矿用防爆潜水泵行走装置改造的创新与实践

矿用防爆潜水泵行走装置改造的创新与实践

李保宏1 潘永刚2 王磊3

陕煤集团神南产业发展有限公司   陕西，神木   719300

摘要:矿用防爆潜水泵是矿山开采中的关键设备之一，大型防爆潜水泵因其体积大重量高，需要在固定轨道上运输，特别时在采用无轨胶轮车运输的矿井，其行走装置的性能直接影响到水泵的追排水效率。本文对现有的矿用防爆潜水泵行走装置进行了深入研究，指出了其存在的问题，并提出了一种改造方案。通过实验室测试和实地应用，证明了改造后的行走装置在稳定性、效率和安全性方面都有显著提高。

关键词：矿用防爆潜水泵，行走装置，改造，创新，实践

一、背景与意义

随着矿业资源的不断开发和利用，矿山开采深度逐渐加深，水文地质条件也日益复杂，矿井发生透水事故的概率增大。矿用防爆潜水泵作为矿山透水事故的重要抢险设备，其漆安装移动的速度直接影响了事故抢险救援进程。在使用无轨胶轮车辅助运输的矿井因无轨道运输系统，传统的矿用防爆潜水泵行走装置在实际应用中暴露出一些问题，如必须铺设临时轨道、追排水期间需要涉水作业、移泵效率低等问题。因此，对其进行改造和创新显得尤为重要。

二、问题分析：

1．铺设轨道

原因分析：原行走装置为矿车轮对行走，限制了其行动范围，只能在铺设好的轨道上行驶，在采用无轨胶轮车辅助运输的矿井，需要花费时间铺设临时钢轨，救援现场的环境可能复杂多变，轨道铺设需要根据现场实际情况进行设计和调整，这也会增加救援时间；铺设轨道需要专业的人员和设备，如果人员或设备不足，将进一步延长救援时间。

影响分析：铺设轨道需要一定的时间，这将导致救援的响应时间变长，可能会影响救援的效果；铺设轨道需要投入人力、物力，增加了救援的成本；由于铺设轨道的复杂性和耗时性，可能会使救援的效率降低。

2．行走不稳

原因分析：

轮对行走装置由于转向不利，导致行走不稳。特别是在承重行走时，容易出现脱轨现象。这可能是由于转向机构设计不合理、缺乏足够的灵活性或受到外部阻力影响造成的。另外，驱动方式采用调速绞车和特种车两种牵引方式，可能存在牵引力不足或牵引力不均匀的问题，进一步加剧了行走不稳的情况。

影响分析：

行走不稳会影响装置的运行效果和安全性。脱轨现象可能导致装置偏离预定路径，造成事故风险。此外，行走不稳还会增加装置的磨损和维护成本，降低使用寿命。对于救援任务而言，行走不稳可能会延误救援时间，降低救援效率，甚至可能危及被救援人员和救援人员的安全。

3．易损坏

原因分析：原行走装置在材料选择和加工工艺上存在不足。如使用普通钢材、未经优化的热处理工艺等，这些都使得装置在恶劣的矿山环境下容易受损。

影响分析：频繁的维修和更换部件不仅提高了运营成本，也影响了矿山的正常生产。此外，损坏的行走装置还可能引发其他安全隐患。

三、改造方案：

1．牵引方式改造

技术方案：矿用防爆潜水泵行走装置拖曳形式的采用了调速绞车和特种车两种牵引方式。调速绞车通过调节绞车的速度来控制潜水泵的行走速度，实现平稳的行走和转向。特种车则通过其强大的牵引力，确保潜水泵在复杂地形或承重行走时的稳定性和安全性。

预期成果：两种牵引方式的结合使用，既保证了潜水泵行走装置的高效工作，又提高了救援任务的安全性和效率。这种驱动改造方式具有技术可行性，并且在实际应用中能够取得良好的效果。

2．材料选择与加工工艺改进

技术方案：选用高强度合金钢、表面硬化处理等先进材料和工艺，提高装置的耐磨性和抗冲击性。选用实心胶轮为行走轮，承重能力强，适应路面性能强。钢材选用标准槽钢及Q550钢板，焊接材料为70药芯焊丝。

