排水设备能力验算.doc

**矿永久排水设备 一、设计依据 1.矿井设计生产能力为An=600kt/a； 2.矿井的正常涌水量为=m3/h，黄泥灌浆析出水量为7m3/h， m3/h，年持续天数为ZH=275天； 3.矿井的最大涌水量为=m3/h，黄泥灌浆析出水量为7m3/h， m3/h，年持续天数为ZHmax=90天； 4.副斜井斜长L=1m，倾角α=22°，排水垂高H=70.527m，井口标高+1092.973m，水泵房底板标高+1025.473m； 5.矿水呈中性，PH=6～7； 6.矿坑水容重：γ=1.02t/ m3； 7井上水处理站标高+1096m，井口至水处理站80m。 二、选型计算 《煤矿安全规程》第二百七十八条规定 主要排水设备中水泵应符合的要求是：必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。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%。 1.排水系统的确定 井下主水泵房位于副斜井井底，矿井水由泵房经管子道、副斜井敷设的排水管路排至地面水池。 2.选型参数计算 水泵选型计算所需参数为： 水泵正常排水量：＝＝1.2×7＝m3/h； 水泵最大排水量：＝＝1.2×＝m3/h； 水泵排水扬程： Hsy= 式中：K——扬程损失系数，取1.2； 4.5——吸水高度； ——矿井正常涌水量，=m3/h； ——矿井最大涌水量，=m3/h。 3.水泵型号确定 选用3台MD-30×3型多级耐磨离心式水泵，其额定流量为m3/h，额定扬程为m，效率为%。 4.管路选择计算 排水管和吸水管直径计算 排水管： 吸水管： 式中：Vp1——排水管的经济流速，取2m/s； Vx1——吸水管的经济流速，取1m/s； Qn——水泵的额定流量，Q=m3/h。 排水管选用Φ×5.0mm，吸水管选用Φ×6.0mm无缝钢管。排水管沿副斜井敷设2趟至地面沉淀池。正常涌水时为1趟工作，1趟备用；最大涌水时为趟工作。水泵采用自动化控制，选用3台矿用自动泵控制器，Dg=mm，P=MPa。 排水管和吸水管流速计算 排水管： (1.5～2.2m/s) 吸水管： (0.8～1.5m/s) 式中：——排水管内径，为0.mm； ——吸水管内径，为0.mm； Qn——水泵的额定流量，Q=m3/h。 管壁厚度的验算 ： 式中： δ——计入附加厚度后的管壁计算厚度（cm）； δ′——管子计算壁厚（cm）； c——计入制造负偏差和腐蚀的附加厚度（cm）； p——计算管段的最大的工作压力（MPa）； Dw——管子外径（cm）； ——管子焊缝系数，无缝钢管可取1； ［σ］——管材许用应力（MPa）。 排水管管壁厚为.0mm，满足要求。 5.排水管流动阻力损失计算 排水管和吸水管流动阻力损失为 排水管： 吸水管： 式中：λp、λx——吸、排水管的沿程阻力损失系数； 经计算：λp=0.0，λx=0.0； ∑εx、∑εp ——吸、排水管路上的局部阻力损失系数； 经计算：∑εx=，∑εp=6.； Lp——排水管长度，为322m； Lx——吸水管长度，为m； Vp——排水管内水的实际流速，为1.m/s； Vx——吸水管内水的实际流速，为1.m/s。 管路总阻力损失为=m 6.水泵工作点的确定 新管： 旧管： 式中：1.7——考虑管内径因污泥淤积后减小而引起阻力增大的系数。 管路特性曲线方程 新管： 旧管： 将该曲线方程置于所选水泵的性能曲线上可得水泵工况点(见图7-3-1)： 图7-3-1 MD-30×3型水泵性能工况点图 新管流量：Qm1=m3/h，扬程 Hm1=8m，效率ηm1=7% 旧管流量：Qm2=m3/h，扬程 Hm2=m，效率ηm2=76% 7.校验计算 （1）排水时间校验： 正常涌水时水泵工作小时数（1台工作）： 新管： 旧管： 式中：ZH1——正常涌水量时水泵每天工作台数，1台； ——矿井正常涌水量，=m3/h； ——矿井最大涌水量，=m3/h。最大涌水时水泵工作小时数（台工作）： 新管： 旧管： 式中：ZH2——最大涌水量时水泵每天工作台数，台； ——矿井正常涌水量，=m3/h； ——矿井最大涌水量，=m3/h。 （2）排水管流速验算 排水管： (1.5～2.2m/s) 新管：Vp=1.m/s 旧管Vp=1.5m/s 吸水管： (0.8～1.5m/s) 新管：Vx=1.m/s 旧管Vx=1.m/s 式中：——排水管内径，为mm； ——吸水管内径，为mm； Qm1——新管流量，Qm1=m3/h。 （3）水泵吸水高度校验（按新管校验）： m 式中：Hsma