排水系统改造整体设计完善.docx
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排水系统改造整体设计完善
土城矿14、15采区截流排水系统设计
第一部分土城矿排水系统现状
一、主平硐排水现状
13、14、15采区的矿井水通过现有采区布置的排水沟进入主平硐大巷排水沟，雨季期间通过5800泵房，将一部分水抽到2400截流水仓，剩余部分水通过水沟排到2400水仓，再通过2400水仓排至地面污水处理站。
21采区的矿井水，通过21水仓泵房排至210回风石门，通过水管排至地面污水处理站。
二、排水方案
根据土城矿现有实际情况，经测量雨季期间最大水量1810m3/h，地面污水站处理水的最大能力处理1200m3/h，从测量结果来看，1810m3/h中含14、15两个采区排出的共620m3/h的清水，为了使矿井水能够进一步的得到高效的处理排放，需要对这620m3/h的清水进行单独排放。
结合现场实际，拟定在145轨道石门和154轨道石门用水泵配合管路将这一部分清水抽放至14、15采区地面。
第二部分排放泵和管路的设计计算
一、基本参数
15采区从154轨道石门至15采区地面巷道长度900m，高差350m；14采区从145轨道石门至采区地面巷道长度830m，高差300m。
二、设计方案比较计算
方案一从15采区的154区段和14采区的145区段分别用水泵将清水排至两个采区地面利用。
（一）水泵选型计算
1、15采区排水泵选型
根据现场实际测量，15采区管路总长900m、进出水口高差350m，那么水泵的扬程至少大于350m，排水水量大于310m3/h。
查《矿山固定设备选型使用手册》，可以选择
单吸多级离心式水泵：
型号：
PJ150×7
转速：
1480r/min
流量：
360m3/h
扬程：
432.9m
电动机：
型号：
JSQ—158—4
电压：
6KV
功率：
680KW
2、14采区采区排水管路总长830m、进出水口高差300m，那么水泵的扬程至少大于300m，排水水量大于310m3/h。
查《矿山固定设备选型使用手册》，可以选择
单吸多级离心式水泵：
型号：
PJ150×7
转速：
1480r/min
流量：
360m3/h
扬程：
432.9m
电动机：
型号：
JSQ—158—4
电压：
6KV
功率：
680KW
（二）管路的选择计算
通过以上计算，泵的型号已经确定。
那么管路也只需要满足泵的进出口直径和沿途压力就可以。
（1）15采区154轨道石门至采区地面的管路选择
根据雨季期间15采区的最大水量310m3/h＝0.086m3/s，可以计算并选择该段管路
根据公式D=（0.00171Q2L/H）1/5.3×б（1-1）
式中Q——管道中的流量，m3/s；
D——管路的直径，m；
L——管路长度，m；
H——实际高差，m；
б——阻力系数，取1.5。
已知154轨道石门与采区地面的高差H＝350m，巷道长度900m，则可以通过以下计算得出:
D=（0.00171×0.0074×900/350）1/5.3×1.5
=0.152×1.5m
=142mm
需要选择6寸铁管，可以满足要求。
查《手册》可以选择，进口管路直径Φ=167mm，出口管路直径Φ=142mm（壁厚9mm，热轧无缝钢管）
（2）14采区145至采区地面的管路选择
根据雨季期间14采区的最大水量也为310m3/h＝0.086m3/s，可以计算并选择该段管路
根据公式D=（0.00171Q2L/H）1/5.3×б
已知145与14采区井口地面的高差H＝300m，巷道长度830m，则可以通过以下计算得出:
D=（0.00171×0.0074×830/300）1/5.3×1.5
=0.147×1.5m
=144mm
查《手册》可以选择，进口管路直径Φ=167mm，出口管路直径Φ=142mm（壁厚9mm，热轧无缝钢管）选择6寸铁管，可以满足要求。
方案二在两个采区分别设置高差不同的两个截流水仓，将清水分两级抽排至采区地面。
（一）水泵选型计算
1、15采区排水泵选型
根据现场实际测量，15采区管路总长900m、进出水口高差350m，分别在15采区的152和154区段设置两级截留水仓，那么水泵的扬程至少大于175m，排水水量大于310m3/h。
查《矿山固定设备选型使用手册》，可以选择
单吸多级离心式水泵：
型号：
PJ150×3
转速：
1480r/min
流量：
360m3/h
扬程：
180m
电动机：
型号：
YB355M2-4
电压：
1140V
功率：
250KW
