XX矿业井底泵房排水设计Word文档下载推荐.docx
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水仓容积计算
矿井在2011年曾发生突水，最大突水量550®
3/h，呈不断减小趋势，至2013年8月矿井涌水量稳定在60®
3/h左右，分析充水水源为邻近大平滩矿井火烧区积水，充水通道为近南北向的构造裂隙带。
A6煤层回采过程中的疏放水工作已将大平滩煤矿火烧区积水水位降低，但并未疏干，未来开采A6以下煤层时，邻近大平滩煤矿火烧区积水可能成为矿井的重要充水水源，充水强度将大于回采A603
工作面时的突水强度。
预测矿井最大涌水量不小于550®
3/h。
矿井
正常涌水量和最大涌水量相差较大，根据矿井最大涌水量550n3/h
水仓有效容积V=8*Q*a=7040m
其中,V--水仓有效容积,m3;
Q--矿井正常涌水量，n$/h;
a--安全系数，取1.6。
五、水泵的选型与计算
《煤矿安全规程》规定：
主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。
工作水泵的能力应能在20h内排除矿井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量，检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。
1、水泵必须排水能力计算
正常涌水期
最大涌水期
式中Qb――工作水泵具备的总排水能力，n3/h；
Qnax――工作和备用水泵具备的总排水能力，n3/h；
qmax矿井最大涌水量，m3/h
2、水泵所需扬程计算
井口标高+1795m井底泵房标高+1661m水泵需用扬程:
式中hb——水泵所需扬程，m
Hsy——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取Hsy二井底与地面标高差+4m（水泵与吸水井最低水位距离）；
g——管路效率。
当管路在立井中铺设时，g=0.9〜0.89;
当管路在斜井中铺设，且倾角＞30°
时，g=0.83〜0.8;
=30°
〜20o
时，g=0.8〜0.77;
V20°
时，g=0.77〜0.74。
3、水泵型号及台数选择
1水泵型号的选择
根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。
查泵产品目录选取
MD450-60系列水泵
2水泵级数的确定
坐空2.99斗3
Hi60
取i=4级
式中i——水泵的级数；
M――单级水泵的额定扬程，R!
3水泵台数的确定
工乍泵台数：
2总=72/450=0.16取n1=1n2》QmaJQe-ni二660/450-1=0.47，满足《规程》“工作水泵和备
用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量”的规定。
4检修水泵台数
n3>
0.25ni=0.25x1=0.25
取n3=1
考虑到矿井临近库车河，受季节性地表降水、突发性洪水影响严重，故另曾设同型水泵两台，用于防止突发性洪水。
共选择MD450-60x4型水泵5台。
五、管路的选择
必须有工作和备用的水管。
工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。
工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
选择五泵二趟排水管路系统，一用一备。
2管路材料和管径的选择
由于排水高度接近200m且服务年限较长，从安全、维护角度考虑，选用无缝钢管。
初选管径：
选择排水管径是针对一定的流量寻找运转费用和初期投资费用两者之和最低的管径。
由于管路的初期投资费用与管径成正比，而运转费所需的电耗与管径成反比。
所以，通常用管内流速的方法求得，经济流速Vp=2.0m/s。
吸水管、排水管内径从《五金手册》中，选取近似的标准管径,初选12吋管径，外径为①325mm壁厚3=8.5mmDN300型。
3壁厚验算
0.5dpJZ0.4p1）C
VZ1.3p
式中dp—所选标准内径，cm
（Tz——管材许用应力。
60MPa
p――管内水压，考虑流动损失，作为估算p0.011a；
C――附加厚度。
焊接钢管C0.2cm,无缝钢管C0.1~0.2cm。
所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。
吸水管壁厚不需要验算。
=0.5*20（、6。
0.4*0.011*179.21）0.2
\601.3*0.011*179.2
=0.49cm
=4.9mmv8.5mm
因此所选壁厚合适。
4吸水管管径
根据水泵吸水口直径，选择10吋吸水管DN250型vDN300型排水管直径，符合《规程》规定。
六、工况点的确定及验算
1管路布置
管路布置参照下图所示的方案。
这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过二趟管路中任意一趟排水
2管路阻力系数计算
沿程阻力系数对于流速心1.2m/s，其值可按舍维列夫公式计算，即
0.021
d0.3
吸水管：
0.034
X0.3
0.200
排水管：
P0.3
吸水管附件及局部阻力系数
附件名称
数量
局部阻力系数
90。
弯头
2
0.588
X0.588
排水管附件及局部阻力系数
闸阀
11.5
逆止阀
1
1.706
四通
3
12
3.528
异径管
0.5
直流三通
4
2.8
30。
20.29430/900.196
p23.23
R8[
lx
X
Ip
（1
）1
P）d4
R2g[
X5
dx
d：
P5
dp
{28[0.034
29.81
660
（123.23）^^]}h2/m
0.300
5
=300.1s2/m5=0.23x10-4h2/m5
25
式中R――管路阻力系数，s/m；
lx、lp—吸、排水管的长度，m
dx、dp——吸、排水管的内径，m
3管路特性方程
H=Hc+Rtkd=134+0.23x10-4xQf
式中：
He—排水高度134m
R-管路阻力损失系数h2/m5
Q-通过管路的流量m3/h
K—管内径变化而引起阻力损失变化的系数，对于新管K=1
4管路特性参数表
Q（m/h）
300
400
500
600
700
800
H/m
136.07
136.68
139.75
142.28
145.27
148.72
管路特性曲线与泵特性曲线
利用上图中各点数据绘制出管路特性曲线如图所示，管路特性曲
线与扬程特性曲线的交点，即为管路水泵的工况点。
由图中可知：
新管的工况点参数为QM=427mVh,N=360kW,nmf0.72>
0.7，允许上吸真空高度Hx=6.2m符合《规范》要求。
八、排水时间校验
正常涌水量期间一昼夜内水泵工作时间：
最大涌水期间一昼夜内水泵工作时间:
15.46（h）<
20h
Qmax*2455024
Z*Qm12427
符合《规程》要求。
九、经济性校核
nm=0.72>
0.85nmax>
0.85x0.8=0.68，满足要求。
十、稳定性校核
Hsy=134W0.9iH。
=0.9x60*4=216m，满足要求。
十一、电机效率验算
NdV500kw,满足要求。
式中Kd——电动机容量富余系数，一般当水泵轴功率大于
100KW时，取Kd=1.1。
十二、年电耗计算
QmHm
EnzTzZnmaxTmaxmax
1000*3600*mcdw
1*3.37*2752*15.46*90
10000*427*212
1000*3600*0.72*0.98*0.94*0.92
=1487335
式中E——年排水电耗，kW-h/a;
——水的重度，N/m；
n、nmax年正常和最大涌水期泵工作台数；
正常和最大涌水期泵工作昼夜数;
c――传动效率，联轴器联接取0.95〜0.98;
电动机效率，对于大电动机取0.9〜0.94;
电网效率，取0.92;
十三、最大排水能力计算
①水泵最大排水能力
根据水泵工况点，单泵排水能力427nVh，检修泵除外，4台备用泵最大排水能力427mVhx4=1708nVh。
②排水管路最大排水能力
查《管径流量对照表》得，DN300无缝钢管2.0m/s经济流速流量508m3/h，最大流速按3.0m/s计算，最大流量763m3/s，二趟排水管路最大流量763m3/sx2=1526m3/h。
井底泵房设计最大排水能力1526m3/h。
目前泵房安装需用的5台MD450-60*4型水泵及配套控制设施均
已购置到矿，待水仓施工完毕即可开始安装。
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