近年來,隨著社會對煤礦資源需求的加劇,各煤礦產量迅速增長。然而,礦難的頻繁發生使整個行業更加認識到生產的安全性。高度重視煤礦安全生產問題,設置專門管理機構,并**相關政策,要求各煤礦采取安全措施,加大基礎設施投入,配置安全設備。管道作為礦井供排水、抽放瓦斯、正壓供風的重要設備,為煤礦安全作業提供重要保障,而應用新型管道提高在煤礦井下作業安全性則是當前值認真探討的課題。
一、礦井用管道的現狀及存在的問題
目前,礦井下使用的管道主要采用鍍鋅鋼管,包括焊管和無縫管,以焊管居多。鋼管承受壓能力好,環剛度好,在負壓條件下不變形,可以滿足抗靜電和阻燃的要求,但也存在以下不足:
1、比較笨重,施工需用運輸和吊裝工具,而井下場地有限,施工極不方便。
2、管材沒有柔性,井下遇到輕微拐彎需在井上焊接好相應角度的管件方可進行連接。
3、用做排水管易結垢,水質條件差的地方曾出現過水垢堵塞管道的情況。
4、根據使用條件不同,鋼管使用壽命在3~8年不等。腐蝕是鋼管使用壽命短的主要因素。由于沒有詳細的監管驗收規范,已腐蝕的鋼管反復拆裝使用的情況普遍,其使用性能和安全性能沒有可靠的保證。
鑒于鋼管有以上一些不足,為使煤礦作業的安全得到可靠保證,行業主管積極尋求新型管道替代鋼管。
二、新型管道在煤礦井下應用的嘗試
1、煤礦用玻璃鋼管道。這種管道可以達到抗靜電和阻燃要求,重量約為鋼管的一半,不結垢,耐腐蝕,但使用效果不佳。表現在:
①作為抽放瓦斯管時,環鋼度差,有抽扁的情況。
②管道為剛性管道,井下遇到輕微的拐彎需特殊制作好相應角度的管件方可進行連接。
③管道損壞時用焊管更換,玻璃鋼管道專門法蘭螺栓連接孔小于國家標準法蘭,更換困難。
2、煤礦用純聚乙烯管。該產品在塑料中加入抗靜電劑和阻燃劑,達到雙抗要求,重量約為鋼管的一半,不結垢,耐腐蝕。管道有一定的柔性,井下遇到輕微拐彎時可用管道自然彎曲的方式沿井敷設。該產品在礦井中也有應用,不足之處體現在管壁較厚,通徑損失大,環剛度較差,在外力作用下易變形。
鑒于以上新型嘗試使用產品的不足,結合煤礦使用管道的性能要求,一種適用于礦井用的管道孕育而生。
三、鋼絲網骨架聚乙烯復合管在煤礦的應用優勢
礦用管道產品必須通國家煤礦礦用產品安全標識認證。目前鋼絲網骨架聚乙烯復合管通過了國家煤礦礦用產品安全標識認證并在礦井中得到了應用。
煤礦用鋼絲網骨架增強聚乙烯復合管。該產品是采用**度的鋼絲,纏繞在聚乙烯與粘合劑復合共擠的芯管上,中間擠出粘合劑,外層擠出聚乙烯,內外層聚乙烯通過粘合劑與**度鋼絲粘合為一個整體形成具有較高機械強度和耐壓性能的復合管材。
煤礦用鋼絲網骨架聚乙烯復合管的尺寸及力學性能符合國城鎮建設行業標準:CJ/T189-2004《鋼絲網骨架塑料(聚乙烯)復合管》的標準。在煤礦井下使用時,采用具有抗靜電和阻燃性能的聚乙烯材料,其抗靜電和阻燃性能完全能符合煤炭工業標準MT181-88《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗規范》的要求。這也是塑料管在礦井中應用的先決條件。
礦用鋼絲網骨架聚乙烯復合管的安裝方式采用法蘭式連接,在礦井上制作好法蘭后在井下直接進行安裝,法蘭的連接方式采用電熱熔焊接的方式(附圖2),焊接質量安全可靠。
特別需要說明的是,該管材在煤礦井下使用時,一根管材就需要兩個電熱熔法蘭,考慮到用戶的經濟成本,成都貝根管道有限責任公司開發了一種新型的法蘭連接(附圖3)
該法蘭是在工廠采用注塑成型的方式,將法蘭與管材復合成一個整體,安全可靠;剛法蘭采用對半活動法蘭,連接安裝方便,該法蘭性價比高于電熱熔法蘭。
煤礦用鋼絲網骨架聚乙烯復合管集鋼管的強度和塑料管的防腐性能為一體,具有純聚乙烯管的所有優點,并且,由于采用**的鋼絲作為增強層,使得該復合管可以用相對較薄的壁厚就能滿足承壓要求,這樣通徑就有保證,其環剛度比純聚乙烯管道高出一倍以上。
四、產品應用實例及前景
現已有多家煤礦使用成都貝根管道生產的煤礦井下用鋼絲網骨架聚乙烯復合管,如:四川廣安李子埡煤礦、宜賓魯班山煤礦,用戶反饋該種管道不論是防腐的經濟性和礦井中的適用性都有一致的好評。從各種新型管道的性能來看,煤礦井下用鋼絲網骨架聚乙烯復合管,其可靠性、對礦井環境的適宜性,可以預測,該管道將是礦井用管道的發展方向。
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