，上井口向下546m内倾角25°，546～560m倾角19°，560～595m倾角6°。要想抽干井下积水，潜水泵前端必须下到斜长565m以下。这就要求潜水泵在安装下放过程中必须通过两次变坡。更困难的是上井口向下430m和455m处有（864㎜×400㎜）四级台阶两处必须跨过去。
当时矿方拿不出台阶的准确位置，只是估计，给潜水泵的下放出了一道很大的难
题。为此我们在设计泵体底部轮子间距和轮对选型、及轮对数量上做了充分考虑。
1、轮子选型：
首先考虑的是加大轮对直径。通过勾画草图发现，轮对加大后泵体要增高。泵体增高后在降低了其稳定性的同时，又加高了安装空间，如果控制高度，泵体宽度就得加大，因受限制也是不可行的。因此我们选用1.5吨矿车轮对，去掉轮边后外套￠325mm×14mm无缝钢管。
2、选择轮对数及轴距：
选择轮对数的目的，是当泵体通过台阶时，始终有轮对在台阶的凸出部位，即便是某个轮对此时悬空，那么顶在凸出部位的轮对仍可以继续向下行走，于是我们选用12对轮对。同时尽量缩短轴距，将轴距缩短到375mm。
经过图上演算，此轮对外径、数量及轴距可以在25 ° 坡度上通过1000mm ×600mm范圍内的台阶。
3、为防止泵体通过台阶时意外卡死现象的发生，在尽量降低泵底与井筒底板间距的同时，用两条3777×20×50㎜钢板通焊在轴座上两头上翘，增加了泵底的平整和光滑.
为了加快安装速度，加大了安装空间，由原来的每个循环安装一根排水管改为安装二根排水管并且在潜水泵下放过程中安装。大大缩短了安装时间，由原来的安装一根排水管用50分钟时间缩短到28分钟时间。仅排水管安装就省去了一天时间。
五、结论：
经过认真的调研、研究、合理的设计，经改制的德国KSB公司产UPZ306—360/7大型立卧两用潜水泵（Q=1000吨/ 小时，电机功率=1150KW，H=250m），在内蒙古棋盘井矿业责任有限公司三矿主井抢排水中，安装到位（斜长=570m），正常运行900多小时，抽出井下积水90多万方（06年8月3日开始安装，8月5日开始排水，9月22日井下积水排到位），潜水泵启动次数108次。
此次内蒙古棋盘井矿业公司三矿主井排水，是成功的，所克服的困难是较复杂的，同其他斜井矿相比具有明显的代表性。