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【摘 要】本文简述了玻璃钢管的性能及在煤矿主排水应用的优缺点，提出应用中存在的问题及注意事项。
【关键词】煤矿；排水；玻璃钢管道；应用；注意事项
玻璃钢是一种新形的复合材料，具有优异的性能，早在20世纪60年代，就在许多领域开始使用。玻璃钢管道具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点，是钢材、水泥等管道的优良替代品，近年来在煤矿井下的给排水、供气、通风、瓦斯排放管道等得到广泛应用。由于煤矿井下环境的特殊性，对主排水用的玻璃钢管道具有更高的标准和要求。玻璃钢管道应符合中华人民共和国煤炭工业行业标准MT181-88《煤矿井下用塑料管安全性能检验规范》和国家建材行业标准JC/T552-98《纤维缠绕增强热固性树脂压力管》等标准要求，还必须通过国家矿用产品安全标志中心认证，具有煤安标志。
一、玻璃钢管道在主排水应用的优点
（1）具有优良的机械性能。玻璃钢管道的拉伸强度低于钢，而比强度（材料的抗伸强度与密度的比值）约为钢管的3倍。此外，玻璃管的热膨胀系数与钢基本相同，热传导系数只有钢的0.5％，既可以生产出达到矿用抗静电、抗阻燃指标又可作优良的绝缘材料。因此，是替代无缝钢管的良好材料。（2）具有优良的水力学性能。玻璃钢管具有光滑的内表面，磨擦阻力系数小，水力流体特性好，适用于输水管道的特点，而且管径越大其优势越明显。玻璃钢管道在输水过程中与其它的管材相比，可以大大减少压头损失。同时其内壁不容易产生积垢，长期使用，不会增加内壁阻力，可有效节省排水能耗。（3）具有比重小、重量轻的特点。玻璃钢管道的比重约为1.65～2.0，只有钢材的1/4。但玻璃钢管的环向拉伸强度为180～300MPa，轴向拉伸强度为60～150MPa，近似合金钢。可以按照不同的用途用，满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单位重量，玻璃钢管道只有碳素钢管（钢板卷管）的1/3。因此，有利于煤矿井下的运输和安装，特别对于井下斜巷的敷设和安装十分方便。（4）具有优良耐磨性的特点。玻璃钢管道的耐磨性能好。据有关材料说明：把含有大量泥浆、沙石的水，装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经30万次旋转后，检测管子内壁的磨损深度如下：用焦油和瓷油涂层的钢管为0.53mm；经表面硬化处理的钢管为0.48mm；玻璃钢管道为0.21mm。由此说明玻璃钢管道的耐磨损性能好，能够满足矿井排水的长期冲刷。（5）具有使用寿命长、综合效益好的特点。一般给水、排水玻璃钢管道的寿命可达50年以上，是钢管和混凝土管的2倍。对于腐蚀性较强的介质，其使用寿命远高于钢管等。玻璃钢产品本身具有很好的耐腐蚀性，不象金属产品那样需定期防腐及其它维护保养。特别是在具有酸性水质的煤矿排水系统，可实现耐腐蚀，长期运行，安全可靠，综合效益好。
二、玻璃钢管道在主排水中应用的缺陷
（1）接头形式存在缺陷。玻璃钢管道常用的接头形式有承插式接头、法兰式接头和螺纹式接头。承插式接头又分有单密封圈承插接头;双密封圈承插接头、承插胶接接头。承插式接头在小直径（管径φ300mm以下）管线中最常用的接头形式。但承插式接头的管线上，是一节管接连一节管，形成整体的管线。如果某个接头出现渗漏现象，均无法将漏水接头重新进行承插处理，而必须在现场采用玻璃丝布及专用胶料包扎处理。但受煤矿井下温度、湿度、粉尘等影响，对现场包扎接头的承压能力有很大的影响，造成该接头存在隐患。（2）不适合弯曲巷道的敷设。由于玻璃钢管道刚度大，而可弯曲性能差。因此，对于煤矿井下折弯巷道敷设时，玻璃钢管道不适合，从而必须使用钢管过渡连接。这一部分的过渡管道，容易产生积垢、增加阻力，容易被酸性水质腐蚀，使用寿命短等，成为矿井主排水管线上的薄弱环节。（3）支撑托架容易造成管线弯曲变形。煤矿主排水通常有两趟管道，受巷道受空间，宽度等制约，一般都采用支撑托架形式进行上下排列敷设，将玻璃钢管道架空在托架上。这样，玻璃钢管道在长期的排水压力作用下，将产生振动，悬空部分容易造成弯曲，其接头产生拉力、变形，可能造成渗漏或被水压冲坏。弯曲的玻璃钢管道在水压作用下振动，其内部容易产生疲劳、裂纹等，个别薄弱处，有可能受水压作用而折断。
三、玻璃钢管道应用中存在的问题及注意事项
