矿山排水.docx
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矿山排水
矿山排水
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矿山排水设施
第一节排水设备的选择
一、排水方案的确定
目前在我国矿井中，能常排水中，当矿井较深时采用分段排水。
当中段数目较多时，采用集中排水还是分段排水应进行技术经济比较,以确定合理的方案。
集中排水时,系统较简单,开拓量少基建费用低,管路铺设简单,管理费用低。
但上一水平的水流到下水平后再排出，则增加了电耗。
对涌水量大和水文地质条件复杂的矿井,遇到突然治水有可能淹没矿井时，主水泵房不应设在最底中段。
二、设备选择计算与台数的决定
（一）排水设备的能力与台数的决定
１、在雨季长，涌水量大的矿井中,主要的排水设备应由三台同类型的水泵组成,其中任意一台能在２0小时内排出一昼夜矿井的正常涌水量，两台同时工作时，能排出矿井一昼夜的最大涌水量。
如最大涌水量大于2倍正常涌水量时,水泵的台数除至少有一台备用外，其余消耗能在２０小时内将矿井一昼夜的最大涌水量全部排完。
2、大雨季短的地区，最大涌量不大于二倍正常涌水量小于50立方米／时的矿井,其主要排水设备可安设二台同类型水泵，而其中任意一台都能在20小时内排出一昼夜矿井的全部正常涌水量。
3、对涌不量大、水文地质条件复杂的矿井,泵房应适当增大，以考虑安设临时排水设备。
（二）设备的选择与计算
１、按正常涌水量确定排水设备的必须排水能力
Q1＝Ｑ正常/20， 米3/小时
根据Ｑ1和H１ ＝K（H井深+5.５）初选消耗型号,确定其流量Ｑ（米3/小时）和扬程（米）。
式中：
Q正常——矿井正常涌不量,米3／昼夜;
K——扬程损失系数。
对于竖井,Ｋ＝1.1；对于斜井K=1.20～1.３5,倾角大时取小值;Ｈ井深——井筒深度，米。
２、正常涌水量期间所需工作的消耗台数
Ｎ正常＝Q１/ Q ,台
式中：
Ｑ—— 一台水泵的排水能力，米3/小时。
３、正常涌水量期间一昼内水泵工作时间
T正常＝Ｑ正常/ N正常Q,小时
式中:
N正常——正常涌水量时的水泵的工作台数。
4、排水管直径
５、排水管中实际水流速度
6、吸水管的直径
吸水管的直径一般比排水管大一级
D吸=D排＋２.5,毫米
7、吸水管的实际流速
一般取1.0~1.５米/秒。
8、管道中的扬程损失
1）排水管的扬程损失
2）吸水管的扬程损失
9、吸水高度
１0、水泵总扬程
11、按产品目录、样本选择水泵
水泵工作点的确定:
1）求水泵级数
2）确定水泵工作点
12、水泵轴功率
１３、电动机容量
1４、年耗电量
第二节排水管路
一、管壁厚度计算
二、管道材料选择及规格
1、排水管沿竖井铺设时,选用焊接钢管、无缝钢管。
2、排水管沿斜井铺设时,根据其压力大小选择管材，一般情况下,压力小于10公斤/厘米2可用铸铁管；压力大于10公斤／厘米2可用无缝钢管和焊接钢管。
三、排水管路条数的确定及其铺设
1、小型或涌水量较小、服务年限短的矿山，排水管路竖井为两条,斜井为一条。
大中型或涌水量较大（矿井正常涌水量大于５0米3/时）服务年限较长的矿山，主要排水管路至少应设两条,其中一要检修时，其余管路能20小时内24小时的正常涌水量,全部管路的排水能力,能在20小时内排出２4小时的矿井最大涌水量。
2、井筒内的管子应安设在管道格内，并需按其法兰盘的最大外径考虑有足够安装及检修的位置。
3、排水管长度在20０米以内时，应设有金属弯管支座,用以承担管重及水柱重。
金属弯管支座需固定于专设的钢梁上,为避免管道纵向弯曲，需设有导向管夹子。
管长度在200米以上时，每隔1５0～200米，需装置伸缩接头及承载该段管重的支承直管,支承直管同样需用专设的钢梁来固定，最上面的伸缩接头及支承直管应设于井口5０米处。
