XX矿业井底泵房排水设计Word文档下载推荐.docx

1、水仓容积计算矿井在 2011 年曾发生突水，最大突水量 5503 /h ，呈不断减小 趋势，至 2013年8月矿井涌水量稳定在 603 /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 5503 /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

2、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 ；

3、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 /h2 、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， mHsy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=0.90.89 ;当管路在斜井中铺设，且倾角30时，g=0.830.8 ; = 3020o时，g = 0.8 0.77 ; V 20 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

4、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3Hi 60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=1 n2QmaJQe-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 0.25n i=0.25 x 1=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 MD450-60x 4 型水泵 5 台。五、管

5、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

6、准管径, 初选12吋管径，外径为325mm壁厚3 =8.5mm DN300型。3壁厚验算0.5dp J Z 0.4p 1） CV Z 1.3p式中d p所选标准内径，cm（T z管材许用应力。60MPap 管内水压，考虑流动损失，作为估算 p 0.011 a ；C 附加厚度。焊接钢管C 0.2cm ,无缝钢管C 0.1 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*179.2 1）0.2 60 1.3* 0.011*179.2=0.49cm=4.9mm v 8.5mm因此所选壁厚合适。4吸水管管径根据水泵吸水口直径，

7、选择 10吋吸水管DN250型v DN300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0.021d0.3吸水管：0.034X 0.30.200排水管：P 0.3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20.588X 0.588排水管附件及局部阻力系数闸阀11.5逆止阀11.706四通3123.528异径管0.5直流三通42.830。2 0.294 30/ 90 0.196p 23.23

8、R 8 lxXIp（1）1P）d4R 2gX 5dxd：P 5dp 2 8 0.0342 9.81660（1 23.23） h2/m0.3005=300.1s 2/m5=0.23 x 10-4 h2/m52 5式中R 管路阻力系数，s /m ；lx、lp 吸、排水管的长度，mdx、dp吸、排水管的内径，m3管路特性方程H=Hc+ Rtkd=134+0.23 x 10-4 x Qf式中：He排水高度 134mR -管路阻力损失系数h2/m5Q-通过管路的流量 m3/hK管内径变化而引起阻力损失变化的系数， 对于新管K=14管路特性参数表Q（ m/h）300400500600700800H/m13

9、6.07136.68139.75142.28145.27148.72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, n mf0.72 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 ） 0.85 n max 0.85 x 0.8=0.68，满足要求。十、稳定性校核Hsy=134W 0.9iH。=0.9 x 60*4=216m，满足要求。十

10、一、电机效率验算N dV 500kw,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QmHmE nzTz Z n maxT max max1000 * 3600 * m c d w1*3.37* 275 2*15.46*9010000*427*2121000*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 0.950.98 ;电动机效率，对于大电动机取 0.90.94 ;电网效率，取0.92 ;十三、最大排水能力计算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 427mVh x 4=1708nVh。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 /s x2=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。