预期成果：先进的材料和加工工艺能够显著提高行走装置的耐用性，延长其使用寿命，减少维修和更换的频率。也能使其强度满足使用要求。

四、实践与测试
为了验证改造方案的可行性和效果，进行了实验室测试和实地应用。

1．实验室测试
在实验室环境下，模拟了不同地形和工况，对改造后的行走装置进行了驱动力测试、传动效率测试和耐久性测试。通过采集数据、分析曲线和对比指标，评估了装置的性能提升程度。

2．实地应用
将改造后的行走装置安装在实际矿山环境中的矿用防爆潜水泵上，进行长时间、连续的实际运行测试。通过记录运行数据、观察设备状态和采集用户反馈，全面评估了改造装置在实际工作条件下的稳定性、效率和耐用性。

这些细化的内容提供了对矿用防爆潜水泵行走装置改造的深入分析和评估，展示了改造的重要性和预期成果。通过实验室测试和实地应用的验证，进一步证明了改造方案的有效性和可行性，为矿山的安全生产和经济效益提供了解决方案和保障。

五、效果评估

通过水泵行走装置改造，矿用防爆潜水泵的行走装置在各种复杂地形下的稳定性得到了显著提高，斜巷或平巷追排水时不需要铺设临时轨道，提高了水泵安装和追排水的速度。

采用高强度材料和先进加工工艺，行走装置的耐用性得到了显著增强。在恶劣的矿山环境下，高强度材料能够有效抵抗磨损和冲击，保持装置的完整性和稳定性。同时，先进的加工工艺确保了材料的优化利用，进一步提高了装置的耐磨性和抗疲劳性。因此，改造后的行走装置的维修周期延长了30%，这意味着更少的维修和更换次数，显著降低了维修成本和停机时间。

六、未来展望与改进方向

尽管改造后的行走装置在实验室和实际矿山环境中都表现出色，但科技与工艺的发展永无止境。为了更好地适应未来矿业的发展需求，进一步提高矿用防爆潜水泵行走装置的性能和可靠性，以下几个方向的深入研究与实践值得关注：

1．智能化控制：结合现代控制技术，如人工智能、物联网等，实现行走装置的智能化控制。通过实时监测设备状态、工作环境等因素，自动调整驱动和传动策略，确保装置始终在最佳状态下运行。

2．新材料应用：随着材料科学的进步，更多轻质、高强度、耐磨损的材料将被开发出来。未来，可以考虑将这些先进材料应用于行走装置，以进一步减轻重量、提高耐用性。

3．节能与环保：为了满足日益严格的节能与环保要求，可以研究更高效的驱动方式、传动结构和能源管理系统，以降低装置能耗和环境污染。

4．模块化设计：模块化设计有助于提高设备的可维护性和互换性。通过模块化设计，可以快速更换损坏的部件，减少停机时间，降低维修成本。

5．拓展应用领域：除了矿山领域，矿用防爆潜水泵行走装置还可能应用于其他领域，如市政工程、水利工程等。因此，研究如何拓展其应用领域，提高其通用性，也是一个值得探索的方向。

总之，矿用防爆潜水泵行走装置的改造与创新是一个持续发展的过程。只有不断跟进科技发展的步伐，结合实际需求进行持续改进和创新，才能确保行走装置始终满足矿业生产的需求，为矿业的安全、高效生产提供有力支持。

七、结论

通过对矿用防爆潜水泵行走装置的改造和创新，我们成功地解决了传统行走装置存在的稳定性、效率和耐用性问题。改造后的行走装置在实际应用中表现出色，为矿山的安全生产和经济效益提供了有力保障。未来，我们将继续深入研究，进一步优化行走装置的性能，以满足矿山开采的更高需求。

参考文献

[1]侯刚,王国法,薛忠新等.煤矿辅助运输自动驾驶关键技术与装备[J].采矿与岩层控制工程学报,2022,4(03):

[2]杨康,郭鑫,李文鑫等.短壁工作面胶结密实充填关键技术与应用[J].煤炭工程,2023,55(02):

[3]张柏.智能化技术对煤矿机电运输系统优化提升的推动作用[J].内蒙古煤炭经济,2023,(08):