目前有些矿山考虑到矿井内温差不大,已不再设置伸缩接头,如程潮、水口山、大冶等矿,排水管径为400～３50毫米。
均未装伸缩接头,生产中尚未发现问题。
4、在倾斜巷道中,水管直径大于2００毫米可安设在底板上的专用木支座或混凝土墩上，水管的下部装设支撑弯管,每隔75~１０0米安设一个带拉杆的和夹子。
管径小于2０0毫米如需架设于巷道壁上时，需固定在专设的管子支架上。
如设在人行道上侧时，管中心距巷道底板的高度应不低于1800毫米,支架间距参见表
平巷中供水管以铁丝绑吊时,其间距一般为4~6米。
5、每条供水管应设放水闸阀，以便在检修时能将排水管中的水放入水仓中。
6、吸水管应设置在最低水面500毫米以下，其底面应高出吸水井井底800毫米。
第三节主水泵房
一、一般规定
１、主水泵房一般设在井筒附近,要求通风良好，便于搬运设备;
2、在一般情况下主排水泵房和井下中央变电所连接在一旦并设防火门分隔，在矿井涌水量有增加的可能时，应考虑泵房长度有增加的余地。
此时在井筒 断面大小上也要预留相应的管道安装位置；
３、如矿井有突然出现特大涌水量的可能或正常涌水量３０0米3/时，则主要泵房应设置通道与竖井梯子间及管子格直接相连，用以铺设排水管和电缆以及当发生水灾时搬运设备和通行人员。
斜通道的出口一般高出井底轨面为10米左右,斜度一般为30°左右,斜通道和井筒相交处应设和罐笼相连接的通道。
４、水泵房地面标高应比井底车场轨面高出０.5米。
二、潜没式水泵房
潜没式水泵房只有在矿山水文地质条件和岩石条件较好的情况下才可考虑采用。
如矿井涌水量大并有突然涌水时,泵房就有淹没的危险故泵房前必须设置密闭防水门。
三、水泵房布置
水泵应顺着泵房的长度轴向排列，泵房轮廓尺寸应根据安装设备的最大外形尺寸,通道宽度和安装检修条件等确定。
1、水泵房的长度为
L 泵房=N台Ｌ机组＋A净空（N台＋１）
式中:
N台 ——水泵台数,台;
L机组——水泵机组（水泵和电动机）的总长度,米;
Ａ净空——水泵机组的净空距离,米，一般为1.５～2.0米。
2、水泵房的宽度
B泵房＝b基础＋ｂ 轨侧+b井侧
式中:
b基础——水泵基础宽度
b 轨侧——水泵基础边到有轨道一侧墙壁的距离,以通过泵房内最大设备为原则,一般为１.5～２.０米；
ｂ井侧——水泵基础边到吸水井一侧墙壁的距离,一般为0.8~1.０米。
3、水泵房的高度
水泵房高度应满足检修时起重的要求,根据具体情况确定，一般为３．0~4.５米。
根据水泵工作轮直径D工决定:
D工≥350毫米时,取4.5米，并应设有能承受起重量为3～5吨的工字梁;Ｄ工≤350毫米时,取3米，可不设起重梁。
4、水泵基础
水泵基础的长度和宽度应比水泵底座最大外形尺寸每边约大2００至300毫米。
大型水泵房基础应高于泵房基础地板200毫米,小型水泵可以固定于岩石上。
临时小型水泵可不设基础。
四.水泵房防水门的确定
设有管子斜通道的水泵房和潜没式水泵房，在于井底车场联络道的出入口处，应设置密闭的防水门，防水门所承受的压力以本中段的水压力大小而定。
防水门规格见表。
坑内防水门
规 格
尺 寸， 毫米
压力公斤／厘米2
重 量公斤
高
宽
有效宽
1650×261
５0
6
３51１
1600×
０
1600
1
８65
1540×196
40
1.5
627
2000×２4
0０0
5
2970
2000×２4
４0０
５
３７30
2４00×27
４０0
10
３400
240０×２７
40０
１0
680０
防水门应能在发生突然涌水时迅速地关闭,如需拆轨道时，通过防水门段的钢轨联结采用活动接头为宜。
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