煤矿某处排水设计方案.docx

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21604运顺排水设计

一、基础数据

21604运顺正常涌水量：

15m3/h 

21604运顺最大涌水量为：

25m3/h 

二采二中车场最低标高：

1078.4m

副井四中车场标高：

1190.6米

副井1#联络巷向下约70米处标高：

1240m

副井口标高：

1280m

地面饮用水积水池标高：

1306m；

二采二中车场至地面饮用水积水池高差：

227.6m

供电电压：

660V；

副井口至21604运顺排水路线斜长：

1754.2 m；

副井口至地面饮用水积水池直线距离：

209m

全程长度：

2150m

二、排水方案：

方案一：

1、在21604运顺回风联络巷距密闭5米处建一个水仓，尺寸为：

4米宽×1.5米深×18米长。

容积为108m3

2、在21604运顺安装一台多级离心泵，要求流量不低于50m3/h ，扬程不低于222米，通过一路DN100mm输送流体用无缝钢管将水排至副井四中车场。

3、在副井四中车场安装一台管路增压泵，要求流量不低于50m3/h ，扬程不低于100米，在该增压泵加压后通过一路DN100mm输送流体用无缝钢管将水排至副井1#联络巷向下约70米处。

4、在副井1#联络巷向下约70米处安装一台管路增压泵，要求流量不低于50m3/h ，扬程不低于100米，在该增压泵加压后通过一路DN100mm输送流体用无缝钢管将水排至地面联合楼西侧。

5、在地面联合楼西侧安装一台管路增压泵，要求流量不低于50m3/h ，扬程不低于100米，在该增压泵加压后通过一路DN100mm输送流体用无缝钢管将水排至地面饮用水积水池

（一）水泵选型计算

1、21604运顺排水泵选型：

21604运顺正常涌水量：

Qmin=15m3/h， 

21604运顺最大涌水量：

 Qmax=25m3/h，

按排水垂深确定排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2X（112.2+5.5）=141.24m 

式中：

副井四中车场至二采二中车场垂深Ht=112.2m；取K=1.2 

排水管路共1个闸阀、1个单向逆止阀、18个弯头，损失扬程H’=19×0.66×6.8÷100+1×31×6.8÷100=2.958m

管路损失扬程：

L×6.8÷100=（1754.2-600）×6.8÷100=78.5

总损失扬程为：

81.458

所需水泵扬程应大于222米。

按每2个小时排水1小时安排（最大涌水时），

最大积水为75m3。

选用水泵参数：

电压等级：

660V，排水口径：

φ100mm

流量及扬程不得低于以下要求：

流量：

50m3/h

扬程：

220米

建议使用100D-45×5型水泵。

该水泵扬程225米，流量85m3/h，出口直径：

φ100mm电机为：

660V90KW

阀门开至60%即可满足排水要求。

2、副井四中车场处管路增压泵选型：

排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2X（49.4+5.5）=65.88m 

式中：

副井四中车场至副井1#联络巷向下约70米处垂深Ht=49.4m；取K=1.2 

排水管路共1个单向逆止阀、4个弯头，损失扬程H’=4×0.66×6.8÷100++1×31×6.8÷100=2.287m

管路损耗扬程：

L×6.8÷100=360×6.8÷100=24.48m

总损失扬程为：

26.767

所需水泵扬程应大于92.647米。

建议选用100SG55-100型水泵，该水泵扬程100米，流量55m3/h，

出口直径：

φ100mm电机为：

660V30KW

3、副井1#联络巷向下约70米处管路增压泵

排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2X（40+5.5）=54.6m 

式中：

副井1#联络巷向下约70米处至联合楼西侧垂深Ht=40m；取K=1.2 

排水管路共1个单向逆止阀、8个弯头，损失扬程H’=8×0.66×6.8÷100++1×31×6.8÷100=2.467m

管路损耗扬程：

L×6.8÷100=400×6.8÷100=27.2m

总损失扬程为：

29.667

所需水泵扬程应大于84.267米。

建议选用100SG55-100型水泵，该水泵扬程100米，流量55m3/h，

出口直径：

φ100mm电机为：

660V30KW

4、联合楼西侧管路增压泵

排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2X（26+5.5）=37.8m 

式中：

联合楼西侧至地面饮用水积水池垂深Ht=26m；取K=1.2 

排水管路共1个单向逆止阀、12个弯头，损失扬程H’=8×0.66×6.8÷100++1×31×6.8÷100=2.36m

管路损耗扬程：

L×6.8÷100=290×6.8÷100=19.72m

总损失扬程为：

22.08m

所需水泵扬程应大于59.88米。

建议选用100SG55-100型水泵，该水泵扬程100米，流量55m3/h，

出口直径：

φ100mm电机为：

660V30KW

（二）排水管选型计算 

选用DN100mm输送流体用无缝钢管，敷设一趟排水管路，排水管路的工作流速为：

0.6366 m3/s，最大涌水时为1.06 m3/s。

根据，

其中：

RK取800kg/cm2

Dg取10cm

Pg取22.7kg/cm2

a取0.2cm

故选取DN100×4.5mm输送流体用无缝钢管。

（三）管道连接要求

所有管路，尽用法兰盘联接。

两台水泵各设一套吸水管，保证工作和备用。

 吸水管使用φ159钢管。

（四）水泵工作时间设计

正常涌水时：

流量15m3/d；扬程：

227.4m，效率：

63.2%，电机功率：

90kw，日工作时间:

7.2;开动台数：

1台 

最大涌水时：

流量25 m3/d；扬程：

227.4m，效率：

63.2%，电机功率：

51.6kw，日工作时间:

12;

