在煤礦井下，有的安全隱患，即便是有人講出來了，你若不到下井去體驗，單憑想象，難免判斷失誤。似乎只有親自身臨其境，甚至曾被驚出一身冷汗，才有希望破解其中的某一個鮮為人知的難題。
1992年國務院政府特殊津貼獲得者,教授級高級工程師王慶武
王慶武就是當了礦工，熟悉煤礦環(huán)境后，才獲得科技成果。他考上大學，當上煤礦工程師甚至教授級高工，有了十幾年煤礦生產(chǎn)的親身體驗，這才破解了一個鮮為人知的難題。
一、煤礦冒頂事故中藏得很深的一個隱患
煤礦井下有一種常見的危險事故，叫做冒頂，最主要的有兩種。
地下的巷道在開工掘進期間，巷道的頂部不是堅硬的整體性良好的巖石，而是含有碎石顆粒的松散巖石，會在爆破后沒來得及支護，就垮塌冒落下來，這是第一種冒頂。
地下開采時，“采煤工作面”的頂部是含有碎石顆粒的松散巖石，或者是松散的碎煤，會在采煤機剛剛采過去，還沒來得及支護，就垮塌冒落下來，這是第二種冒頂。
所說的“采煤工作面”，一般都是上下兩端連續(xù)傾斜的，很像一個長長的坐落在斜坡道路上的地下走廊。在這個走廊內(nèi)，一般都有排水溝。假如這個水溝在冒頂時，被垮塌冒落下來的碎石顆粒與巖粉堆起一個攔水壩，地下水暫時無法流到工作面下端的水平巷道。這時水平巷道內(nèi)正在排水的潛水泵就要面臨斷水空轉(zhuǎn)的威脅。后來，有了專用的浮漂式斷水開關。但是，當攔水壩內(nèi)的積水繼續(xù)增多，最終會沖出攔水壩，狂奔而下，還要順勢沖走了沿途地上散落的碎煤。再來看一看潛水泵，一下子被大水沖下來的碎石碎煤埋住半截，那個浮漂式斷水開關來不及漂起，就被碎石碎煤埋在下面，潛水泵也就無法自動啟動。于是，潛水泵周圍一片渾水，已經(jīng)無法正常作業(yè)生產(chǎn)。
王慶武曾見過另一次冒頂，是垮落的碎煤已經(jīng)封堵了整個采煤工作面的斷面，導致新鮮空氣幾乎被阻斷，瓦斯?jié)舛戎饾u超限，甚至擴散到了工作面下端的水平巷道內(nèi)。這時，1、斷水后的潛水泵還沒停下來，勢必要斷水空轉(zhuǎn)。2、攔水壩被積水沖開后，帶來大量的碎煤，潛水泵的固體濃度就會嚴重超標，勢必會燒電機。最可怕的是燒電機的熱量很可能會導致潛水泵爆炸。這使王慶武驚出一身冷汗。幸好攔水壩被大水沖開后，通風恢復了，瓦斯被風流帶走了。否則，后果不堪設想!這就是隱藏得很深的一個鮮為人知的隱患。
最終，能夠排除這種隱患的，就是這位在事故現(xiàn)場被驚出冷汗的王慶武。
以兗礦集團的濟三煤礦為代表的煤礦井下，就是采用了王慶武的科技成果后，把這類安全隱患排除了。截止到2016年年底，隱患排除已滿十周年。全國各地的煤礦，年年在例行的煤礦安全大檢查時，把兗礦集團的這條先進經(jīng)驗看在眼里，帶回到自己的煤礦，如今已經(jīng)綻放光彩。
二、發(fā)明人王慶武與排沙潛水泵的簡歷
兗礦集團取得的經(jīng)驗，就是相信科技創(chuàng)新成果，也就是1991年獲得《國際金獎》《國家級新產(chǎn)品》的知名商品，排沙潛水泵的第四代產(chǎn)品——礦用立泵。
目前，第三代排沙潛水泵、第四代礦用立泵，共有專利31件，其中發(fā)明專利25件。
這些科技創(chuàng)新成果，來自敢于丟下鐵飯碗去創(chuàng)業(yè)的發(fā)明人王慶武、王喜冬父子兩代人。
