矿井排水-课程设计说明书模板.doc

矿井主排水设备选型设计 计算说明书 矿业技术学院 学院 机械设计制造及自动化 专业 机单招13-1 班 设 计 者： 指导老师： 杨森 完成日期： 2016年 10月23日 辽 宁 工 程 技 术 大 学 目 录 1初始数据（已知条件） 4 2选型设计 4 1.选择排水系统 4 2.预选水泵: 4 3水泵所需扬程估算 5 4水泵的型号及台数选择 5 4.1水泵型号的选择 5 4.2水泵级数的确定 5 4.3水泵台数确定 6 5管路的选择 6 5.1管路趟数及泵房内管路布置形式 6 5.2管材的选择 6 5.3排水内径 6 5.4壁厚验算 7 5.5吸水管径 8 6工况点的确定及校验 8 6.1管路系统管路布置参照图 8 6.2估算管路长度 9 6.3管路阻力系数R的计算 9 6.4管路特性方程 11 6.5绘制管路特性曲线并确定工况点 11 6.6校验计算 12 6.6.1排水时间的验算 12 6.6.2经济性校核 12 6.6.3稳定性校核 13 6.6.4经济流速校核 13 7.吸水管高度校核 13 8、电机功率计算 13 9、电耗计算 14 1）、全年排水电耗 14 2)吨水百米电耗校验 14 10.课程设计心得体会 15 参考资料 16 ? 计算过程及计算说明 1初始数据（已知条件） 某矿井原始资料: 1)单水平开采，竖井，井深450m 2)正常涌水量650 m3/h 3)最大涌水量875 m3/h 4)持续时间58天 5)涌水重度r=10017N/m3 6)低沼气立井，年产量95万吨 2选型设计 1.选择排水系统 由于是单水平开采，故采用直接排水系统。 2.预选水泵: 主泵房的排水设备，必须有工作、备用和检修水泵。其中任一台水泵的排水能力应能在20h排出24h的正常涌水量，两台水泵同时工作的总能力，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%。 正常涌水期 最大涌水期 式中： ——工作水泵具备的总排水能力，； ——工作和备用水泵具备的总排水能力，； ——矿井正常涌水量，； ———— 矿井最大涌水量，。 3水泵所需扬程估算 由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即 式中 ——估算水泵所需扬程，； ——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=井底与地面标高差+4（井底车场与吸水井最低水位距离），； ——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。 4水泵的型号及台数选择 4.1水泵型号的选择 根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品中选取D450-60×9型号泵，流量450 m3/h额定扬程540m。则： 4.2水泵级数的确定 取=9级 式中 -- 估算水泵所需扬程，505; --水泵的级数； --单级水泵的额定扬程，60。 4.3水泵台数确定 工作泵台数 取n1=2 备用水泵台数 n2≥0.7n1=0.7×2=1.4和n2≥Qmax/Qe-n1=1050/450-2=0.33 取n2=2 检修泵数 n3≥0.25 n1=0.25×2=0.5，取n3=1 因此，共选5台泵。 5管路的选择 5.1管路趟数及泵房内管路布置形式 根据泵的总台数，选用典型五泵三趟管路系统，两条管路工作一条管路备用。正常涌水时，两台泵向两趟管路供水；最大涌水时，三台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用三台泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路内流量Qe等于泵的流量 5.2管材的选择 由于井深远大于200m ，确定采用无缝钢管。 5.3排水内径 式中——排水管内径，；——排水管中的流量，； 　　　 ——排水管内的流速，通常取经济流速＝１.５～２.２ （ｍ／s）来计算。 从表1－１预选Φ351×25无缝钢管，则排水内径=（351-2×25）mm = 301mm （YB231-70） 外径/mm 壁厚/mm 外径/mm 壁厚/mm 外径/mm 壁厚/mm 89 3.5～24.0 146 4.5～36.0 273 7.0～50.0 95 3.5～24.0 152 4.5～36.0 299 8.0～75.0