永安煤业公司某矿井主排水系统，设计排水扬程360米，管道内径为φ300mm，两趟管道。选用了符合煤矿使用的玻璃钢管道，采用双密封圈承插式快速接头。管道采用托架形式，上下排列，沿倾角为25°的斜巷敷设。管托架间距为3米，并用抱箍固定，每50米施工一个防滑墩。2009年安装使用以来，出现了一些问题，主要有：管线局部出现小弯曲、个别接头变形漏水、曾有一处管道受水压冲击而突然折断等。实践中出现一些问题，须引以重视和防范。（1）保障运输安装质量。首先在选择玻璃钢管每节长度时，应充分考虑矿井巷道的运输条件，在满足巷道运输的前提下，尽量将每节的长度增加（订货时与厂家协商好），以减少接头数量。其次要做好管道的运输和排放，在托架上的固定、防滑等措施要可靠。安装的关键在于接头，要严格按照工艺要求，制作安装好每个接头，并进行耐压试验，确保接头质量。管道安装完成后，要进行注水静压试验，检查每个接头是否有渗水现象，若出现渗漏，应进行包扎处理。（2）控制支撑托架间距。为了防止玻璃钢管道在矿井巷道架空敷设时造成的弯曲变形，应尽量将支撑托架的间距缩小。一般来说，其托架的间距应小于3.0m，以尽可能减少悬空部分，可有效防止管道变形、弯曲、接头渗漏等现象。在每个支撑托架上，应设计抱箍，将管道固定在支架上，减少振动或下滑。（3）合理设置防滑墩。煤矿排水管道通常敷设在斜巷里，管道容易造成下滑。虽然有许多支撑托架的固定，但不足以阻止管道下滑力，必须设置防滑墩加以固定。防滑墩的间距一般不大于50米，采用混凝土浇灌。防滑墩的规格：其沿管线方向上长度不小于1.5米，宽度不小于管径的2倍，高度应在上方管径以上0.5米，基础深度不小于0.6米。防滑墩将有效防止管道的下滑，保持管道的平直顺。（4）加强巡查和维护。煤矿主排水系统是矿井安全生产的重要设施，运行中可能出现的玻璃钢管道的弯曲变形，接头渗漏，局部变形，支架松动，抱箍失效等情况。应加强日常巡查和维护，及时发现，并加以及时处理。
四、结语
玻璃钢管道具有许多优异的性能，是一种新型替代产品，有着十分广泛应用前景，可在煤矿排水、供风、供水等系统中应用。充分了解玻璃钢管道在实际应用中的优缺点，掌握利弊，扬长避短，防范可能造成的不良情况，以保障煤矿主排水系统的安全可靠。
参 考 文 献
[1]复合材料学[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2004（6）
[2]刘洋等．玻璃钢管的应用现状及展望[J]．油气田地面工程．2011（4）
[3]玻璃钢管道产品说明书
【关键词】煤矿；排水；玻璃钢管道；应用；注意事项
玻璃钢是一种新形的复合材料，具有优异的性能，早在20世纪60年代，就在许多领域开始使用。玻璃钢管道具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点，是钢材、水泥等管道的优良替代品，近年来在煤矿井下的给排水、供气、通风、瓦斯排放管道等得到广泛应用。由于煤矿井下环境的特殊性，对主排水用的玻璃钢管道具有更高的标准和要求。玻璃钢管道应符合中华人民共和国煤炭工业行业标准MT181-88《煤矿井下用塑料管安全性能检验规范》和国家建材行业标准JC/T552-98《纤维缠绕增强热固性树脂压力管》等标准要求，还必须通过国家矿用产品安全标志中心认证，具有煤安标志。
一、玻璃钢管道在主排水应用的优点
（1）具有优良的机械性能。玻璃钢管道的拉伸强度低于钢，而比强度（材料的抗伸强度与密度的比值）约为钢管的3倍。此外，玻璃管的热膨胀系数与钢基本相同，热传导系数只有钢的0.5％，既可以生产出达到矿用抗静电、抗阻燃指标又可作优良的绝缘材料。因此，是替代无缝钢管的良好材料。（2）具有优良的水力学性能。玻璃钢管具有光滑的内表面，磨擦阻力系数小，水力流体特性好，适用于输水管道的特点，而且管径越大其优势越明显。玻璃钢管道在输水过程中与其它的管材相比，可以大大减少压头损失。同时其内壁不容易产生积垢，长期使用，不会增加内壁阻力，可有效节省排水能耗。（3）具有比重小、重量轻的特点。玻璃钢管道的比重约为1.65～2.0，只有钢材的1/4。但玻璃钢管的环向拉伸强度为180～300MPa，轴向拉伸强度为60～150MPa，近似合金钢。可以按照不同的用途用，满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单位重量，玻璃钢管道只有碳素钢管（钢板卷管）的1/3。因此，有利于煤矿井下的运输和安装，特别对于井下斜巷的敷设和安装十分方便。（4）具有优良耐磨性的特点。玻璃钢管道的耐磨性能好。据有关材料说明：把含有大量泥浆、沙石的水，装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经30万次旋转后，检测管子内壁的磨损深度如下：用焦油和瓷油涂层的钢管为0.53mm；经表面硬化处理的钢管为0.48mm；玻璃钢管道为0.21mm。由此说明玻璃钢管道的耐磨损性能好，能够满足矿井排水的长期冲刷。（5）具有使用寿命长、综合效益好的特点。一般给水、排水玻璃钢管道的寿命可达50年以上，是钢管和混凝土管的2倍。对于腐蚀性较强的介质，其使用寿命远高于钢管等。玻璃钢产品本身具有很好的耐腐蚀性，不象金属产品那样需定期防腐及其它维护保养。特别是在具有酸性水质的煤矿排水系统，可实现耐腐蚀，长期运行，安全可靠，综合效益好。