其中，發(fā)明人王慶武，1948年出生，1968年下鄉(xiāng)當知青，1972年返城，1976年由國企煤礦臨時工轉(zhuǎn)為正式礦工。
1977年12月，礦工出身的王慶武發(fā)明的“空氣密封潛水泵”，在鶴崗市科學大會上獲獎。之后，王慶武被特批當了井下機電技術(shù)員。
1981年，王慶武考入鶴崗工學院地下采煤專業(yè)，畢業(yè)分配到煤礦第一線。最終，王慶武成為煤礦百事通。
有了這些刻意為“研發(fā)煤礦專用潛水泵”的“充電”過程，王慶武在1988年發(fā)明了單級“排沙潛水泵”，1992年獲得國務院政府特殊津貼后，又發(fā)明了多級“排沙潛水泵”。
特別值得一提的是，2004年，王慶武的研究所攻破了潛水泵爆炸難題，研制出潛水泵專用“安全閥”，研制出第三代“排沙潛水泵”和第四代“礦用立泵”。大型產(chǎn)品已用于海洋采砂、疏浚航道、露天礦防洪等行業(yè)。產(chǎn)品早已出口，或被中資公司帶到世界各地。
王慶武有理想、有發(fā)明智慧、有創(chuàng)新能力，受到過嘉獎，是有突出貢獻的知識分子，是潛水泵行業(yè)的發(fā)明家、領軍者。歸根結(jié)底，是因為他對黨的宏偉理想始終抱有堅定的信心。
王喜冬，從黑龍江考入浙江大學機械設計專業(yè)，畢業(yè)后到東鳳二汽實踐三年，又到深圳歷練四年，之后回到王慶武的研究所，不久正式接替王慶武，全面主持科技創(chuàng)新工作，早已十年有余，實現(xiàn)了全面規(guī)范化，系列化，并強化了知識產(chǎn)權(quán)管理，大批申報的專利，已經(jīng)授權(quán)?？梢姡鯌c武的事業(yè)后繼有人，而且是后來者居上，青出于藍而勝于藍。
三、總工程師施偉遠告誡王慶武：潛水泵排泥沙會“爆炸”
1988年春天，被王慶武尊為師長的校友、煤建處總工程師施偉遠，給王慶武講了一件事。
六工區(qū)的一個土建工地，一臺小潛水泵正在開挖的基礎坑內(nèi)排泥水，突然聲音大起來。遠處的組長就喊一名正在潛水泵附近的工人去看看。這名工人走到潛水泵跟前，剛一低頭，一聲巨響，只見那人背朝地，面朝天，應聲倒下。人們跑過去，只看到那人渾身是血，已經(jīng)失去知覺。
施偉遠告訴王慶武：你要做的是用潛水泵“排沙”，還要用到瓦斯煤礦井下，確實是一件很了不起的事。我不是想嚇唬你，只是想告訴你，你必須面對，這是真人真事，那人后來成了植物人，潛水泵廠家也因此破產(chǎn)了。
老同學一席話，王慶武至今不敢忘：潛水泵會爆炸。
四、原上海防爆站站長姚克始終在提醒：潛水泵會爆炸
1988年秋天，煤科總院上海分院到現(xiàn)場調(diào)研潛水泵爆炸事故后，警告：潛水泵有爆炸的安全隱患。
那年，上海防爆檢驗站站長姚克，面對王慶武送來辦證審查的圖紙資料，再三提醒：潛水泵會爆炸。他還說：
1.冒頂會隔斷水源，潛水泵會斷水空轉(zhuǎn)，它的機械密封就會發(fā)熱冒煙，很可能引起瓦斯爆炸。
2.冒頂會讓泥沙濃度超標，潛水泵會燒電機，很可能會炸開電機上蓋，露出燒焦冒煙的繞組線圈，也就很可能引起瓦斯爆炸。
因此，對于這樣的潛水泵，上海分院審查規(guī)定，一律不受理，不發(fā)證。
