北2四采区排水选型设计

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1、 目 录1 采区情况22 水泵的选型22.1 水泵房水泵选型22.1.1按正常涌水量确定排水设备所必须的总排水能力22.1.2按排水高度估算排水设备所需要的扬程32.1.3预选水泵类型、型号及级数32.1.4泵房水泵台数的确定33 主排水管道选型43.1主排水设备排水管路趟数的确定43.2主排水设备排水管路的布置53.3排水管选择53.3.1排水管材料的选择53.3.2排水管径计算53.3.3管壁的厚度计算63.3.4排水管材料外径的确定63.3.5排水管中实际水流速度74 吸水管选择74.1 吸水管计算径的确定74.2 吸水管中的实际水流速度85水泵的工况及电动机选择85.2.1管路中扬程损

2、失的计算85.2.2、水泵工况的确定106 选型结果10鲁班山北矿四采区人行下山排水设备选型设计1 采区情况四采区人行下山位于鲁班山井田巡司背斜以北，其地层产状平缓，倾角多在1520，以缓倾斜为主，为一单斜构造，属中等构造类型。根据1：5000地形地质图综合分析，该斜井工程主要在二迭系上统峨眉山组（P2）中施工，预计无煤线存在和瓦斯涌出。地质构造简单。岩层产状351201520，一般1020。开口标高+456.6m（轨面）；终点标高+150.0m（轨面）。水文地质：水文地质条件简单。峨眉山玄武岩组（P2）为裂隙弱含水层，含水性除构造裂隙带及风化裂隙带较强外，一般含水性较弱，是良好的隔水层。茅口

3、组（P1m）为岩溶强含水层；地表岩溶发育，泉水丰富，并有代表深层地下水的盐泉、温泉出露。遇断层、裂隙发育地段、顶板破碎时普遍会有滴淋水现象存在。在茅口组石灰岩中掘进时注意溶洞积水的威胁。主要水源为大气降雨地表渗透水和溶洞积水。预计最大涌水量为810m3/h，正常涌水量270m3/h。2 水泵的选型根据四采区人行下山初步设计经济性比较，采用直接排水方式进行排水。根据三采区水文地质情况，正常排水量270m3/h，最大排水量810m3/h；水泵房正常排水量280m3/h，最大排水量840m3/h。2.1 水泵房水泵选型2.1.1按正常涌水量确定排水设备所必须的总排水能力按煤矿安全规程第278条规定Q

4、=324 (m3/h)式中Q正常涌水期排水设备所必须的总排水能力 (m3/h)QZh正常涌水量 (m3/h)2.1.2按排水高度估算排水设备所需要的扬程Hk（HX+HP）=1.2(306.6+5)=373.9(m)式中H排水设备所需要的扬程 mK管路扬程损失系数，斜井中，倾角20时，K1.21.25 本式中取1.2HX吸水高度，一般Hx4-5m 本式中取5 mHP排水高度，取水泵房到排水口垂高m 本式中为306.6m2.1.3预选水泵类型、型号及级数水泵选目前国产矿井主排水泵类型200D165作为水泵房排水泵。其额定流量为280m3/h，其单级程为65m。根据排水设备所必须的总排水能力的计算值

5、，在已确定的水泵类型的规格性能表中选取。i=i=5.75 取6级式中Hj所选水泵的单级平均扬程，m2.1.4泵房水泵台数的确定按煤矿安全规程第278条规定，要求矿井主排水必须要有工作 、备用和检修的水泵。1）工作水泵台数= = 0.96 选取1台式中 正常涌水量 (m3/h) 水泵的额定流量 (m3/h) 查表取280(m3/h)2）备用水泵台数和检修水泵台数按煤矿安全规程第278条规定，备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵的总能力应能在20h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%。nb0.7ng=0.67nb=-ng=-0.96=1.93

6、取最大值，备用水泵选用2台。检修水泵nj0.25ng=0.250.96=0.24所以检修水泵选取1台。综上所述，水泵房水泵台数确定为3台（一用两备一检修），型号为200D165，参数为Qe=280m3/h H=365m 电机功率P=500kw n=1480r/min 3 主排水管道选型3.1主排水设备排水管路趟数的确定按煤矿安全规程第278条和煤矿井下排水设计技术规定第2138条规定，矿井主排水管路必须要有工作和备用水管，其中一条出现故障时，其余管路就能在20h排出矿井24h的最大涌水量，所以确定主排水管路趟数为2趟。3.2主排水设备排水管路的布置3.3排水管选择3.3.1排水管材料的选择根据