二、玻璃钢管道在主排水中应用的缺陷
（1）接头形式存在缺陷。玻璃钢管道常用的接头形式有承插式接头、法兰式接头和螺纹式接头。承插式接头又分有单密封圈承插接头;双密封圈承插接头、承插胶接接头。承插式接头在小直径（管径φ300mm以下）管线中最常用的接头形式。但承插式接头的管线上，是一节管接连一节管，形成整体的管线。如果某个接头出现渗漏现象，均无法将漏水接头重新进行承插处理，而必须在现场采用玻璃丝布及专用胶料包扎处理。但受煤矿井下温度、湿度、粉尘等影响，对现场包扎接头的承压能力有很大的影响，造成该接头存在隐患。（2）不适合弯曲巷道的敷设。由于玻璃钢管道刚度大，而可弯曲性能差。因此，对于煤矿井下折弯巷道敷设时，玻璃钢管道不适合，从而必须使用钢管过渡连接。这一部分的过渡管道，容易产生积垢、增加阻力，容易被酸性水质腐蚀，使用寿命短等，成为矿井主排水管线上的薄弱环节。（3）支撑托架容易造成管线弯曲变形。煤矿主排水通常有两趟管道，受巷道受空间，宽度等制约，一般都采用支撑托架形式进行上下排列敷设，将玻璃钢管道架空在托架上。这样，玻璃钢管道在长期的排水压力作用下，将产生振动，悬空部分容易造成弯曲，其接头产生拉力、变形，可能造成渗漏或被水压冲坏。弯曲的玻璃钢管道在水压作用下振动，其内部容易产生疲劳、裂纹等，个别薄弱处，有可能受水压作用而折断。
三、玻璃钢管道应用中存在的问题及注意事项
永安煤业公司某矿井主排水系统，设计排水扬程360米，管道内径为φ300mm，两趟管道。选用了符合煤矿使用的玻璃钢管道，采用双密封圈承插式快速接头。管道采用托架形式，上下排列，沿倾角为25°的斜巷敷设。管托架间距为3米，并用抱箍固定，每50米施工一个防滑墩。2009年安装使用以来，出现了一些问题，主要有：管线局部出现小弯曲、个别接头变形漏水、曾有一处管道受水压冲击而突然折断等。实践中出现一些问题，须引以重视和防范。（1）保障运输安装质量。首先在选择玻璃钢管每节长度时，应充分考虑矿井巷道的运输条件，在满足巷道运输的前提下，尽量将每节的长度增加（订货时与厂家协商好），以减少接头数量。其次要做好管道的运输和排放，在托架上的固定、防滑等措施要可靠。安装的关键在于接头，要严格按照工艺要求，制作安装好每个接头，并进行耐压试验，确保接头质量。管道安装完成后，要进行注水静压试验，检查每个接头是否有渗水现象，若出现渗漏，应进行包扎处理。（2）控制支撑托架间距。为了防止玻璃钢管道在矿井巷道架空敷设时造成的弯曲变形，应尽量将支撑托架的间距缩小。一般来说，其托架的间距应小于3.0m，以尽可能减少悬空部分，可有效防止管道变形、弯曲、接头渗漏等现象。在每个支撑托架上，应设计抱箍，将管道固定在支架上，减少振动或下滑。（3）合理设置防滑墩。煤矿排水管道通常敷设在斜巷里，管道容易造成下滑。虽然有许多支撑托架的固定，但不足以阻止管道下滑力，必须设置防滑墩加以固定。防滑墩的间距一般不大于50米，采用混凝土浇灌。防滑墩的规格：其沿管线方向上长度不小于1.5米，宽度不小于管径的2倍，高度应在上方管径以上0.5米，基础深度不小于0.6米。防滑墩将有效防止管道的下滑，保持管道的平直顺。（4）加强巡查和维护。煤矿主排水系统是矿井安全生产的重要设施，运行中可能出现的玻璃钢管道的弯曲变形，接头渗漏，局部变形，支架松动，抱箍失效等情况。应加强日常巡查和维护，及时发现，并加以及时处理。
四、结语
玻璃钢管道具有许多优异的性能，是一种新型替代产品，有着十分广泛应用前景，可在煤矿排水、供风、供水等系统中应用。充分了解玻璃钢管道在实际应用中的优缺点，掌握利弊，扬长避短，防范可能造成的不良情况，以保障煤矿主排水系统的安全可靠。
参 考 文 献
[1]复合材料学[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2004（6）
[2]刘洋等．玻璃钢管的应用现状及展望[J]．油气田地面工程．2011（4）
[3]玻璃钢管道产品说明书