2、14采区采区排水管路总长830m、进出水口高差300m，分别在14采区的143和145区段设置两级截留水仓，那么水泵的扬程至少大于150m，排水水量大于310m3/h。
查《矿山固定设备选型使用手册》，可以选择
单吸多级离心式水泵：
型号：
PJ150×3
转速：
1480r/min
流量：
300m3/h
扬程：
187.5m
电动机：
型号：
YB355M2-4
电压：
1140V
功率：
250KW
（二）管路的选择计算
只需要满足流量和沿程压力即可，通过以上计算，选择6寸铁管（壁厚9mm，热轧无缝钢管），可以满足要求。
方案三通过15采区的154阶段、14采区的145阶段两个地方设管路排水，可以将两个采区的矿井清水通过管路排至地面。
15采区从154算起至主平硐大巷巷道长870m，高差160m；14采区从145算起至主平硐大巷巷道长850m，高差110m。
主平硐从15采区石门至地面7950m。
14采区矿井水排至14采区石门，在主平峒大巷与15采区排水合并，通过管路排至地面。
则L总＝L15+L14+L主平硐＝870+850+7950＝9670m
二、排水管路的选择
（1）15采区153至主平硐大巷的管路选择
根据雨季期间15采区的最大水量310m3/h＝0.086m3/s，计算并选择该段管路
根据公式D=（0.00171Q2L/H）1/5.3×б（1-1）
式中Q——管道中的流量，m3/s；
D——管路的直径，m；
L——管路长度，m；
H——排水管最高水头，m；
б——阻力系数，取1.3。
已知154与主平峒大巷的高差H＝160m，巷道长度870m，则通过以下计算得出:
D=（0.00171×0.0074×870/160）1/5.3×1.3
=0.152×1.3m
=200mm
需要选择10寸铁管，满足要求。
（2）14采区143至主平硐大巷的管路选择
根据雨季期间14采区的最大水量也为310m3/h＝0.086m3/s，计算并选择该段管路
根据公式D=（0.00171Q2L/H）1/5.3×б
已知143与主平峒大巷的高差H＝210m，巷道长度550m，则通过以下计算得出:
D=（0.00171×0.0074×850/110）1/5.3×1.3
=0.147×1.3m
=210mm
选择10寸铁管，满足要求。
（3）主平硐大巷的管路选择
根据雨季期间两个采区的最大水量620m3/h＝0.172m3/s，计算并选择该段管路
根据公式D=（0.00171Q2L/H）1/5.3（1-2）
井口排水口与主平峒14采区石门的高差，按照巷道坡度5‰，巷道长度6300m，则H＝31.5m，通过以下计算得出:
D=（0.00171×0.029×6300/31.5）1/5.3
=0.305m
=305mm
需要选择12寸铁管，可以满足要求。
排水设备明细表
名称
规格/型号
单位
数量
单价/万元
金额/万元
备注
水泵
PJ150×7
台
3
扬程H＝432.9，一台备用
电机
JSQ—158—4
台
3
电压6KV，一台备用
逆止阀
6″
件
4
铁管
6″
m
2000
б＝9mm，无缝钢管
法兰
6″
件
600
PN10.3MPa突面整体法兰
螺栓
M30×100
套
3800
（8.8级）包括平垫、弹垫、螺母
胶垫
6″
件
425
高压
高压启动装置
台
2
高爆
BGP8—6
台
2
电缆
3×70+1×16
m
1000
6KV
排水设备明细表
名称
规格/型号
单位
数量
单价/万元
金额/万元
备注
水泵
PJ150×3
台
4
扬程H＝432.9，一台备用
电机
YB355M2—4
台
4
电压6KV，一台备用
逆止阀
6″
件
4
高压
铁管
6″
m
2000
б＝9mm，无缝钢管
法兰
6″
件
600
PN10.3MPa突面整体法兰
螺栓
M30×100
套
3800
（8.8级）包括平垫、弹垫、螺母
胶垫
6″
件
425
高压
启动器
QJZ315
台
4
馈电开关
KBZ400
台
4
电缆
3×50+1×16
m
1500
排水管路材料预算表
名称
规格
单位
数量
单价/元
金额/
万元
备注
铁管
10″
米
2550
44
4800元/吨
12″
米
6300
135.5
法兰
10″
件
850
85
7.2
12″
件
2100
120
25
螺栓
M20×70
套
17700
4
7
包括平垫、弹垫、螺母
胶垫
10″
件
425
4.5
2
12″
件
1050
5.5
6
工字钢
11＃矿用
米
2600
15
固定管路用
钢丝绳
Φ12.5
米
5200
5
固定管路用
合计
246.7
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