7、煤矿井下排水设计技术规定第205条规定，当水压超过1.6MPa时，一般选用热轧无缝钢管或焊接钢管。所以我矿主排水管路确定选材为20号热轧无缝钢管。3.3.2排水管径计算 (m)式中 排水管的最佳计算径 m 向排水管同时输水的水泵台数一台水泵的额定流量 m3/h排水管中的经济流速，根据煤矿井下排水设计技术规定,一般取1.52.2 m/s 取1.8 m/s1)主排水管径=0.235 (m)根据计算，增大等级考虑，预选主排水管标准外径为402 mm，壁厚为12 mm.3.3.3管壁的厚度计算根据煤矿工业设计规第2141条的规定，管壁厚度就分23段选择:0.5（-1）+式中管子径mm ，由预选外径和壁

8、厚而得 材料许用应力，无缝钢管取80MPa p管液体压力,估算值p=0.011Hp MPa，Hp为排水扬程附加厚度,无缝钢管取1-2mm 本式中取2mm1)主排水管壁厚0.5378（-1）+20.5378（1.035-1）+2=8.62 (mm)3.3.4排水管材料外径的确定由计算径和壁厚查表，最终确定主排水管标准外径为402 mm，壁厚为12 mm。3.3.5排水管中实际水流速度式中排水管中的实际水流速度 m/s 向排水管同时输水的水泵台数 一台水泵的额定流量 m3/h排水管的径 m1)主排水管实际水流速度0.7m/s4 吸水管选择4.1 吸水管计算径的确定(m)式中 吸水管的最佳计算径 m

9、 向排水管同时输水的水泵台数一台水泵的额定流量 m3/h吸水管中的经济流速，根据煤矿井下排水设计技术规定第2.0.6条所述原则确定,一般取0.81.5 m/s 取1.2水泵房吸水管径：0.287 (m)由计算与查表选出水泵房吸水管外径为325 mm，壁厚为8 mm。4.2 吸水管中的实际水流速度 m/s式中 吸水管中的实际水流速度 m/s一台水泵的额定流量 m3/h吸水管的径 m水泵房吸水管实际水流速度：1.04 m/s5水泵的工况及电动机选择5.1、管路中扬程损失的计算1）、排水管流动阻力损失=(+) m=(0.025+7.3)16.8m式中排水管沿程阻力系数，查表取0.025排水管的总长m

10、。+=1005m泵房排水管的总长度，一般取2030m，式中取25 m管子道中管子的总长度，一般取1520m，式中取15 m井口出水长度，一般取1520m，式中取15 m排水高度m井筒倾角，度排水管局部阻力系数的和，查表后和值为7.3排水管、名称数 量系 数渐扩管10.5逆止阀11.7闸阀220.260.5290弯头440.2060.82418弯头10.20618/900.04124弯头10.2064/900.0092转弯三通221.53直流三通10.7共 bp 7.3 2）、吸水管流动阻力损失=(+) m=(0.027+4.006)0.26 m式中排水管沿程阻力系数，查表取0.027吸水管的总

11、长度，一般取810m，式中取8 m吸水管局部阻力系数的和，查表后取值为3.7吸水管、名称数 量系 数底阀、带滤网13.790弯头10.206渐缩管10.1共 bx4.0063）、排水管路决扬程损失：因为是新铺设管路，不考虑管路淤积使径缩小引起的附加阻力损失系数=+ m=16.8+0.26+0.02517.085 m5.2、水泵工况的确定根据煤矿井下排水设计技术规定第2.0.1条和第2.0.2条规定， 水泵的理论工作点应作三个点（不考虑淤积的一个点和考虑有淤积的两个点）均应在水泵的工业利用区。1）、绘制水泵特性曲线2）、求出管路常数淤积管0.00037无淤积管0.00022 3）、绘制管路特性曲线，确定工况点因为是新管路，所以管路曲线方程H=Hc+RWQ2式中HC测地高度，HC=HX+HP=316.6m6 选型结果综上所述，1）水泵房水泵台数确定为4台（一用两备一检修），型号为MD200-655，参数为Qe=280m3/h H=365m 电机功率P=500kw n=1480r/min2）主排水管采用两趟40212无缝钢管从水泵房铺设至+450m；10 / 10