1990年發(fā)證的“排沙”的潛水泵，就已經(jīng)有了雙重保險，滿足了“防爆專家”姚克對王慶武的“苛刻”要求：第一道保險就是不會燒電機，包括1、無水空轉(zhuǎn)，不會燒電機，而且機械密封不會發(fā)熱冒煙。2、排沙20%不會燒電機。第二道保險，就是在燒電機之后，用“呼吸器”來預防潛水泵爆炸。
2004年，關于潛水泵爆炸，王慶武的研究所認為，很可能是排沙過載導致燒電機的高溫引起的蒸汽爆炸，并用試驗加以驗證。于是，誕生了潛水泵專用的“安全閥”，實現(xiàn)了“即使燒電機，潛水泵也不會爆炸”的愿望。
2016年1月，王慶武寄出的一篇總結(jié)性的技術(shù)論文，題目是：煤礦用潛水泵安全性能的研究，已在《煤礦機電》雜志2016年第2期上發(fā)表了。在論文結(jié)尾處，堪稱奇遇巧合，赫然印有“責任編輯：姚克”。
以下內(nèi)容，是從王慶武的這篇論文中摘抄的。
五、王慶武的論文摘要
煤礦用潛水泵爆炸是上世紀80年代以來的行業(yè)難題。通過對“飽和水蒸汽三要素”：密封容器、水源、熱源的分析，提出潛水泵爆炸的主要根源很可能是因為其電動機外殼本身就是“密封容器”，“水源”是排沙振動導致的干式電動機內(nèi)腔進水，“熱源”是排沙過載導致的電動機內(nèi)腔異常發(fā)熱，由于“密封容器”內(nèi)的“熱源”通過“水源”轉(zhuǎn)換為飽和水蒸汽的強大壓力卻無法釋放，最終導致電動機外殼蒸汽爆炸。然后針對煤礦井下的實際條件，制定出潛水泵“排沙必備”的安全措施，研發(fā)出KL型礦用立泵、BSQ型排沙潛水泵，尤其是增加了安全閥，可遏制住潛水泵爆炸。
六、潛水泵能夠直接排沙，其用途與參數(shù)如下：
1)采煤、掘進用，固體的質(zhì)量比為20%。
2)清水倉用，固體的質(zhì)量比為40%。
3)采空區(qū)灌漿充填用，固體的質(zhì)量比為53%。
但是，目前煤礦用潛水泵的現(xiàn)狀是：MT/T671-2005《煤礦用隔爆型潛水電泵》規(guī)定“含固體顆粒的體積濃度一般不超過2%”。
“2%”出自“潛污水電泵”行業(yè)標準，也是國際上城鎮(zhèn)污水標準的固體濃度值。
很明顯，城鎮(zhèn)污水與煤礦井下對排沙濃度的實際需求相差甚遠，也就難免出問題。
七、排沙必備的12條規(guī)定
1.電動機外殼須有潛水泵專用的泄壓安全閥。
2.干式電動機內(nèi)腔不得有飽和水蒸汽，環(huán)境溫度和水溫均須≤35℃，電動機繞組溫升限值為60K。
3.斷水空轉(zhuǎn)6h，機械密封不得冒煙，其外殼溫度不得高于95℃。
4.電動機端蓋須采用鋼板焊接或鑄鋼。(2016年得知，已被“安標審查”采用。)
5.電動機空轉(zhuǎn)時振動速度有效值須為精密級，單個葉輪的動平衡須為精密級。
6.接線盒內(nèi)不得存水;接線座有凹槽時，凹槽內(nèi)不得存水。
7.接線盒須設在電動機外殼之外。
8.小型便攜式產(chǎn)品的電動機導水套禁止鋼板壁厚<2.5mm。
9.繞組真空浸漆一次之后，還須用濃稠的澆注漆再澆注二次，合計三次。
10.電動機定子鐵芯須先裝入機座，然后才允許下線浸漆。
11.干式潛水電機的耐濕熱試驗不裝任何密封件。(2016年得知，已被“安標審查”采用。)
12.潛水排沙電泵的葉輪口環(huán)與軸套環(huán)均須用硬質(zhì)合金制造。