煤矿高压注浆管路
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作者: 赵文峰 鹿玲
摘 要：为防治煤矿突水灾害，保障煤矿安全生产，目前在江苏、安徽、河南等煤矿都采用井下注浆的工艺来防水堵水，并取得了很好的效果。根据注浆施工的特点和要求，我公司研制了煤矿高压注浆管路，并以优异的性能和质量以及良好的服务赢得了用户，为煤矿的安全生产提供了保障，创造了一定的经济效益和社会效益。
关键词：煤矿防水 注浆高压管路 注浆管路特点
1.概论
我国煤田水文地质条件复杂，目前我国约有18%待开采的煤炭储量受到较为严重的水害威胁。煤矿水害是矿井五大灾害之一，一旦发生透水，不但影响矿井正常生产，而且有时还会造成人员伤亡，淹没矿井和采区，危害十分严重，对其进行防治工作具有十分重要和十分迫切的现实意义。国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局文件 《安监总煤矿〔2006〕98号》“关于加强煤矿水害防治工作的指导意见”中第六条特别提出了“加强断层水、底板承压水、溶洞水的超前治理”。
从1956年至2001年，我国共发生突水2500余次，造成淹井400余次，伤亡2000余人，经济损失上千亿元。
注浆堵水是矿井水防治的重要方法之一，能够消除重大突水隐患，实现矿井安全生产。注浆堵水具有减轻矿井排水负担、节省排水用电、降低吨煤成本、提高工效和质量，加固井巷薄弱地段、减少突水机率、延长矿井服务年限的明显优点。目前在江苏、安徽、河南等煤矿都采用井下注浆的工艺来防水堵水，并取得了很好的效果。
井下高压注浆管路就是专为煤矿注浆防水工程而设计制造的专用管路。
2. 高压注浆管路的提出
由于注浆工作的特殊性，使得高压注浆管路的专业性很强，同时技术要求也较高，注浆工作压力一般达到10-16 Mpa，在通用市场上无法购到。有些煤矿只好自行采购市场上通用的结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）和铸造快速接头，用对焊的方式将钢管和接头焊接起来，并使用O型圈密封。目前注浆管路存在以下几个问题：
2.1普通钢管强度低，不适合长期输送高压液体，而且每根钢管长度误差较大，安装时没法实现互换，给现场施工带来困难；
2.2铸造管接头难以杜绝缩孔、砂眼等缺陷，易留下渗漏隐患。O型圈适用于中低压密封，难以承受高压；
2.3对焊焊缝直接承压，焊缝缺陷必须为0，而现场施工无法达到焊缝检测率100%，因而无法保证合格率100%；
2.4整条管路无专业防腐措施，直接缩短其使用寿命。
此种注浆管路在设计、选材和加工工艺中存在很多缺陷，致使使用性能达不到注浆施工要求。
3. 高压注浆管路的技术要求
由于井下地质条件复杂、环境潮湿恶劣、注浆压力高、注浆泵站远离注浆点、输送介质是粉煤灰等特点，高压注浆管路要具备耐高压、耐腐蚀、使用寿命长，安装时要方便省力、互换性好、允许一定的偏转角等较高的技术要求。
4. 高压注浆管路的特点
根据用户的技术要求和现场条件，我们在进行理论计算和广泛的市场调研前提下，设计制造了整套高压注浆管路。经使用完全满足用户要求，达到了同类产品的先进水平。其特点如下：
4.1 优质的原材料，提供了耐高压的安全保证
我公司生产的高压注浆管路选用优质管材，其强度是普通20号钢管的1.5倍，硬度是1.6倍，从材质上保证了高压管路的安全可靠和使用寿命长。
在管路的加工中，所有焊接均采用CO2气体保护焊接工艺，而且使用YH G60高强度焊丝，其焊缝含氢量很低，含氮量较少，抗裂性好，焊后变形小，强度可高达650MPa。
4.2 独特的管接头结构，杜绝渗漏
管接头采用整体钢管扣压式结构，从根本上消除了常用的铸造管接头难以杜绝的铸造缺陷所带来的渗漏隐患，特殊的焊接工艺和高强焊丝保证了管接头的高强度，保障管件的整体刚性和韧性，从而使耐压保持不变。此接头具有结构先进、性能可靠、耐压防腐、安装方便等优点，特制的高压橡胶密封件使管接头承压高于用户要求。
4.3 先进的加工工艺，方便了用户现场安装
井下煤隙高压注浆施工中，一般使用U型快速接头插入式连接，当发生漏浆故障更换接头或注浆管时，往往须将一组管路全部拆除，费时费工且耽搁工期，影响安全生产。
我公司的管路加工中全流程使用特制工装，保证每根管路长度均为统一标准尺寸，允差≤3 mm，可实现同规格间每根钢管的互换。这样就保证了在使用中因故障而需更换高压钢管时，任何一根均能替换。快速接头为分体扣压式，设计压力30 Mpa，安装方便、工作可靠、耐压高，现场更换快捷方便。独特的接头结构使相邻两钢管间具有0°～3°的自由偏转角，并能提供4～20㎜伸缩间隙，因而对施工场地的适应性强，极大方便了施工安装，而且使用维护方便。
4.4 先进的防腐工艺延长了管路的寿命周期
为保证高压注浆管路的使用寿命，我们对整条管路采用了先进的锌基涂镀防腐技术，该技术起始于比利时，被命名为Zinga 。现在已经成为全世界工业领域里最具有竟争能力的高质量防腐保护产品。锌基涂镀具有优良的抗污性能、优异的抗腐蚀性能，比传统的防腐蚀涂层高10—20倍，延长了高压注浆管路的使用寿命。
5. 使用效果
制造好的高压注浆管路总成经徐州市产品质量监督检验所耐压试验合格，压力为20Mpa，保压24小时，6000多米高压管路无一渗漏点，完全达到了设计要求。
高压注浆管路已获得国家发明专利，专利号ZL 200920233063.6
目前为止，我厂生产的井下注浆管先后销往江苏、安徽、河南等多家煤矿，年销售额一千多万元，以过硬的质量和优良的服务赢得了用户的赞誉。
作者简介：赵文峰（1966年6月），籍贯：江苏徐州，毕业院系：武汉科技大学机电一体化专业，工作单位：徐州矿务集团地勘处正明公司，职务：副经理，职称：助工
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