排水设计.docx

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排水设计

W3223机巷迎头排水设计

一、巷道概况

W3223工作面位于钱营孜煤矿一水平西二采区南翼二阶段，工作面机巷设计长度2840m，标高-405～-497m；工作面内褶曲和断层构造发育，整体构造形态呈一轴部位于29与29-30勘探线之间的宽缓向斜（即胡圩子向斜），褶皱构造造成煤层产状变化较大，走向SE13°～SW37°，倾向77～127°，倾角5～21°。

二、水文地质条件

W3223工作面与W3213工作面位于同一构造单元，水文地质条件相同，故本工作面涌水量可以用W3213工作面实测涌水量进行比拟，估算结果见表。

比拟法预算工作面涌水量结果表

名称

水位降低S值（m）

面积（km3²）

正常涌水量（m3³/h）

最大涌水量（m3）3³/h）

W3213

647.18

0.79

12

30

W3223

494.18

0.71

10

25

综上所述W3223工作面顶、底板砂岩裂隙水正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为112m3/h。

三、设计目的

鉴于以上水文条件，同时又是新区掘进、下山施工，依据《煤矿防治水规定》的要求，为保证施工安全特编制本设计。

四、排水系统设计

1、下山施工时使用4寸（108mm）无缝钢管进行排水工作，迎头用1台BQS100-77-37/N型潜水电泵向上级水仓排水。

2、管路最大经济流速在2.2m/s时，108mm排水管路流量是62m3/h.

3、潜水泵与排水管连接处安装逆止阀防止管路里的水回流。

4、考虑排水泵供电的可靠性，故选择双回路供电，分别来自W3223机巷1140V动力电源、W3223机巷660V动力电源，选用QBZ—63型水泵自动开关，确保有水开泵，无水停泵。

永久水仓因水泵功率较大选用软启动柜。

临时排水系统

巷道每掘进40m施工一临时水仓，临时水仓均安装3台BQS60-60-22/N（额定排水能力60m3/h，额定扬程60m），紧跟迎头移动，1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接，1台备用。

临时水仓间隔120m处接力一次，垂直高度：

35m。

可利用上山的躲避硐下卧，临时水仓容积不小于4.5m3（规格：

长*宽*深=2*1.5*1.5m）。

一、水泵的选型计算

1、正常涌水量时水泵必须的排水能力

QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h

2、最大涌水量时水泵必须的排水能力

QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h

3、水泵扬程的估算

H=K（HP+HX）=1.3×35=45.5m

HP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×120=35m

HX-吸水高度，潜水泵为零

K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35

根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS60-60-22/N潜水泵，该泵额定排水能力60m3/h，额定扬程60m。

考虑在正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时，2台工作，1台检修。

故选用3台BQS60-60-22/N潜水泵。

二、管路的选择计算

1、排水管趟数的确定

根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。

2、管材的选择

根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。

3、排水管径的计算

dp=0.0188

=0.0188

=0.103m

Q-水泵额定流量，60m3

Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s

根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。

三、校验计算

1、排水时间的校验

（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24QH/n1Q=24×20/1×60

=8≤20h

（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×60

=20≤20h

n1-正常涌水量时水泵工作台数，1台

n2-最大涌水量时水泵工作台数，2台

2、排水管流速的计算

直径159㎜排水管

Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.150²=60/63.585

=0.94m/s

直径108㎜排水管

Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.100²=60/28.26

=2.12m/s

接力排水系统

斜巷每掘进到240m时，垂直高度：

70m，施工接力水仓，每个接力水仓安装3台BQS88-110/2-45/N潜水泵（额定排水能力60m3/h，额定扬程110m），1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接，1台备用。

水仓容积不小于15m3，规格：

长*宽*深=3.5*3*1.5m，也可用采区上山之间的联巷施工兼作水仓。

一、水泵的选型计算

1、正常涌水量时水泵必须的排水能力

QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h

2、最大涌水量时水泵必须的排水能力

QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h

3、水泵扬程的估算

H=K（HP+HX）=1.3×70=91m

HP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×240=70m

HX-吸水高度，潜水泵为零

K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35

根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS88-110/2-45/N潜水泵，该泵额定排水能力88m3/h，额定扬程110m。

考虑在正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时，2台工作，1台检修。

故选用3台BQS88-110/2-45/N潜水泵。

二、管路的选择计算

1、排水管趟数的确定

根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。

2、管材的选择

根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。

3、排水管径的计算

dp=0.0188

=0.0188

=0.124m

Q-水泵额定流量，88m3

Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s

根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。

三、校验计算

1、排水时间的校验

（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24QH/n1Q=24×20/1×88

=5.5≤20h

（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×88

=13.6≤20h

n1-正常涌水量时水泵工作台数，1台

n2-最大涌水量时水泵工作台数，2台

2、排水管流速的计算

直径159㎜排水管

Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.150²=88/63.585

=1.4m/s

直径108㎜排水管

Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.100²=88/28.26

=3.1m/s

永久排水系统

斜巷掘进到600m时，垂直高度：

175m，在轨道下山与回风上山之间施工联巷作为永久水仓，容积100m3，安装3台BQS50-300/5-132N潜水泵，扬程270米时流量63m3/h。

1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接。

2趟管路用闸阀连接形成环形管路，1台备用。

一、水泵的选型计算

1、正常涌水量时水泵必须的排水能力

QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h

2、最大涌水量时水泵必须的排水能力

QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h

3、水泵扬程的估算

H=K（HP+HX）=1.3×175=228m

HP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×600=175m

HX-吸水高度，潜水泵为零

K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35

根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS50-300/5-132N潜水泵，该泵扬程270m时，排水能力63m3/h。

考虑在正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时，2台同时工作，1台备用。

故选用3台BQS50-300/5-132N潜水泵。

二、管路的选择计算

1、排水管趟数的确定

根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。

2、管材的选择

根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。

3、排水管径的计算

dp=0.0188

=0.0188

=0.105m

Q-水泵额定流量，63m3

Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s

根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，管路上安装2台泵。

外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管，管路上安装1台泵。

2趟排水管用闸阀连接为环形管路。

三、校验计算

1、排水时间的校验

（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24QH/n1Q=24×20/1×63

=7.6≤20h

（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数

TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×63

=19≤20h

n1—正常涌水量水泵工作台数，1台

n2—最大涌水量水泵工作台数，2台

2、排水管流速的计算

正常涌水量使用一趟直径159㎜排水管

Vp=Q/900πdp²=63×1/900×3.14×0.150²=63/63.585

=1.0m/s

最大涌水量同时开启2趟排水管

Vp=Q/900πdp²=63×2/900×3.14×（0.150²＋0.10²）=126/91.845

=1.37m/s

西三采区回风下山与轨道下山角度相同，长度相同，故排水设计也与轨道下山一样。

恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿

西三采区轨道下山排水设计

工程名称：

西三采区轨道下山排水设计

编制单位：

西风井项目部

持有单位：

西风井项目部

编制时间：

2014年07月21日

会审记录

西

风

井

编制人

审核

单位负责人

会

审

人

员

技术

调度

安监

副总工程师

总工程师

审批意见