开动台数：

1台

方案二：

使用高扬程多级泵直排到地面饮用水积水池。

需在21604运顺密闭前建一个容积100m3的水仓。

（一）水泵选型计算：

排水高差：

227.6m

管路长度：

1754.2m+209m+26米+100米=2089.2米

建议选用150D30×9型水泵，该泵参数为：

出口直径：

φ150mm流量：

119m3/h扬程279米

电机：

180kW，660V阀门开至40%即可满足排水要求

管路损失扬程为：

L×0.58÷100=2089.2×0.58÷100=12.116米

弯头损失扬程为：

0.232米

所需水泵扬程为：

239.948

选用水泵满足扬程要求。

（二）管路选型计算

选用DN100mm输送流体用无缝钢管，敷设一趟排水管路，

根据，

其中：

RK取800kg/cm2

Dg取15cm

Pg取22.7kg/cm2

a取0.2cm

故选取DN150×4.5mm输送流体用无缝钢管。

（三）管道连接要求

所有管路，尽用法兰盘联接。

两台水泵各设一套吸水管，保证工作和备用。

 吸水管使用φ159钢管。

（四）工作时间安排

与方案一相同，水泵阀门开度固定为40%

方案三

分别在21604运顺、副井四中车场各安装两台100D-45×5型卧式离心泵，通过二级排水排至地面饮用水积水池。

需在21604运顺密闭前及副井四中各建一个容积为100m3的水仓。

（一）水泵选型计算

1、21604运顺排水泵选型：

21604运顺正常涌水量：

Qmin=15m3/h， 

21604运顺最大涌水量：

 Qmax=25m3/h，

按排水垂深确定排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2X（112.2+5.5）=141.24m 

式中：

副井四中车场至二采二中车场垂深Ht=112.2m；取K=1.2 

排水管路共1个闸阀、1个单向逆止阀、18个弯头，损失扬程H’=19×0.66×6.8÷100+1×31×6.8÷100=2.958m

管路损失扬程：

L×6.8÷100=（1754.2-600）×6.8÷100=78.5

总损失扬程为：

81.458

所需水泵扬程应大于222米。

按每2个小时排水1小时安排（最大涌水时），

最大积水为75m3。

选用水泵参数：

电压等级：

660V，排水口径：

φ100mm

流量及扬程不得低于以下要求：

流量：

50m3/h

扬程：

220米

建议使用100D-45×5型水泵。

该水泵扬程225米，流量85m3/h，出口直径：

φ100mm电机为：

660V90KW

阀门开至60%即可满足排水要求。

2、副井四中排水泵选型：

按排水垂深确定排水扬程：

H1=（Ht+5.5）=1.2×（115.4+5.5）=145.08m 

式中：

副井四中车场至地面饮用水积水池垂深Ht=115.4m；取K=1.2 

排水管路共1个闸阀、2个单向逆止阀、22个弯头，损失扬程H’=23×0.66×6.8÷100+2×31×6.8÷100=5.25m

管路损失扬程：

L×6.8÷100=（600+209+26+40）×6.8÷100=59.5

总损失扬程为：

64.75

所需水泵扬程应大于209.83米。

建议使用100D-45×5型水泵。

该水泵扬程225米，流量85m3/h，出口直径：

φ100mm电机为：

660V90KW

阀门开至60%即可满足排水要求。

（二）排水管选型计算 

选用DN100mm输送流体用无缝钢管，敷设一趟排水管路，排水管路的工作流速为：

0.6366 m3/s，最大涌水时为1.06 m3/s。

根据，

其中：

RK取800kg/cm2

Dg取10cm

Pg取22.7kg/cm2

a取0.2cm

故选取DN100×4.5mm输送流体用无缝钢管。

（三）管道连接要求

所有管路，尽用法兰盘联接。

两台水泵各设一套吸水管，保证工作和备用。

 吸水管使用φ108mm钢管。

方案比较：

方案一：

需增加3台管路增压泵，虽然投入较少，但水泵开停控制较为复杂，不建议采纳。

方案二：

直排到地面。

开停控制简单（使用自吸开关可以实现自动排水，水泵低位），但管路、水泵（需购置）投入较大。

方案三：

二级排水，开停控制相对较容易（两水仓处均使用自吸开关实现自动排水，水泵低位），但需购置两台100D-45×5水泵（矿上有两台）。

推荐方案：

本次设计推荐方案三，及在21604运顺及一采四中各安装2台泵，经两级排水到达地面饮用水池。

一、相关数据：

1、第一级排水（二采二中至一采四中）

高差：

113米

设计扬程：

220米

选择水泵：

100D-45×5（扬程225米，流量85m3/h）2台（初期安1台）。

需用管路：

DN100管路，全程所需管路约1200米，其中水泵出口开始的前500米用2.5MPa埋丝PE管，其它管路选用1.6MPa的PE管或钢管。

2、第二级排水（一采四中至地面积水池）

高差：

116米

设计扬程：

209.83米

选择水泵：

100D-45×5（扬程225米，流量85m3/h）1台（初期安装1台）。

需用管路：

DN100管路，全程所需管路约1000米，其中水泵出口开始的前500米用2.5MPa埋丝PE管，其它管路选用1.6MPa的PE管或钢管。

二、劳动组织：

1、土建工程

（1）工程量：

2.5*4*10=100m3水池2个，水泵基础4个（初期可每个排水点施工1个）。

（2）施工队伍：

建议抽调1个掘进队进行施工。

2、安装工程

1）水泵安装（含电控）

（1）工程量4台（初期2台）

（2）施工队伍：

机电工区

2）管路安装

（1）地面部分

第一工段：

以副井口往外20米为界至饮用水池的DN100管路，工程量约300米。

由机修厂（施工地面热水管人员）施工。

第二工段：

消防泵房至变电所西侧与驮煤河取水管路合茬段